TWM461500U - 雷射雕刻機 - Google Patents

Description

雷射雕刻機

本創作係有關一種雷射雕刻機，特別是指一種能夠有效與傳送設備銜接、整合，且以自動化方式完成雷射加工作業之雷射雕刻機。

按，雷射雕刻或切割之加工原理，基本上係將雷射輸出之光束，導引並聚焦到加工物件的表面，聚焦後的光束，經材料吸收，溫度驟然昇高而氣化，使加工物件表面凹下而達成雕刻與切割之目的，其由於具有適用性廣、精密度高、控制容易、成本低、不易損壞材料、切口又具有光滑平整、材料於加工後不會產生變形(刮痕)等優點，加上相關技術的飛快進步，使得雷射加工技術被大量且廣泛的運用。

例如，一般的印刷電路板於製造過程中通常需要進行包括下料、導通孔製作、導電線路製作、建置防焊層、鍍金等步驟加工作業，而為維持應有的產能及加工品質，多透過自動化的加工設備搭配適當的輸送裝置執行預定的加工製程；因此，在印刷電路板之加工製程中，多會藉由雷射加工機台進行雷射加工，使在印刷電路板的表面上產生雷射標記或條碼，以便於印刷電路板後續之流向控管。

然而，舊有的雷射雕刻機於使用時，工作人員乃利 用治具裝設印刷電路板並形成定位，再透過治具將印刷電路板裝設於機台進行雷射雕刻；當印刷電路板完成雷射雕刻，再把治具及印刷電路板於機台上取出進行，而將治具上之印刷電路板更新後，再進行下一個印刷電路板之雷射雕刻加工作業。

整體來說，目前既有習知的雷射加工裝置在與加工物件之輸送設備銜接、整合之使用效率上並非理想，必須花較多的人力及物力完成預定的加工產能，導致廠商在競爭越來越激烈之消費市場環境中，無法提昇生產速度、增加產能或降低生產成本，難以符合提昇消費市場競爭力之趨勢。

有鑒於此，本創作即在提供一種能夠有效與傳送設備銜接、整合，且以自動化方式完成雷射加工作業之雷射雕刻機。

為達上揭目的，本創作之雷射雕刻機，基本上包括：一機台、一第一驅動模組、一第二驅動模組、一雷射雕刻模組，以及一控制模組；其中，該機台設有一組呈水平縱向配置的第一線性滑軌、一組呈水平橫向配置的第二線性滑軌，且於第一線性滑軌上設有一工件載台，於第二線性滑軌上設有一雷射載台；該第一驅動模組係連結於工件載台與第一線性滑軌之間供帶動工件載台沿第一線性滑軌往復位移；該第二驅動模組係連結於雷射載台與第二線性滑軌之間供帶動雷射載台沿第二線性滑軌往復位移；該雷射雕刻模組係設於雷射載台上，由一雷射槍及一組光學鏡頭，由雷射槍產生經鏡頭射出且對應於輸入數位雷射圖像的雷射光束；該控制模組係與第一驅動模組、第二驅動模組、雷射雕刻模組電性連接，供對雷射雕刻模組輸入數位雷射圖像，以及控制第一驅動模組、第二驅動模組、雷射雕刻模組動作與否。

利用上述結構特徵，本創作之雷射雕刻機，於使用時，即可與加工物件之傳送設備相接續、整合，在控制模組、第一驅動模組、第二驅動模組及雷射雕刻模組之整合運作下，由工件載台承接來自傳送設備的加工物件之後，由第一驅動模組帶動工件載台連同加工物件進入雷射雕刻模組之作業區域至定位，由雷射雕刻模組依照所輸入之數位雷射圖像於加工物件之預定位置進行雷射雕刻，且在第一驅動模組及第二驅動模組之動作下，可對加工物件之其它位置進行雷射雕刻；以及，當加工物件完成雷射雕刻後，由第一驅動模組帶動工件載台連同加工物件退出雷射雕刻模組之作業區域，以利將完成雷射雕刻之加工物件收集或送入加工物件之傳送設備。

依據上述結構特徵，所述控制模組係具有一電腦主機、至少一配置於雷射雕刻模組處且與電腦主機連結的數位影像擷取器；以及，於電腦主機內建置一供比對數位影像擷取器所擷取之加工物件實體影像，且依照比對結果配合調整數位雷射圖像旋轉角度的影像處理軟體。

上述控制模組係進一步包括一與電腦主機連結的影像顯示器。

所述雷射雕刻機係於雷射載台處設有一呈直向配置的第三線性滑軌，該雷射雕刻模組係設於第三線性滑軌上，且於雷射雕刻模組與第三線性滑軌之間連結一帶動雷射雕刻模組沿第三線性滑軌往復位移的第三驅動模組，該第三驅動模組且與控制模組電性連接。

所述雷射雕刻機係於機台處設有一將加工作業區域覆蓋的艙罩，且於艙罩處設有至少一供加工物件通過的艙口。

上述艙罩設有至少一透明視窗。

上述艙罩由兩個可相對開闔的半部樞接構成。

所述工件載台上設有至少一組將加工物件固定在定位處的夾具。

上述至少一組夾具係具有至少一將加工板件夾制固定的夾體，以及設有至少一帶動夾體動作的驅動元件，該至少一驅動元件且與控制模組電性連接。

具體而言，本創作所揭露之雷射雕刻機，不但能夠有效與傳送設備銜接、整合，且能夠以自動化方式完成雷射加工作業，進而以相對較低的人力及物力完成預定的加工產能，讓廠商在競爭越來越激烈之消費市場環境中，可以有效提昇生產速度、增加產能或降低生產成本，符合提昇消費市場競爭力之趨勢。

A‧‧‧加工物件

10‧‧‧機台

11‧‧‧第一線性滑軌

12‧‧‧第二線性滑軌

13‧‧‧第三線性滑軌

14‧‧‧工件載台

15‧‧‧雷射載台

20‧‧‧第一驅動模組

30‧‧‧第二驅動模組

40‧‧‧雷射雕刻模組

41‧‧‧雷射槍

42‧‧‧光學鏡頭

50‧‧‧控制模組

51‧‧‧電腦主機

52‧‧‧影像顯示器

53‧‧‧數位影像擷取器

60‧‧‧艙罩

61‧‧‧上艙部

62‧‧‧下艙部

63‧‧‧艙口

64‧‧‧透明視窗

第一圖係為本創作之雷射雕刻機於艙罩開啟狀態下之外觀立體圖。

第二圖係為本創作之雷射雕刻機於艙罩開啟狀態下之結構側視圖。

第三圖係為本創作之雷射雕刻機於艙罩開啟狀態下之結構俯視圖。

第四圖係為本創作之雷射雕刻機於艙罩蓋闔狀態下之外觀立體圖。

如第一圖本創作之雷設加工裝置於艙罩開啟狀態下之外觀立體圖、第二圖本創作之雷設加工裝置於艙罩開啟狀態下 之結構側視圖、第三圖本創作之雷設加工裝置於艙罩開啟狀態下之結構俯視圖所示，本創作之雷射雕刻機，基本上包括：一機台10、一第一驅動模組20、一第二驅動模組30、一雷射雕刻模組40，以及一控制模組50；其中：該機台10設有一組呈水平縱向配置的第一線性滑軌11、一組呈水平橫向配置的第二線性滑軌12，且於第一線性滑軌11上設有一工件載台14，於第二線性滑軌12上設有一雷射載台15；於實施時，所述工件載台14上設有至少一組將加工物件A固定在定位處的夾具(圖略)；原則上，該至少一組夾具係具有至少一將加工板件夾制固定的夾體，以及設有至少一帶動夾體動作的驅動元件，且該至少一驅動元件與控制模組電性連接為佳。

該第一驅動模組20係連結於工件載台14與第一線性滑軌11之間供帶動工件載台14沿第一線性滑軌11往復位移；於實施時，所述第一驅動模組20係可以由一伺服馬達(圖略)及聯結於該伺服馬達與工件載台14之間的傳動元件(圖略)所構成。

該第二驅動模組30係連結於雷射載台15與第二線性滑軌12之間供帶動雷射載台15沿第二線性滑軌12往復位移；同樣的，所述第二驅動模組30係可以由一伺服馬達(圖略)及聯結於該伺服馬達與雷射載台15之間的傳動元件(圖略)所構成。

該雷射雕刻模組40係設於雷射載台15上，基本上具有一雷射槍41及至少一組光學鏡頭42，主要由雷射槍41產生經光學鏡頭42且對應於輸入數位雷射圖像的雷射光束。

該控制模組50係與第一驅動模組20、第二驅動模組30、雷射雕刻模組40電性連接，供對雷射雕刻模組40輸入數位雷射圖像，以及控制第一驅動模組20、第二驅動模組30、雷射雕刻模組40動作與否：於實施時，所述控制模組50係具有一電腦主 機51，所述電腦主機51係可依照實際運作之需求連接至少一影像顯示器52；當然，整體控制模組50亦可直接配置一與電腦主機51電性連接的影像顯示器52。

原則上，該雷射雕刻模組40即可在其雷射槍41、光學鏡頭42及控制模組50之整合運作下，驅動雷射槍41輸出雷射光束，且將動雷射槍41所輸出的雷射光束導引並聚焦到加工物件A的表面，聚焦後的雷射光束，經材料吸收，溫度驟然昇高而氣化，使加工物件A表面凹下而達成雕刻與切割之目的。

再者，整體雷射雕刻機係可進一步於雷射載台15處設有一呈直向配置的第三線性滑軌13，該雷射雕刻模組40即設於第三線性滑軌13上，且於雷射雕刻模組40與第三線性滑軌13之間連結一帶動雷射雕刻模組40沿第三線性滑軌13往復位移的第三驅動模組(圖略)，該第三驅動模組且與控制模組50電性連接，以供達到微調雷射光束焦距之目的。

利用上揭結構特徵，本創作之雷射雕刻機於使用時，即可直接與加工物件之傳送設備當中的輸送帶相接續，或是與傳送設備當中的取料/放料裝置相整合運作，在控制模組50、第一驅動模組20、第二驅動模組30及雷射雕刻模組40之整合運作下，由工件載台14承接來自傳送設備的加工物件A之後，由第一驅動模組20帶動工件載台14連同加工物件A進入雷射雕刻模組40之作業區域至定位，由雷射雕刻模組40依照所輸入之數位雷射圖像於加工物件A之預定位置進行雷射雕刻，且在第一驅動模組20及第二驅動模組30之動作下，可對加工物件A之其它位置進行雷射雕刻。

以及，當加工物件完成雷射雕刻後，由第一驅動模組20帶動工件載台14連同加工物件退出雷射雕刻模組40之作業 區域，以利將完成雷射雕刻之加工物件A收集或送入加工物件之傳送設備。俾能夠有效與傳送設備銜接、整合，且以自動化方式完成雷射加工作業之目的。

值得一提的是，本創作之雷射雕刻機於實施時，所述控制模組50除具有一電腦主機51之外，其不論是否直接配置有一與電腦主機51電性連接的影像顯示器52，整體控制模組50係可進一步包括一配置於雷射雕刻模組40處且與電腦主機51連結的數位影像擷取器53，以及於電腦主機51內建置一供比對數位影像擷取器53所擷取之加工物件A實體影像，且依照比對結果配合調整數位雷射圖像旋轉角度的影像處理軟體；主要利用直接調整調整數位雷射圖像旋轉角度的方式，迎合加工物件定位A時偏擺(歪斜)的角度，能夠以相對更為經濟之手段，確保所完成之加工圖像不致於歪斜。

如第一圖及第四圖所示，本創作之雷射雕刻機為確保運作時之相關安全防護措施，整體雷射雕刻機係可於機台10處設有一將加工作業區域覆蓋的艙罩60，且於艙罩60處設有至少一供加工物件通過的艙口63，以及可進一步於述艙罩60之適當位致處設有至少一方便檢視作業情況的透明視窗64；當然，整體艙罩60係由兩個可相對開闔的半部(如圖所示之上艙部61及下艙部62)樞接構成為佳，以方便日後對相關構件進行檢修。

與傳統習用結構相較，本創作之雷射雕刻機不但能夠有效與傳送設備銜接、整合，且能夠以自動化方式完成雷射加工作業，進而以相對較低的人力及物力完成預定的加工產能，讓廠商在競爭越來越激烈之消費市場環境中，可以有效提昇生產速度、增加產能或降低生產成本，符合提昇消費市場競爭力之趨勢。

A‧‧‧加工物件

10‧‧‧機台

11‧‧‧第一線性滑軌

12‧‧‧第二線性滑軌

13‧‧‧第三線性滑軌

14‧‧‧工件載台

15‧‧‧雷射載台

20‧‧‧第一驅動模組

30‧‧‧第二驅動模組

40‧‧‧雷射雕刻模組

41‧‧‧雷射槍

42‧‧‧光學鏡頭

50‧‧‧控制模組

51‧‧‧電腦主機

52‧‧‧影像顯示器

53‧‧‧數位影像擷取器

62‧‧‧下艙部

Claims (9)

1. 一種雷射雕刻機，包括：一機台，設有一組呈水平縱向配置的第一線性滑軌、一組呈水平橫向配置的第二線性滑軌，且於第一線性滑軌上設有一工件載台，於第二線性滑軌上設有一雷射載台；一第一驅動模組，連結於工件載台與第一線性滑軌之間供帶動工件載台沿第一線性滑軌往復位移；一第二驅動模組，連結於雷射載台與第二線性滑軌之間供帶動雷射載台沿第二線性滑軌往復位移；一雷射雕刻模組，設於雷射載台上，由一雷射槍及一組光學鏡頭，由雷射槍產生經鏡頭射出且對應於輸入數位雷射圖像的雷射光束；一控制模組，與第一驅動模組、第二驅動模組、雷射雕刻模組電性連接，供對雷射雕刻模組輸入數位雷射圖像，以及控制第一驅動模組、第二驅動模組、雷射雕刻模組動作與否。
2. 如請求項1所述之雷射雕刻機，其中，該控制模組係具有一電腦主機、至少一配置於雷射雕刻模組處且與電腦主機連結的數位影像擷取器；以及，於電腦主機內建置一供比對數位影像擷取器所擷取之加工物件實體影像，且依照比對結果配合調整數位雷射圖像旋轉角度的影像處理軟體。
3. 如請求項2所述之雷射雕刻機，其中，該控制模組進一步包括一與電腦主機連結的影像顯示器。
4. 如請求項1或2所述之雷射雕刻機，其中，該雷射雕刻機係於雷射載台處設有一呈直向配置的第三線性滑軌，該雷射雕刻模組係設於第三線性滑軌上，且於雷射雕刻模組與第三線性滑軌 之間連結一帶動雷射雕刻模組沿第三線性滑軌往復位移的第三驅動模組，該第三驅動模組且與控制模組電性連接。
5. 如請求項1或2所述之雷射雕刻機，其中，該雷射雕刻機係於機台處設有一將加工作業區域覆蓋的艙罩，且於艙罩處設有至少一供加工物件通過的艙口。
6. 如請求項5所述之雷射雕刻機，其中，該艙罩設有至少一透明視窗。
7. 如請求項5所述之雷射雕刻機，其中，該艙罩由兩個可相對開闔的半部樞接構成。
8. 如請求項1或2所述之雷射雕刻機，其中，該工件載台上設有至少一組將加工物件固定在定位處的夾具。
9. 如請求項8所述之雷射雕刻機，其中，該至少一組夾具係具有至少一將加工板件夾制固定的夾體，以及設有至少一帶動夾體動作的驅動元件，該至少一驅動元件且與控制模組電性連接。