激光切割和雕刻标记一体机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及激光雕刻技术领域，尤其涉及一种激光切割和雕刻标记一体机。


背景技术：

[0002]
现有激光雕刻标记和切割工艺由两台不同的设备实现，雕刻机和切割机的成本都较高，而且需要配备较多的操作员分别对两台设备进行操作，雕刻和切割的周期也较长，这使得产品生产制造的成本非常高。
[0003]
因此，如何提高激光雕刻和切割的效率以缩减产品生产制造的成本成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的主要目的在于提供一种激光切割和雕刻标记一体机，旨在提高激光雕刻和切割的效率，以缩减产品生产制造的成本。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型提出一种激光切割和雕刻标记一体机，用于对工件进行雕刻标记和切割处理，所述激光切割和雕刻标记一体机包括：
[0006]
机座；
[0007]
放置台，设于所述机座上并设有供工件固定的固定位；以及
[0008]
雕刻切割组件，安装于所述机座上，所述雕刻切割组件包括第一激光发生器、第二激光发生器及与所述第一激光发生器和所述第二激光发生器分别连接的激光头；
[0009]
所述第一激光发生器，用于形成第一激光光束；
[0010]
所述第二激光发生器，用于形成第二激光光束；
[0011]
所述激光头，用于聚焦及合并所述第一激光光束和所述第二激光光束并发射至工件上，以对工件进行雕刻标记和切割处理。
[0012]
在一实施例中，所述雕刻切割组件还包括护束镜、第一光闸、第一反射镜和第二反射镜，所述第一激光发生器发射的第一激光光束依次经所述护束镜、所述第一光闸、所述第一反射镜和所述第二反射镜射进所述激光头。
[0013]
在一实施例中，所述雕刻切割组件还包括第二光闸、第三反射镜和第四反射镜，所述第二激光发生器发射的第二激光光束依次经所述第二光闸、所述第三反射镜和所述第四反射镜射进所述激光头。
[0014]
在一实施例中，所述第一激光发生器为气体激光器；所述第二激光发生器为光纤激光器。
[0015]
在一实施例中，所述激光切割和雕刻标记一体机还包括第一移载组件，所述第一移载组件安装于所述机座上，所述第一激光发生器、所述第二激光发生器和所述激光头均设置于所述第一移载组件上并在所述第一移载组件的驱动下移动可沿第一方向和第二方向移动；
[0016]
其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
[0017]
在一实施例中，所述激光切割和雕刻标记一体机还包括第二移载组件，所述第二移载组件安装于所述机座上，所述放置台设置于所述第二移载组件上并在所述第二移载组件的驱动可沿第三方向移动；
[0018]
其中，所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向分别垂直。
[0019]
在一实施例中，所述激光头包括本体及分别设于所述本体内的聚焦镜、合束镜和扫描振镜，所述本体上分别开设有供所述第一激光光束射入的第一进光口及供所述第二激光光束射入的第二进光口；
[0020]
所述第一激光光束通过所述第一进光口并经所述聚焦镜聚焦后射至所述合束镜，所述第二激光光束通过所述第二进光口并经所述扫描振镜扫描后射至所述合束镜，所述合束镜用于将所述第一激光光束和所述第二激光光束合为出射光线并发射至工件上。
[0021]
在一实施例中，所述激光头还包括与所述本体滑动连接的滑动板及与所述滑动板驱动连接的第一驱动件，所述合束镜设置于所述滑动板上，所述滑动板在所述第一驱动件的驱动下可沿所述第一方向移动。
[0022]
在一实施例中，所述激光头还包括与所述本体活动连接的活动块及与所述活动块驱动连接的第二驱动件，所述第一进光口设于所述活动块上，所述活动块在所述第二驱动件的驱动下可沿所述第三方向移动。
[0023]
在一实施例中，所述本体上还设有用于确定工件及其雕刻和切割位置的ccd组件，所述ccd组件包括安装座、相机、镜头及光源，所述安装座设于所述本体上，所述相机主体安装于所述安装座上，所述镜头设于所述安装座上并与所述相机主体的连接，所述光源设于所述安装座上并位于所述镜头的一侧。
[0024]
本实用新型通过将该激光切割和雕刻标记一体机的放置台设于机座上并设有供工件固定的固定位，雕刻切割组件安装于机座上，雕刻切割组件包括第一激光发生器、第二激光发生器及与第一激光发生器和第二激光发生器分别连接的激光头，第一激光发生器用于形成第一激光光束，第二激光发生器用于形成第二激光光束，激光头用于聚焦及合并第一激光光束和第二激光光束并发射至工件上，以对工件进行雕刻和切割处理，从而实现了激光雕刻标记和切割功能，提高了激光雕刻标记和切割的效率，缩减了产品生产制造的成本。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]
图1为本实用新型激光切割和雕刻标记一体机一实施例的结构示意图；
[0027]
图2为本实用新型激光切割和雕刻标记一体机一实施例中不含机箱的结构示意图；
[0028]
图3为图2的后视图；
[0029]
图4为本实用新型激光切割和雕刻标记一体机一实施例中激光头的结构示意图；
[0030]
图5为本实用新型激光切割和雕刻标记一体机一实施例中雕刻切割组件整体的光
路传输原理图；
[0031]
图6为本实用新型激光切割和雕刻标记一体机一实施例中激光头的光路传输原理图。
[0032]
附图标号说明：
[0033]
标号名称标号名称100机座310第一激光发生器200放置台320第二激光发生器300雕刻切割组件330激光头311护束镜312第一光闸313第一反射镜314第二反射镜321第二光闸322第三反射镜323第四反射镜400第一移载组件500第二移载组件331本体332聚焦镜333合束镜334扫描振镜335滑动板336第一驱动件337活动块10机箱338场镜20冷却装置600ccd组件11活动安全门30抽尘装置31抽尘管12报警信号灯331a第一进光口13显示器331b第二进光口301风琴罩
[0034]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0038]
目前，激光雕刻标记和切割工艺通常由两台不同的设备实现，雕刻机和切割机的成本都较高，而且需要配备较多的操作员分别对两台设备进行操作，雕刻和切割的周期也较长，这使得产品生产制造的成本非常高。
[0039]
为了提高激光雕刻标记和切割的效率，以缩减产品生产制造的成本，本实用新型提出一种激光切割和雕刻标记一体机，用于进行平面切割和雕刻/标记等激光加工工艺，处理材料(工件)可为聚合物和复合材料，材料厚度0.1-12mm不等，此处不限。
[0040]
参照图1至图3，在本实用新型的一实施例中，该激光切割和雕刻标记一体机包括机座100、放置台200及雕刻切割组件300；放置台200设于机座100上并设有供工件固定的固定位；雕刻切割组件300安装于机座100上，雕刻切割组件300包括第一激光发生器310、第二激光发生器320及与第一激光发生器310和第二激光发生器320分别连接的激光头330；第一激光发生器310用于形成第一激光光束；第二激光发生器320用于形成第二激光光束；激光头330用于聚焦及合并第一激光光束和第二激光光束并发射至工件上，以对工件进行雕刻标记和切割处理。
[0041]
其中，机座100可以是由多块钢板或铝板等通过焊接或螺纹连接等方式组装而成；放置台200可由金属或工程塑料等材质制成，可为放置产品的蜂窝状平台。
[0042]
需要说明的是，第一激光发生器310可以是二氧化碳激光器等气体激光器，二氧化碳激光器的功率可为150w，可发射波长为10.60μm激光；第二激光发生器320可以是红外纳秒激光器，红外纳秒激光器的功率可为20w，可发射波长为1064nm红外光。第一激光发生器310产生的第一激光光束和第一激光发生器310产生的第二激光光束为不同波段的激光光线，以满足不同激光工艺(雕刻标记、切割等)对激光光束的要求。此处，对第一激光发生器310和第二激光发生器320的类型和功率大小均不做限定。
[0043]
雕刻切割组件300的激光头330可选用fl360-d45型号的切割头和dynaxis s型号的扫描头的组合，此处不限定激光头330的具体型号。
[0044]
值得一提的是，主要参考图2，本实施例中雕刻切割组件300的光路可通过设置风琴罩301来进行保护。
[0045]
在装配整机时，可先将机座100的各部件进行组装，再将放置台200通过螺纹连接、粘接或导柱活动插接等方式安装于机座100上，然后再将雕刻切割组件300的第一激光发生器310、第二激光发生器320和激光头330可通过移动机构活动安装于机座100上，以便调整雕刻切割组件300与工件的相对位置。
[0046]
可以理解的是，在本实用新型的技术方案中，由于该激光切割和雕刻标记一体机包括机座100、放置台200及雕刻切割组件300，放置台200设于机座100上并设有供工件固定的固定位，雕刻切割组件300安装于机座100上，雕刻切割组件300包括第一激光发生器310、第二激光发生器320及与第一激光发生器310和第二激光发生器320分别连接的激光头330，第一激光发生器310用于形成第一激光光束，第二激光发生器320用于形成第二激光光束，激光头330用于聚焦及合并第一激光光束和第二激光光束并发射至工件上，以对工件进行雕刻标记和切割处理，从而实现了激光雕刻标记和切割功能，提高了激光雕刻标记和切割的效率，缩减了产品生产制造的成本。
[0047]
参考图2和图3，为了实现高精度的切割和雕刻标记处理，在一些实施例中，该激光切割和雕刻标记一体机还可包括第一移载组件400，第一移载组件400安装于机座100上，第
一激光发生器310、第二激光发生器320和激光头330均设置于第一移载组件400上并在第一移载组件400的驱动下移动可沿第一方向和第二方向移动；其中，第一方向与第二方向相互垂直。
[0048]
此外，为了便于调节焦距，在其他实施例中，激光切割和雕刻标记一体机也还可包括第二移载组件500，第二移载组件500安装于机座100上，放置台200设置于第二移载组件500上并在第二移载组件500的驱动可沿第三方向移动；其中，第三方向与第一方向、第二方向分别垂直，也即，第一方向可为图2中x轴方向，第二方向可为图2中y轴方向，第三方向可为图2中z轴方向。
[0049]
第二移载组件500可采用步进电机作为驱动源来驱动研磨丝杆沿第三方向运动，以调整待加工工件与激光头330的相对位置，进而调整焦距。
[0050]
参考图5，为了达到较好的激光雕刻标记和切割效果，在一实施例中，雕刻切割组件300还可包括护束镜311、第一光闸312、第一反射镜313和第二反射镜314，第一激光发生器310发射的第一激光光束依次经护束镜311、第一光闸312、第一反射镜313和第二反射镜314射进激光头330。如此设置，实现了将第一激光发生器310产生的第一激光光束射进至激光头330。
[0051]
其中，护束镜311用于调整激光光束直径和发散角，第一光闸312和下述的第二光闸321用于控制关断激光信号或打开激光信号。
[0052]
基于上述实施例，在一实施例中，,雕刻切割组件300还可包括第二光闸321、第三反射镜322和第四反射镜323，第二激光发生器320发射的第二激光光束依次经第二光闸321、第三反射镜322和第四反射镜323射进激光头330。如此设置，实现了将第二激光发生器320产生的第二激光光束射进至激光头330。
[0053]
需要说明的是，上述的第一反射镜313、第二反射镜314、第三反射镜322和第四反射镜323均可呈45度设置并设于适当的位置，以分别将第一激光光束和第二激光光束反射至激光头330。
[0054]
参考图4及图6，在一实施例中，激光头330可包括本体331及分别设于本体331内的聚焦镜332、合束镜333和扫描振镜334，本体331上分别开设有供第一激光光束射入的第一进光口331a及供第二激光光束射入的第二进光口331b。
[0055]
第一激光光束通过第一进光口331a并经聚焦镜332聚焦后射至合束镜333，第二激光光束通过第二进光口331b并经扫描振镜334(包含场镜338)扫描后射至合束镜333，合束镜333用于将第一激光光束和第二激光光束合为出射光线并发射至工件上。
[0056]
为了调节合束镜333的位置，以实现更好的雕刻标记和切割效果，在一实施例中，主要参考图4，激光头330还可包括与本体331滑动连接的滑动板335及与滑动板335驱动连接的第一驱动件336，合束镜333设置于滑动板335上，滑动板335在第一驱动件336的驱动下可沿第一方向(可为本体331的宽度方向)移动。如此设置，可便于调整合束镜333的位置，从而使其达到一定的合束效果，实现了同轴加工。其中，第一驱动件336及下述的第二驱动件(图未示出)均可为气缸、步进电机或伺服电机等，此处不限。
[0057]
值得注意的是，当第一激光发生器310需要大功率加工时，第一激光发生器310也可通过第一驱动件336驱动合束镜333移开，以有效地保护合束镜333。
[0058]
为了微调第一进光口331a的位置，以对准光线，在一实施例中，激光头330还可包
括与本体331活动连接的活动块337及与活动块337驱动连接的第二驱动件，第一进光口331a设于活动块337上，活动块337在第二驱动件的驱动下可沿第三方向(可为本体331的高度方向)移动。
[0059]
参考图4，在一些实施例中，激光头330的本体331上还可设置用于确定工件及其雕刻和切割位置的ccd组件600，ccd组件600包括安装座、相机、镜头及光源，安装座设于本体331上，相机主体安装于安装座上，镜头设于安装座上并与相机主体的连接，光源设于安装座上并位于镜头的一侧。如此设置，以实现将激光头330与工件调整至加工位置，从而获得更好的雕刻标记和切割效果。
[0060]
为了增强整个设备的安全性能，在一些实施例中，参考图1，该激光切割和雕刻标记一体机还包括机箱10，机座100及其上的放置台200和雕刻切割组件300设于机箱10内部。机箱10上可设置供控制系统的显示器13显露的窗口及供操作键盘放置的放置位，机箱10上还可设置有与控制系统连接的活动安全门11，操作员通过按压按钮即可开合该活动安全门11，以取放工件。
[0061]
参考图1至图3，在一实施例中，该激光切割和雕刻标记一体机还可包括冷却装置20和抽尘装置30；冷却装置20可设置于机箱10一侧并与机箱10内雕刻切割组件300通过水管连通，以用于给雕刻切割组件300提供冷却水；抽尘装置30也可设置于机箱10一侧并与机箱10内部抽尘管31连通，抽尘管31的抽尘端可放置于激光头330一侧，以用于将激光雕刻标记和切割产生的灰尘或有害气体抽出，如此设置，减少了激光加工过程中产生的有害气体对车间环境造成污染。
[0062]
此外，为了进一步地提升该激光切割和雕刻标记一体机的安全性能，参考图1，该激光切割和雕刻标记一体机还可设置报警装置，报警装置与控制系统连接，其报警信号灯12可设置于机箱10上侧，以用于显示设备运行状态，并在机器故障时，发出报警信号来提示工作人员。
[0063]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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