TWI812312B - 雷射雕刻裝置及雷射雕刻系統 - Google Patents

Abstract

本發明的實施例提供一種雷射雕刻裝置及雷射雕刻系統。所述雷射雕刻裝置包括本體、雷射元件、多個動力輪及至少一電極。本體包括一上表面及一下表面，其中本體的上表面及下表面中的一第一表面設置有一第一槽孔。雷射元件插入於第一槽孔並具有一雷射頭。所述多個動力輪設置於本體的下表面。所述至少一電極設置於本體的下表面。

Description

雷射雕刻裝置及雷射雕刻系統

本發明是有關於一種雷射雕刻技術，且特別是有關於一種雷射雕刻裝置及雷射雕刻系統。

當想要使用電腦進行例如雷射雕刻等精確加工時，定位裝置是相當重要的一環。現行定位裝置通常需要外加機械手臂，甚至外加步進滑軌。無論是機械手臂或是滑軌，其都有相當的體積及重量，安裝上並不方便。除此之外，外加的設備也會造成成本的增加。

有鑑於此，本發明提供一種雷射雕刻裝置及雷射雕刻系統，其可用於解決上述技術問題。

本發明的實施例提供一種雷射雕刻裝置，包括本體、雷射元件、多個動力輪及至少一電極。本體包括一上表面及一下表面，其中本體的上表面及下表面中的一第一表面設置有一第一槽孔。 雷射元件插入於第一槽孔並具有一雷射頭。所述多個動力輪設置於本體的下表面。所述至少一電極設置於本體的下表面。

本發明的實施例提供一種雷射雕刻系統，包括觸控板及雷射雕刻裝置。觸控板具有觸控面。雷射雕刻裝置包括本體、雷射元件、多個動力輪及至少一電極。本體包括一上表面及一下表面，其中本體的上表面及下表面中的一第一表面設置有一第一槽孔。雷射元件插入於第一槽孔並具有一雷射頭。所述多個動力輪設置於本體的下表面。所述至少一電極設置於本體的下表面。雷射雕刻裝置因應於一主機提供的至少一雕刻任務而透過所述多個動力輪在觸控面上移動。

10,10a:雷射雕刻裝置

11:本體

111:第一槽孔

111a:表面

112:第二槽孔

12:雷射元件

121:雷射頭

13:動力輪

E1,E2:電極

14:通訊電路

15:處理器

20:雷射雕刻系統

21:主機

211:觸控板

299:物體

510:置物架

S1:上表面

S2:下表面

S3:第三表面

S4:第四表面

L1:雷射光

P1~P5:位置

K1~K3:筆劃

圖1A是依據本發明第一實施例繪示的雷射雕刻裝置示意圖。

圖1B是依據圖1A繪示的雷射雕刻裝置仰視圖。

圖2是依據本發明之一實施例繪示的雷射雕刻系統示意圖。

圖3是依據圖2繪示的執行雕刻任務示意圖。

圖4是依據圖1A及圖1B繪示的另一雷射雕刻裝置的仰視圖。

圖5是依據本發明之一實施例繪示的雷射雕刻系統示意圖。

請參照圖1A及圖1B，其中圖1A是依據本發明第一實施例繪示的雷射雕刻裝置示意圖，圖1B是依據圖1A繪示的雷射雕刻裝置仰視圖。在第一實施例中，雷射雕刻裝置10包括本體11、雷射元件12、多個動力輪13、電極E1、通訊電路14及處理器15。

在圖1A中，本體11例如是一圓柱形物體，但可不限於此。在一實施例中，本體11包括上表面S1及下表面S2，其中本體11的上表面S1及下表面S2中的第一表面(例如是下表面S2)設置有第一槽孔111。在本發明的實施例中，雷射元件12插入於第一槽孔111並具有雷射頭121。

在圖1A中，雷射元件12可具有第三表面S3及第四表面S4，其中雷射頭121可設置於第四表面S4上，但可不限於此。在一實施例中，在雷射元件12插入於第一槽孔111之後，第四表面S4可平行於第二表面S2。

在一實施例中，雷射元件12可固定地設置於第一槽孔111中。在另一實施例中，雷射元件12可為可拆式地插入於第一槽孔111中。

在雷射元件12為可拆式地插入於第一槽孔111的實施例中，第一槽孔111及雷射元件12上可設置有相應的定位結構，用以將雷射元件12固定於第一槽孔111中。

舉例而言，第一槽孔111及雷射元件12的一者上可設置有螺孔，而第一槽孔111及雷射元件12的另一者上可設置有對應 於此螺孔的螺栓。在一實施例中，雷射元件12的第三表面S3上可設置有螺孔，而第一槽孔111內(例如表面111a上)可設置有對應於此螺孔的螺栓。藉此，當此螺栓被旋入螺孔時，即可將雷射元件12固定於第一槽孔111中。

此外，在一實施例中，第一槽孔111內例如可設置有止滑部(例如橡膠墊圈、橡膠墊片)，藉以在雷射元件12被置入第一槽孔111時相應地避免雷射元件12滑出第一槽孔111。在另一實施例中，雷射元件12亦可透過磁吸的方式吸附於第一槽孔111中。在此情況下，雷射元件12及第一槽孔11上可設置有相應的磁吸元件，但可不限於此。

此外，在圖1A及圖1B中，本體11的上表面S1及下表面S2中的第二表面(例如是上表面S1)還可設置有第二槽孔112，而雷射元件12亦能夠插入於第二槽孔112。在本發明的實施例中，雷射元件12亦可透過固定於第一槽孔111中的方式而固定於第二槽孔112中，但可不限於此。

在本發明的實施例中，雷射元件12可因應於所欲雕刻的物體(例如皮件等)是位於雷射雕刻裝置10的上方或下方而置於第二槽孔112或第一槽孔111中。例如，當上述物體擺放於雷射雕刻裝置10的下方時，雷射元件12可相應地置於第一槽孔111中，以透過雷射頭121所發出的雷射光對此物體進行雕刻。另外，當上述物體擺放於雷射雕刻裝置10的上方時，雷射元件12可相應地置於第二槽孔112中，以透過雷射頭121所發出的雷射光對 此物體進行雕刻。

在其他實施例中，雷射雕刻裝置10可包括2個雷射元件12，而第一槽孔111及第二槽孔112可個別容置有一個雷射元件12。在此情況下，此二雷射元件12可個別發出雷射光，以對位於雷射雕刻裝置10的上方及下方的物體進行雕刻。

在一實施例中，第一槽孔111內設置有第一信號接點，而雷射元件12的第三表面S3可設置有對應於此第一信號接點的第二信號接點。在一實施例中，第一信號接點及第二信號接點的位置可設計為當雷射元件12經先前教示的方式固定於第一槽孔111時能夠彼此接觸的位置。在一實施例中，本體11(的處理器15)可透過第一信號接點提供電源信號至第二信號接點，且此電源信號可驅動雷射頭121朝雷射雕刻裝置的外部發出雷射光L1，其中雷射光L1的發射方向例如可垂直於第四表面S4(及下表面S2)。

此外，在雷射雕刻裝置10具有第二槽孔112的實施例中，第二槽孔112內可設置有第三信號接點。在一實施例中，第三信號接點及第二信號接點的位置可設計為當雷射元件12經固定於第二槽孔112時能夠彼此接觸的位置。在一實施例中，本體11(的處理器15)可透過第三信號接點提供電源信號至第二信號接點，且此電源信號可驅動雷射頭121朝雷射雕刻裝置的外部發出雷射光L1。

在圖1A及圖1B中，動力輪13及電極E1可設置於本體11的下表面S2。在一實施例中，動力輪13耦接於處理器15，並 可經處理器15的驅動而運作，從而相應地移動雷射雕刻裝置10移動。

此外，通訊電路14可設置於本體11中並用於從主機接收至少一雕刻任務。處理器15耦接於通訊電路14、動力輪13及插入於第一槽孔111的雷射元件12，並經配置以因應於各雕刻任務而驅動動力輪13及雷射頭121。

在不同的實施例中，通訊電路14例如是藍牙、Wifi或其他可與上述主機進行通訊的有線/無線通訊協定。處理器15可為一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統的處理器、數位訊號處理器、多個微處理器(microprocessor)、一個或多個結合數位訊號處理器核心的微處理器、控制器、微控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、現場可程式閘陣列電路(Field Programmable Gate Array，FPGA)、任何其他種類的積體電路、狀態機、基於進階精簡指令集機器(Advanced RISC Machine，ARM)的處理器以及類似品。

請參照圖2，其是依據本發明之一實施例繪示的雷射雕刻系統示意圖。在圖2中，雷射雕刻系統20可包括觸控板211及雷射雕刻裝置10。在本實施例中，觸控板211例如是設置於主機21(其例如是一平板電腦)上的觸控螢幕。在其他實施例中，主機21亦可設計為其他具有觸控板的裝置，例如筆記型電腦等，但可不限於此。在另一實施例中，觸控板211亦可為獨立於主機21的觸控裝置，並可用於向主機21回報所偵測到的觸控操作的座標。

如先前所提及的，本發明的雷射元件12可經插入於第一槽孔111，而雷射頭121可相應地經驅動而朝雷射雕刻裝置10的下方發射雷射光L1。基此，在本發明的實施例中，待雕刻物體299(例如皮件或其他類似物品)可放置於雷射雕刻裝置10的下方，以透過雷射光L1對物體299進行雕刻。

在圖2中，雷射雕刻裝置10可放置於觸控板211上方，而物體299可放置於雷射雕刻裝置10的動力輪13與觸控板211之間。在此情況下，雷射雕刻裝置10可因應於主機21所指派的雕刻任務而在物體299上移動以雕刻物體299。

具體而言，當雷射雕刻裝置10被置於觸控板211上時，觸控板211可相應地感應到電極E1在觸控板211上所造成的電容變化，進而偵測到電極E1整體在觸控板211上形成的電容感應位置，而此電容感應位置理解為電極E1整體在觸控板211上所形成的觸碰位置。

在一實施例中，上述電容感應位置可對應於雷射頭121的位置。以圖1B為例，由於電極E1的擺放位置約略形成一正三角形，故其在觸控板211上形成的電容感應位置將會對應於此正三角形的中心。基此，雷射頭121的位置可經設計為位於此正三角形的中心，藉以對應於電極E1整體在觸控板211上形成的電容感應位置。

在一實施例中，觸控板211可將所偵測到的上述電容感應位置的座標回報給主機21，以讓主機21相應地得知雷射頭121 目前位於觸控板211的哪個座標上方。

之後，主機21即可依據欲在物體299上雕刻的圖樣/文字產生對應的一或多個雕刻任務，並據以控制雷射雕刻裝置10在物體299上移動以雕刻物體299。

在本發明的實施例中，各雕刻任務包括起點位置及終點位置，而處理器15可因應於雕刻任務的其中之一(下稱第一雕刻任務)而執行：驅動動力輪13以將雷射頭121的位置移動至第一雕刻任務的起點位置；驅動雷射頭121發出雷射光L1，並驅動動力輪13以將雷射頭121的位置從第一雕刻任務的起點位置移動至第一雕刻任務的終點位置；以及停止驅動雷射頭121。

請參照圖3，其是依據圖2繪示的執行雕刻任務示意圖。在圖3中，假設主機21欲在物體299上雕刻文字「A」，則主機21例如可據以依序產生雕刻任務1~3，其中雕刻任務1的起點位置及終點位置分例例如是位置P1及P2，雕刻任務2的起點位置及終點位置分例例如是位置P3及P1，雕刻任務3的起點位置及終點位置分例例如是位置P4及P5。

基此，在進行雕刻任務1時，處理器15可經配置以：驅動動力輪13以將雷射頭121的位置(例如是上述電容感應位置)移動至位置P1；驅動雷射頭121發出雷射光L1，並驅動動力輪13以將雷射頭121從位置P1移動至位置P2；以及停止驅動雷射頭121。藉此，可在物體299上雕刻出筆劃K1。

之後，在進行雕刻任務2時，處理器15可經配置以：驅 動動力輪13以將雷射頭121的位置(例如是位置P2)移動至位置P3；驅動雷射頭121發出雷射光L1，並驅動動力輪13以將雷射頭121從位置P3移動至位置P1；以及停止驅動雷射頭121。藉此，可在物體299上雕刻出筆劃K2。

接著，在進行雕刻任務3時，處理器15可經配置以：驅動動力輪13以將雷射頭121的位置(例如是位置P1)移動至位置P4；驅動雷射頭121發出雷射光L1，並驅動動力輪13以將雷射頭121從位置P4移動至位置P5；以及停止驅動雷射頭121。藉此，可在物體299上雕刻出筆劃K3，進而完成文字「A」的雕刻。

請參照圖4，其是依據圖1A及圖1B繪示的另一雷射雕刻裝置的仰視圖。在圖4中，雷射雕刻裝置10a的結構大致類似於圖1A及圖1B中的雷射雕刻裝置10，惟雷射雕刻裝置10a僅包括單一個環狀電極E2。在本實施例中，環狀電極E2例如可設置於下表面S2並環繞於第一槽孔111，但可不限於此。

在本實施例中，環狀電極E2在觸控板211上所形成的電容感應位置亦可對應於雷射頭121的位置，其概念可參照電極E1的相關說明，於此不另贅述。

請參照圖5，其是依據本發明之一實施例繪示的雷射雕刻系統示意圖。在本實施例中，雷射元件12可插入於位於雷射雕刻裝置10的上表面S1的第二槽孔S2，而雷射頭121可相應地經驅動而朝雷射雕刻裝置10的上方發射雷射光L1。基此，在圖5中，待雕刻物體299(例如皮件或其他類似物品)可放置於雷射雕刻裝 置10的上方，以透過雷射光L1對物體299進行雕刻。

在圖5中，雷射雕刻系統20可更包括置物架510，而物體299可經置物架510固定於雷射雕刻裝置10及觸控板211上方。在此情況下，雷射雕刻裝置10仍可基於圖4所介紹的概念而因應於各雕刻任務在觸控板211上移動。由於雷射頭121係向雷射雕刻裝置10的上方發射雷射光，故可相應地對位於雷射雕刻裝置10及觸控板211上方的物體299進行雕刻。雷射雕刻裝置10執行雕刻任務的細節可參照圖4的相關說明，於此不另贅述。

綜上所述，本發明實施例提出的雷射雕刻裝置可因應於主機所指派的雕刻任務而在觸控板上移動，從而完成對待雕刻物體的雕刻。藉此，本發明實施例可在不需設置如機械手臂、滑軌等大型設備的情況下對物體進行雷射雕刻，從而相應地減少所需的成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:雷射雕刻裝置

11:本體

111:第一槽孔

111a:表面

112:第二槽孔

12:雷射元件

121:雷射頭

13:動力輪

14:通訊電路

15:處理器

S1:上表面

S2:下表面

S3:第三表面

S4:第四表面

L1:雷射光

Claims (13)

1. 一種雷射雕刻裝置，包括：一本體，其包括一上表面及一下表面，其中該本體的該上表面及該下表面中的一第一表面設置有一第一槽孔；一雷射元件，其插入於該第一槽孔並具有一雷射頭；多個動力輪，設置於該本體的該下表面；以及至少一電極，設置於該本體的該下表面，其中該雷射雕刻裝置因應於一主機提供的至少一雕刻任務而透過該些動力輪在一觸控面上移動。
2. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，其中該本體的該上表面及該下表面中的一第二表面設置有一第二槽孔，且該雷射元件插入於該第一槽孔或該第二槽孔。
3. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，其中該第一槽孔內設置有一第一信號接點，該雷射元件具有一第三表面，其中該雷射元件的該三表面設置有對應於該第一信號接點的一第二信號接點，該本體透過該第一信號接點提供一電源信號至該第二信號接點，且該電源信號驅動該雷射頭朝該雷射雕刻裝置的外部發出一雷射光。
4. 如請求項3所述的雷射雕刻裝置，其中該雷射元件具有設置有該雷射頭的一第四表面，該雷射元件的該第四表面平行於該本體的該第一表面，且該雷射光垂直於該雷射元件的該第四表面。
5. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，其中該第一槽孔內設置有一定位結構，用於將該雷射元件固定於該第一槽孔中。
6. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，其中該至少一電極整體形成一電容感應位置，且該電容感應位置對應於該雷射頭的位置。
7. 如請求項6所述的雷射雕刻裝置，其中該至少一電極包括一環狀電極。
8. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，更包括：一通訊電路，設置於該本體中並用於從該主機接收該至少一雕刻任務；一處理器，耦接於該通訊電路、該些動力輪及插入於該第一槽孔的該雷射元件，並經配置以因應於各該雕刻任務而驅動該些動力輪及該雷射頭。
9. 如請求項8所述的雷射雕刻裝置，其中各該雕刻任務包括一起點位置及一終點位置，且該處理器因應於該至少一雕刻任務中的一第一雕刻任務而執行：驅動該些動力輪以將該雷射頭的位置移動至該第一雕刻任務的該起點位置；驅動該雷射頭發出一雷射光，並驅動該些動力輪以將該雷射頭的該位置從該第一雕刻任務的該起點位置移動至該第一雕刻任務的該終點位置；以及停止驅動該雷射頭。
10. 如請求項1所述的雷射雕刻裝置，其中該雷射元件為可拆式地插入於該第一槽孔中。
11. 一種雷射雕刻系統，包括：一觸控板，其具有一觸控面；以及一雷射雕刻裝置，其包括：一本體，其包括一上表面及一下表面，其中該本體的該上表面及該下表面中的一第一表面設置有一第一槽孔；一雷射元件，其插入於該第一槽孔並具有一雷射頭；多個動力輪，設置於該本體的該下表面；至少一電極，設置於該本體的該下表面；其中該雷射雕刻裝置因應於一主機提供的至少一雕刻任務而透過該些動力輪在該觸控面上移動。
12. 如請求項11所述的雷射雕刻系統，其中該第一表面為該本體的該下表面，該至少一雕刻任務用於雕刻一物體，且該物體位於該些動力輪與該觸控面之間。
13. 如請求項11所述的雷射雕刻系統，更包括一置物架，該第一表面為該本體的該上表面，該至少一雕刻任務用於雕刻固定於該置物架上的一物體。

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