專利名稱：一種激光打標(biāo)切割一體機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光打標(biāo)切割一體機。
背景技術(shù)：
激光具有方向性好、亮度高、單色性好等特點，已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到 廣泛的應(yīng)用。目前，工業(yè)應(yīng)用中已開發(fā)出20多種激光加工工藝技術(shù)，包括激 光打標(biāo)和激光切割。
由于激光打標(biāo)和激光切割是兩種不同的加工工藝技術(shù)，因此，在目前的 激光加工行業(yè)中，大多采用兩臺獨立的設(shè)備， 一臺為激光打標(biāo)機，用于激光 打標(biāo)，另一臺為激光切割機，用于激光切割，采用這種加工方式的缺點是， 使得生產(chǎn)成本較高且效率較低。行業(yè)中開始研發(fā)和使用激光打標(biāo)切割一體機， 現(xiàn)有的一體機只是將獨立的打標(biāo)激光器和切割激光器整合在一臺機器中，再 由控制系統(tǒng)控制打標(biāo)激光器或切割激光器進行加工，由于采用了打標(biāo)、切割 兩套光學(xué)系統(tǒng)，使得這種一體機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維護和維修較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種激光打標(biāo)切割一體 機，該一體機的打標(biāo)、切割為一套光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)一套設(shè)備完成打標(biāo)和切割 兩種加工工藝。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)提供一種激光打標(biāo)切 割一體機，包括機架、電腦控制系統(tǒng)、激光器、X向驅(qū)動機構(gòu)、Y向驅(qū)動機構(gòu)，所述機架上固接有所述電腦控制系統(tǒng)、集打標(biāo)、切割技術(shù)于一體的激光 器、X向驅(qū)動機構(gòu)和Y向驅(qū)動機構(gòu)；所述電腦控制系統(tǒng)電連接所述激光器、 X向驅(qū)動機構(gòu)和Y向驅(qū)動機構(gòu)；所述電腦控制系統(tǒng)包括一打標(biāo)控制單元和一 切割控制單元；所述打標(biāo)控制單元和切割控制單元分別電連接激光器。
所述Y向驅(qū)動機構(gòu)包括兩個同樣的滾珠絲桿傳動機構(gòu)，該滾珠絲桿傳動 機構(gòu)包括有Y向伺服電機、Y向滾珠絲桿、Y向滾珠螺母、Y向第一軸承座、 Y向第二軸承座、Y向?qū)к壓蚘向連接板；
所述Y向連接板與Y向?qū)к壔瑒舆B接，Y向滾珠螺母固定在Y向連接板 下方，并與Y向滾珠絲桿軸接，所述Y向滾珠絲桿兩端分別與Y向第一軸 承座和Y向第二軸承座軸接，并在Y向第二軸承座一側(cè)與Y向伺服電機輸出 軸連接，所述Y向伺服電機、Y向第一軸承座、Y向第二軸承座以及Y向?qū)?軌分別固接在所述機架上；
所述Y向驅(qū)動機構(gòu)還包括有兩條同樣的橫梁，該兩條橫梁連接所述兩個 滾珠絲桿傳動機構(gòu)的Y向連接板。
所述電腦控制系統(tǒng)進一步包括一Y向同步控制單元，該Y向同步控制單 元電連接所述Y向驅(qū)動機構(gòu)的兩個Y向伺服電機。
所述X向驅(qū)動機構(gòu)包括X向滾珠絲桿、X向滾珠螺母、X向?qū)к?、工?臺、X向伺服電機和X向軸承座；所述X向?qū)к壒探釉谒鯵向驅(qū)動機構(gòu)的 橫梁上，所述工作臺與X向?qū)к壔瑒舆B接，所述X向滾珠絲桿的兩端分別固 定連接有絲桿固定座，該絲桿固定座固接在所述Y向驅(qū)動機構(gòu)的Y向連接板 上；所述X向伺服電機和X向軸承座設(shè)置在工作臺下方，該X向軸承座套裝 在X向滾珠絲桿上并通過第一軸承與X向滾珠嫘母同軸轉(zhuǎn)動連接，X向伺服 電機通過X向同步帶輪機構(gòu)與X向滾珠螺母連接。所述x向同步帶輪機構(gòu)包括主動輪、從動輪和傳動帶，傳動帶帶連接主
動輪和從動輪，主動輪與x向伺服電機輸出軸連接，從動輪與x向滾珠螺母 同軸固定連接。
所述電腦控制系統(tǒng)進一步包括一 X向控制單元，該X向控制單元電連接 所述X向驅(qū)動機構(gòu)的X向伺服電機。
所述激光器固接在所述x向驅(qū)動機構(gòu)的工作臺上。
還包括一手動送料與自動送料切換機構(gòu)，該手動送料與自動送料切換機
構(gòu)包括有兩對應(yīng)設(shè)置的支架、壓布輥、送布輥、固定在支架上的步進電機33; 所述支架與機架尾部相連接，支架上設(shè)置有滑軌，滑軌下端設(shè)置有第三軸承 座，滑軌上端滑動連接有滑塊，送布輥的兩端分別通過軸承與第三軸承座轉(zhuǎn) 動連接，步進電機通過送料同步帶輪機構(gòu)與送布輥右端連接，所述壓布輥的 兩端分別穿過滑塊并與滑塊轉(zhuǎn)動連接，壓布輥上設(shè)置有手柄，該壓布輥兩端 通過凸輪機構(gòu)分別與兩支架連接。
所述壓布輥在靠近端部處開設(shè)有徑向的凸輪槽，凸輪槽中設(shè)有固定在支 架上的支撐板，凸輪槽與支撐板配合構(gòu)成所述凸輪機構(gòu)。
所述電腦控制系統(tǒng)進一步包括一送料控制單元，該送料控制單元電連接 所述手動送料與自動送料切換機構(gòu)的步進電機。
本發(fā)明的有益效果由于該一體機采用集打標(biāo)、切割技術(shù)于一套光學(xué)系
統(tǒng)的激光器，在電腦控制系統(tǒng)控制下完成打標(biāo)和切割兩種加工工藝，使得設(shè)
備結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，效率較高，易于維護和維修；Y向驅(qū)動機構(gòu)采用 雙電機滾珠絲桿傳動機構(gòu)，在電腦控制系統(tǒng)控制下實現(xiàn)雙電機同步驅(qū)動，使 得該設(shè)備能完成重負(fù)荷高速運動，并能提高Y向的定位位置精度；X向驅(qū)動 機構(gòu)的X向滾珠絲桿兩端固定，在電腦控制系統(tǒng)控制下，驅(qū)動X向伺服電機,再通過x向同步帶輪機構(gòu)帶動x向滾珠嫘母轉(zhuǎn)動，使x向滾珠螺母繞著x向
滾珠絲桿作螺旋進給運動，X向滾珠蠊母通過X向軸承座帶著工作臺沿X向
導(dǎo)軌作直線運動，使得滾珠絲桿只受滾珠螺母的作用力和自身的重力作用，
減小滾珠絲桿的轉(zhuǎn)矩、慣性矩、變形，提高滾珠絲桿的轉(zhuǎn)速，能提高x向的
定位位置精度；手動送料與自動送料切換機構(gòu)的壓布輥上設(shè)置有手柄，壓下 手柄，手柄帶動壓布輥在支撐板上滾動，通過凸輪機構(gòu)使壓布輥位置上升， 壓布輥與送布輥之間的間隙增大，即可由人工方式將布料送入壓布輥與送布 輥之間，自動送料時，上轉(zhuǎn)手柄，通過凸輪機構(gòu)使壓布輥位置下降，壓布輥 與送布輥之間的間隙減小，壓緊壓布輥與送布輥之間的布料，而在電腦控制 系統(tǒng)控制下，步進電機通過同步帶輪機構(gòu)帶動送布輥轉(zhuǎn)動，從而帶動布料運 動，使得手動送料與自動送料能方便切換，操作簡單方便且效率高。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明的控制原理框附圖3為本發(fā)明Y向驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意附圖4為本發(fā)明Y向驅(qū)動機構(gòu)的滾珠絲桿傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意附圖5為本發(fā)明X向驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意附圖6為本發(fā)明X向驅(qū)動機構(gòu)的分解示意附圖7為本發(fā)明手動送料與自動送料切換機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意附圖8為本發(fā)明另一角度的手動送料與自動送料切換機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意附圖9為本發(fā)明壓布輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，參考附圖l至附圖9，該種激光打標(biāo)切割一體機，包括機架l、電腦控制系統(tǒng)2、激光器3、 X向驅(qū)動機構(gòu)4、 Y向驅(qū)動機構(gòu)5，所述機架1上固接有所述電腦控制系統(tǒng)2、集打標(biāo)、切割技 術(shù)于一體的激光器3、 X向驅(qū)動機構(gòu)4和Y向驅(qū)動機構(gòu)5;所述電腦控制系統(tǒng) 2電連接所述激光器3、 X向驅(qū)動機構(gòu)4和Y向驅(qū)動機構(gòu)5;所述電腦控制系 統(tǒng)2包括一打標(biāo)控制單元6和一切割控制單元7;所述打標(biāo)控制單元6和切割 控制單元7分別電連接激光器3。
所述Y向驅(qū)動機構(gòu)5包括兩個同樣的滾珠絲桿傳動機構(gòu)，該滾珠絲桿傳 動機構(gòu)包括有Y向伺服電機8、 Y向滾珠絲桿9、 Y向滾珠蟪母10、 Y向第一 軸承座11、 Y向第二軸承座12、 Y向?qū)к?3和Y向連接板14;
所述Y向連接板14與Y向?qū)к?3滑動連接,Y向滾珠螺母10固定在Y 向連接板14下方，并與Y向滾珠絲桿9軸接，所述Y向滾珠絲桿9兩端分 別與Y向第一軸承座11和Y向第二軸承座12軸接，并在Y向第二軸承座 12—側(cè)與Y向伺服電機8輸出軸連接，所述Y向伺服電機8、 Y向第一軸承 座11、 Y向第二軸承座12以及Y向?qū)к?3分別固接在所述機架1上；
所述Y向驅(qū)動機構(gòu)5還包括有兩條同樣的橫梁15，該兩條橫梁15連接 所述兩個滾珠絲桿傳動機構(gòu)的Y向連接板14。
所述電腦控制系統(tǒng)2進一步包括一 Y向同步控制單元16，該Y向同步控 制單元16電連接所述Y向驅(qū)動機構(gòu)5的兩個Y向伺服電機8。
所述X向驅(qū)動機構(gòu)4包括X向滾珠絲桿17、 X向滾珠蟪母18、 X向?qū)к?19、工作臺20、 X向伺服電機22和X向軸承座23;所述X向?qū)к?9固接 在所述Y向驅(qū)動機構(gòu)5的橫梁15上，所述工作臺20與X向?qū)к?9滑動連 接，所述X向滾珠絲桿17的兩端分別固定連接有絲桿固定座21,該絲桿固 定座21固接在所述Y向驅(qū)動機構(gòu)5的Y向連接板14上；所述X向伺服電機22和X向軸承座23設(shè)置在工作臺20下方，該X向軸承座23套裝在X向滾
珠絲桿17上并通過第一軸承24與X向滾珠螺母18同軸轉(zhuǎn)動連接，X向伺服 電機22通過X向同步帶輪機構(gòu)與X向滾珠螺母18連接。
所述X向同步帶輪機構(gòu)包括主動輪25、從動輪26和傳動帶27，傳動帶 27帶連接主動輪25和從動輪27，主動輪25與X向伺服電機22輸出軸連接， 從動輪26與X向滾珠螺母18同軸固定連接。
所述電腦控制系統(tǒng)2進一步包括一 X向控制單元28,該X向控制單元 28電連接所述X向驅(qū)動機構(gòu)4的X向伺服電機22。
所述激光器3固接在所述X向驅(qū)動機構(gòu)4的工作臺20上。
還包括一手動送料與自動送料切換機構(gòu)29,該手動送料與自動送料切換 機構(gòu)29包括有兩對應(yīng)設(shè)置的支架30、壓布輥31、送布輥32、固定在支架30 上的步進電機33;所述支架30與機架1尾部相連接，支架30上設(shè)置有滑軌 34，滑軌34下端設(shè)置有第三軸承座35，滑軌34上端滑動連接有滑塊36,送 布輥32的兩端分別通過軸承與第三軸承座35轉(zhuǎn)動連接，步進電機33通過送 料同步帶輪機構(gòu)37與送布輥32右端連接，所述壓布輥31的兩端分別穿過滑 塊36并與滑塊36轉(zhuǎn)動連接，壓布輥31上設(shè)置有手柄38，該壓布輥31兩端 通過凸輪機構(gòu)分別與兩支架30連接。
所述壓布輥31在靠近端部處開設(shè)有徑向的凸輪槽39,凸輪槽39中設(shè)有 固定在支架30上的支撣板40，凸輪槽39與支撐板40配合構(gòu)成所述凸輪機構(gòu)。
所述電腦控制系統(tǒng)2進一步包括一送料控制單元41 ，該送料控制單元41 電連接所述手動送料與自動送料切換機構(gòu)29的步進電機33。
在本實施例中，激光器3為集打標(biāo)、切割技術(shù)于一套光學(xué)系統(tǒng)的進口金 屬封裝射頻C02激光器，在電腦控制系統(tǒng)2的打標(biāo)控制單元6和切割控制單元7的控制下，能完成打標(biāo)和切割兩種加工工藝；Y向驅(qū)動機構(gòu)5采用雙電 機滾珠絲桿傳動機構(gòu)，在電腦控制系統(tǒng)2的Y向同步控制單元16的控制下， 實現(xiàn)Y向雙電機同步驅(qū)動；X向驅(qū)動機構(gòu)4的X向滾珠絲桿17兩端固定， 在電腦控制系統(tǒng)2的X向控制單元28控制下，驅(qū)動X向伺服電機22，再通 過X向同步帶輪機構(gòu)帶動X向滾珠蠊母18轉(zhuǎn)動，使X向滾珠螺母18繞著X 向滾珠絲桿17作螺旋進給運動，X向滾珠螺母18通過X向軸承座23帶著工 作臺20沿X向?qū)к?9作直線運動，從而實現(xiàn)固接在工作臺20上的激光器3 的X向驅(qū)動；
而手動送料與自動送料切換機構(gòu)29的支撐板40位于壓布輥31的下方， 其對壓布輥31還起支撐作用；當(dāng)手柄38不動時，凸輪槽39與支撐板40接 觸，壓布輥31處于最低位置狀態(tài)；壓下手柄38時，壓布輥31轉(zhuǎn)動，凸輪槽 39脫離與支撐板40的接觸，同時壓布輥31上沒有開槽部位與支撐板40接觸， 使得壓布輥31上升。壓布輥31與支架30之間還可設(shè)置彈簧，彈簧緊壓著壓 布輥31,使壓布輥31不容易滑動。手動送料時，壓下手柄38,手柄38帶動 壓布輥31在支撐板40上滾動，通過凸輪機構(gòu)使壓布輥31位置上升，壓布輥 31與送布輥32之間的間隙增大，即可由人工方式將布料送入壓布輥31與送 布輥32之間；自動送料時，上轉(zhuǎn)手柄38,通過凸輪機構(gòu)使壓布輥31位置下 降，壓布輥31與送布輥32之間的間隙減小，壓緊壓布輥31與送布輥32之 間的布料，而在電腦控制系統(tǒng)2的送料控制單元41的控制下，步進電機33 通過同步帶輪機構(gòu)37帶動送布輥32轉(zhuǎn)動，從而帶動布料運動。
工作時，電腦控制系統(tǒng)2根據(jù)預(yù)置的圖形參數(shù)，啟動X向驅(qū)動機構(gòu)4和 Y向驅(qū)動機構(gòu)5，同時啟動激光器3，做打標(biāo)和切割加工。加工完成后，啟動 手動送料與自動送料切換機構(gòu)29，完成自動送料，開始下一次加工動作，如此循環(huán)。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的 構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于包括機架(1)、電腦控制系統(tǒng)(2)、激光器(3)、X向驅(qū)動機構(gòu)(4)、Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)，所述機架(1)上固接有所述電腦控制系統(tǒng)(2)、集打標(biāo)、切割技術(shù)于一體的激光器(3)、X向驅(qū)動機構(gòu)(4)和Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)；所述電腦控制系統(tǒng)(2)電連接所述激光器(3)、X向驅(qū)動機構(gòu)(4)和Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)；所述電腦控制系統(tǒng)(2)包括一打標(biāo)控制單元(6)和一切割控制單元(7)；所述打標(biāo)控制單元(6)和切割控制單元(7)分別電連接激光器(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于 所述Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)包括兩個同樣的滾珠絲桿傳動機構(gòu)，該滾珠絲桿傳動機構(gòu)包括有Y向伺服電機(8)、 Y向滾珠絲桿(9)、 Y向滾珠螺母(10)、 Y向第一軸承座(11)、 Y向第二軸承座(12)、 Y向?qū)к?13)和Y向連接 板(14);所述Y向連接板(14)與Y向?qū)к?13)滑動連接，Y向滾珠螺母(10) 固定在Y向連接板(14)下方，并與Y向滾珠絲桿(9)軸接，所述Y向滾 珠絲桿(9)兩端分別與Y向第一軸承座(11)和Y向第二軸承座(12)軸 接，并在Y向第二軸承座(12) —側(cè)與Y向伺服電機(8)輸出軸連接，所 述Y向伺服電機(8)、 Y向第一軸承座(11)、 Y向第二軸承座(12)以及Y 向?qū)к?13)分別固接在所述機架(1)上；所述Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)還包括有兩條同樣的橫梁(15),該兩條橫梁(15) 連接所述兩個滾珠絲桿傳動機構(gòu)的Y向連接板(14)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所述電腦控制系統(tǒng)(2)進一步包括一Y向同步控制單元(16)，該Y向同步控制 單元(16)電連接所述Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)的兩個Y向伺服電機(8)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于 所述X向驅(qū)動機構(gòu)(4)包括X向滾珠絲桿(17)、 X向滾珠螺母(18)、X向?qū)к?19)、工作臺(20)、 X向伺服電機(22)和X向軸承座(23);所 述X向?qū)к?19)固接在所述Y向驅(qū)動機構(gòu)(5)的橫梁(15)上，所述工 作臺(20)與X向?qū)к?19)滑動連接，所述X向滾珠絲桿(17)的兩端分 別固定連接有絲桿固定座(21),該絲桿固定座(21)固接在所述Y向驅(qū)動機 構(gòu)(5)的Y向連接板(14)上；所述X向伺服電機(22)和X向軸承座(23) 設(shè)置在工作臺(20)下方，該X向軸承座(23)套裝在X向滾珠絲桿(17) 上并通過第一軸承(24)與X向滾珠螺母(18)同軸轉(zhuǎn)動連接，X向伺服電 機(22)通過X向同步帶輪機構(gòu)與X向滾珠螺母(18)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所述 X向同步帶輪機構(gòu)包括主動輪(25)、從動輪(26)和傳動帶(27),傳動帶(27)帶連接主動輪(25)和從動輪(27)，主動輪(25)與X向伺服電機(22) 輸出軸連接，從動輪(26)與X向滾珠螺母(18)同軸固定連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所述 電腦控制系統(tǒng)(2)進一步包括一X向控制單元(28)，該X向控制單元(28) 電連接所述X向驅(qū)動機構(gòu)(4)的X向伺服電機(22)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所述 激光器(3)固接在所述X向驅(qū)動機構(gòu)(4)的工作臺(20)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征 在于還包括一手動送料與自動送料切換機構(gòu)(29)，該手動送料與自動送料切換機構(gòu)(29)包括有兩對應(yīng)設(shè)置的支架(30)、壓布輥(31)、送布輥(32)、 固定在支架(30)上的步進電機(33);所述支架(30)與機架(1)尾部相 連接，支架(30)上設(shè)置有滑軌(34)，滑軌(34)下端設(shè)置有第三軸承座(35)， 滑軌(34)上端滑動連接有滑塊(36)，送布輥(32)的兩端分別通過軸承與 第三軸承座(35)轉(zhuǎn)動連接，步進電機(33)通過送料同步帶輪機構(gòu)(37) 與送布輥(32)右端連接，所述壓布輥(31)的兩端分別穿過滑塊(36)并 與滑塊(36)轉(zhuǎn)動連接，壓布輥(31)上設(shè)置有手柄(38)，該壓布輥(31) 兩端通過凸輪機構(gòu)分別與兩支架(30)連接。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所述 壓布輥(31)在靠近端部處開設(shè)有徑向的凸輪槽(39)，凸輪槽(39)中設(shè)有 固定在支架(30)上的支撐板(40)，凸輪槽(39)與支撐板(40)配合構(gòu)成 所述凸輪機構(gòu)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種激光打標(biāo)切割一體機，其特征在于所 述電腦控制系統(tǒng)(2)進一步包括一送料控制單元(41)，該送料控制單元(41) 電連接所述手動送料與自動送料切換機構(gòu)(29)的步進電機(33)。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光加工設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光打標(biāo)切割一體機，該種激光打標(biāo)切割一體機，包括機架、電腦控制系統(tǒng)、激光器、X向驅(qū)動機構(gòu)、Y向驅(qū)動機構(gòu)，所述機架上固接有所述電腦控制系統(tǒng)、集打標(biāo)、切割技術(shù)于一體的激光器、X向驅(qū)動機構(gòu)和Y向驅(qū)動機構(gòu)；所述電腦控制系統(tǒng)電連接所述激光器、X向驅(qū)動機構(gòu)和Y向驅(qū)動機構(gòu)；所述電腦控制系統(tǒng)包括一打標(biāo)控制單元和一切割控制單元；所述打標(biāo)控制單元和切割控制單元分別電連接激光器；該設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，效率較高，易于維護和維修。
文檔編號B41J11/66GK101318412SQ200810027009
公開日2008年12月10日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者曾祥呈, 李湘維, 阮福忠 申請人:東莞市粵銘激光技術(shù)有限公司