專利名稱：一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法及其裝置的制作方法
一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法及其裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到的是一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前用激光加工工件，綜合效率是最高的。但現(xiàn)在市場(chǎng)的類似設(shè)備全部是用激光直接加工工件的，但對(duì)于加工工件的表面是三維表面的，三維表面在使用激光進(jìn)行加工的，需要旋轉(zhuǎn)激光位置或者旋轉(zhuǎn)加工工件的位置，實(shí)踐證明此種激光工藝有以下缺點(diǎn)I、如圖I，對(duì)加工工件是三維表面都需要加工的，需要通過軟件控制機(jī)器的多個(gè)活
動(dòng)軸精準(zhǔn)的聯(lián)動(dòng)，才可以完成多個(gè)曲面的拼接加工。所以整機(jī)的控制系統(tǒng)要做大量的運(yùn)算，并且軟件還需要經(jīng)過大量的變形補(bǔ)償計(jì)算。這樣整機(jī)的控制系統(tǒng)就會(huì)很復(fù)雜，對(duì)機(jī)器的開發(fā)和維護(hù)成本要求相當(dāng)高。2、作圖復(fù)雜，因存在變形，做圖不直觀，只能經(jīng)過很多次的打樣，調(diào)整圖形的變形補(bǔ)償，才可以做好機(jī)器的準(zhǔn)備工作。費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)調(diào)試要求很高，機(jī)器加工不同產(chǎn)品的適應(yīng)性就很差。3、如圖I，激光在工件10三維表面加工時(shí)，需要通過旋轉(zhuǎn)工件或旋轉(zhuǎn)激光來完成不同曲面的拼接加工打標(biāo)，如在曲面上標(biāo)注1、2、3處于不同平面，需分別不同方向的激光
a、b、c進(jìn)行加工。而在加工過程中旋轉(zhuǎn)工件，機(jī)器就需要有高精度夾具和定位檢測(cè)元件等一系列東西。此類器件成本都非常高，這樣會(huì)至使用整機(jī)的成本就很高。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提供一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法及其裝置，本發(fā)明維護(hù)及操作都簡(jiǎn)單，對(duì)不同工作的實(shí)用性很強(qiáng)，且整機(jī)效率及合格率都很高?！N激光加工三維表面的打標(biāo)方法,其特征在于在待加工工件表面上加一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面；加工時(shí)，帶有保護(hù)模具的待加工工件位于激光加工區(qū)域內(nèi)，且待加工工件和激光打標(biāo)機(jī)做相對(duì)靜止的。其中，待加工工件在一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)。其中，所述保護(hù)模具的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。其中，待加工工件的每個(gè)加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。其中，待加工工件有三個(gè)待加工方向表面，其均各自設(shè)置了激光打標(biāo)頭。上述方法對(duì)應(yīng)的一種激光打標(biāo)裝置，所述待加工工件表面上設(shè)置有一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面。其中，待加工工件在一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)。其中，所述保護(hù)模具的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。其中，待加工工件的每個(gè)待加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。
其中，待加工工件有三個(gè)待加工方向表面，其均各自設(shè)置了激光打標(biāo)頭。本發(fā)明的有益效果為I、向裝置輸入工件的加工圖形時(shí)，只用做一個(gè)范圍大過工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要精確做加工圖形。這樣激 光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。維護(hù)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)不同工件的適用性很強(qiáng)。2、因?yàn)楣ぜ脱b置不做旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，就不存在要加工的圖形變形的問題，所以軟件就不用做補(bǔ)償運(yùn)算。機(jī)器控制單元簡(jiǎn)單，機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。整機(jī)效率高，合格率高。3、因?yàn)楣ぜ窍鄬?duì)裝置是靜止的，所以不需要高精度定位檢測(cè)元件，調(diào)試時(shí)大概對(duì)正一下位置就可以了。整機(jī)成本低，可靠性高。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖I為現(xiàn)有技術(shù)的激光在三維表面上的打標(biāo)方法示意圖；圖2為本發(fā)明激光加工三維表面的打標(biāo)方法示意圖；圖3為本發(fā)明的多束激光在三維表面的立體打標(biāo)方法示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例1，如圖2所示，本發(fā)明涉及到一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法，本實(shí)施例的待加工工件10，其需要加工的表面為三維表面，激光加工時(shí)，在該待加工工件10的三維表面上加一保護(hù)模具20，保護(hù)模具20留有工件所需加工的加工表面21。帶有保護(hù)模具20的待加工工件10放置在激光加工區(qū)域內(nèi)，當(dāng)激光加工時(shí)，向控制端輸入待加工工件10的加工圖形時(shí)，只用設(shè)置一個(gè)范圍大于待加工工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要作加工圖形，這樣激光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。維護(hù)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)不同工件的適用性很強(qiáng)。且待加工工件10和激光打標(biāo)機(jī)做相對(duì)靜止的，因?yàn)榇庸すぜぜ图す獯驑?biāo)機(jī)不做旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，就不存在要加工的圖形變形的問題，所以在設(shè)置軟件里面就不用做補(bǔ)償運(yùn)算。如圖2，在本實(shí)施例中，加工時(shí)，待加工工件10是相對(duì)激光打標(biāo)機(jī)靜止的，激光光源沿著工件10的某一平面方向打標(biāo)。激光光源通過XY軸擺動(dòng)振鏡電機(jī)，改變激光方向和范圍，從而在待加工工件10表面上進(jìn)行激光加工。待加工工件10上不需要加工的工件表面會(huì)被保護(hù)模具20遮擋住，從而保護(hù)不需要加工的區(qū)域，多余激光會(huì)被保護(hù)模具20擋住。所以向打標(biāo)機(jī)輸入工件的加工圖形時(shí)，只用做一個(gè)范圍大于工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要精確做加工圖形。這樣激光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。進(jìn)一步地，對(duì)于曲面的激光加工，待加工工件10的一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)，由同一激光光源加工。若工件加工表面上下偏離激光的焦點(diǎn)在焦深尺寸范圍內(nèi)，不影響激光對(duì)工件10加工。如圖2中的標(biāo)注1、2、3在一個(gè)曲面上，但其上下偏離激光的焦點(diǎn)在焦深尺寸范圍內(nèi)，可由一激光光源f 可以曲面上對(duì)標(biāo)注I、
2、3的位置進(jìn)行加工。
在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)待加工工件10每個(gè)加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。即每個(gè)激光打標(biāo)頭只對(duì)一方向表面加工，若加工涉及到多曲面的拼接，只要曲面高低尺寸差在設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)，都由同一激光打標(biāo)頭完成；若超出該范圍，由其他激光打標(biāo)頭完成。在多曲面的拼接處，可能會(huì)出現(xiàn)由不止經(jīng)一激光打標(biāo)頭加工，如圖2中標(biāo)注I、
2、3處，也可由激光光源e完成，但不會(huì)影響加工效果。而激光光源e所加工的是工件10的底面，不對(duì)其他方向表面加工。從而可使得工件不動(dòng)、設(shè)備不需要完成較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的情況下，對(duì)工件進(jìn)行多曲面的拼接加工。相對(duì)地，若曲面高低尺寸差超出設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍，該范圍由其他激光光源完成加工。 對(duì)保護(hù)模具20的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。在本實(shí)施例中，加工的激光光源波長(zhǎng)為1064nm，金屬銅合金對(duì)該波長(zhǎng)的吸收率較低，從而保證保護(hù)模具20的耐用性。而選用物理性質(zhì)相近的材料亦可。在本實(shí)施例中，如圖3所示，待加工工件10有三個(gè)待加工方向表面需要激光加工，其均各自設(shè)置一激光打標(biāo)頭，同時(shí)加工工件所對(duì)應(yīng)的方向表面。從而可使得工件不動(dòng)、設(shè)備不需要完成較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的情況下，對(duì)工件進(jìn)行多曲面的拼接加工。實(shí)施例2，為對(duì)應(yīng)實(shí)施例I的激光加工三維表面的打標(biāo)方法的打標(biāo)裝置。如圖2，本實(shí)施例的打標(biāo)裝置對(duì)應(yīng)的待加工工件10的加工的表面為三維表面，激光加工時(shí)，在該待加工工件10的三維表面上加一保護(hù)模具20，保護(hù)模具20留有工件所需加工的加工表面21。放有待加工工件10的保護(hù)模具20的放置在激光加工區(qū)域內(nèi)，當(dāng)激光加工時(shí)，向控制端輸入待加工工件10的加工圖形時(shí)，只用設(shè)置一個(gè)范圍大于待加工工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要作加工圖形，這樣激光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。維護(hù)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)不同工件的適用性很強(qiáng)。該打標(biāo)裝置和待加工工件10和做相對(duì)靜止的，因?yàn)樵摯驑?biāo)裝置和待加工工件不做旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，就不存在要加工的圖形變形的問題，所以在設(shè)置軟件里面就不用做補(bǔ)償運(yùn)算。在本實(shí)施例中，加工時(shí)，待加工工件10是相對(duì)激光打標(biāo)裝置靜止的，激光光源沿著工件10的某一平面方向打標(biāo)。激光光源通過XY軸擺動(dòng)振鏡電機(jī)，改變激光方向和范圍，從而在待加工工件10表面上進(jìn)行激光加工。待加工工件10上不需要加工的工件表面會(huì)被保護(hù)模具20遮擋住，從而保護(hù)不需要加工的區(qū)域，多余激光會(huì)被保護(hù)模具20擋住。所以向打標(biāo)機(jī)輸入工件的加工圖形時(shí)，只用做一個(gè)范圍大于工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要精確做加工圖形。這樣激光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。進(jìn)一步地，對(duì)于曲面的激光加工，待加工工件10的一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)，該打標(biāo)裝置米用由同一激光光源加工。若工件加工表面上下偏離激光的焦點(diǎn)在焦深尺寸范圍內(nèi)，不影響激光對(duì)工件10加工。如圖2中的標(biāo)注I、
2、3在一個(gè)曲面上,但其上下偏離激光的焦點(diǎn)在焦深尺寸范圍內(nèi)，該打標(biāo)裝置由一激光光源f 可以曲面上對(duì)標(biāo)注1、2、3的位置進(jìn)行加工。在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)待加工工件10每個(gè)待加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。即每個(gè)激光打標(biāo)頭只對(duì)一待加工方向表面加工，若加工涉及到多曲面的拼接，只要曲面高低尺寸差在設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)，該裝置都由同一激光打標(biāo)頭完成；若超出該范圍，由其他激光打標(biāo)頭完成。在多曲面的拼接處，可能會(huì)出現(xiàn)由不只經(jīng)一激光打標(biāo)頭加工,如圖2中標(biāo)注1、2、3處,也可由激光光源e完成,但不會(huì)影響加工效果。而激光光源e所加工的是工件10的底面，不對(duì)其他方向表面加工。從而可使得工件不動(dòng)、該裝置不需要完成較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的情況下，對(duì)工件進(jìn)行多曲面的拼接加工。相對(duì)地，若曲面高低尺寸差超出設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍，該范圍由其他激光光源完成加工。該打標(biāo)裝置所采用的保護(hù)模具20的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。在本實(shí)施例中，加工的激光光源波長(zhǎng)為1064nm，金屬銅合金對(duì)該波長(zhǎng)的吸收率較低，從而保證保護(hù)模具20的耐用性。而選用物理性質(zhì)相近的材料亦可。
在本實(shí)施例中，如圖3所示，待加工工件10有三個(gè)待加工方向表面需要激光加工，每待加工方向表面均各自設(shè)置了激光打標(biāo)頭，同時(shí)加工工件所對(duì)應(yīng)的方向表面。從而可使得工件不動(dòng)、該裝置不需要完成較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的情況下，對(duì)工件進(jìn)行多曲面的拼接加工。本發(fā)明的有益效果為I、向裝置輸入工件的加工圖形時(shí)，只用做一個(gè)范圍大過工件的簡(jiǎn)單圖形，不需要精確做加工圖形。這樣激光加工只需要在設(shè)定范圍內(nèi)加工即可。維護(hù)，操作簡(jiǎn)單，對(duì)不同工件的適用性很強(qiáng)。2、因?yàn)楣ぜ脱b置不做旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，就不存在要加工的圖形變形的問題，所以軟件就不用做補(bǔ)償運(yùn)算。機(jī)器控制單元簡(jiǎn)單，機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。整機(jī)效率高，合格率高。3、因?yàn)楣ぜ窍鄬?duì)裝置是靜止的，所以不需要高精度定位檢測(cè)元件，調(diào)試時(shí)大概對(duì)正一下位置就可以了。整機(jī)成本低，可靠性高。本發(fā)明之實(shí)施，并不限于以上最佳實(shí)施例所公開的方式，凡基于上述設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行簡(jiǎn)單推演與替換，得到的具體的激光加工三維的打標(biāo)方法及其裝置，都屬于本發(fā)明的實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法,其特征在于在待加工工件表面上加一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面；加工時(shí)，帶有保護(hù)模具的待加工工件位于激光加工區(qū)域內(nèi)，且待加工工件和激光打標(biāo)機(jī)做相對(duì)靜止的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光加工三維的打標(biāo)方法，其特征在于待加工工件在一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光加工三維的打標(biāo)方法，其特征在于，所述保護(hù)模具的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光加工三維的打標(biāo)方法，其特征在于，待加工工件的每個(gè)加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光加工三維的打標(biāo)方法，其特征在于，待加工工件有三個(gè)待加工方向表面，其均各自設(shè)置了激光打標(biāo)頭。
6.一種激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述待加工工件表面上設(shè)置有一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光打標(biāo)裝置,其特征在于待加工工件在一個(gè)方向上的曲面高低尺寸差在光學(xué)系統(tǒng)的焦深尺寸范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述保護(hù)模具的材料為對(duì)加工激光不敏感的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于待加工工件的每個(gè)待加工方向表面均設(shè)置一個(gè)激光打標(biāo)頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于待加工工件有三個(gè)待加工方向表面，其均各自設(shè)置了激光打標(biāo)頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光加工三維表面的打標(biāo)方法及其裝置，在待加工工件表面上加一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面；加工時(shí)，帶有保護(hù)模具的待加工工件位于激光加工區(qū)域內(nèi)，且待加工工件和激光打標(biāo)機(jī)做相對(duì)靜止的；上述方法對(duì)應(yīng)的裝置為待加工工件表面上設(shè)置有一保護(hù)模具，該保護(hù)模具上留有待加工工件所需加工的加工表面。本發(fā)明的有益效果是不需要精確做加工圖形、工件和機(jī)器不做旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，不需要高精度定位檢測(cè)元件、簡(jiǎn)化了機(jī)器控制單元，從而提高整機(jī)效率和成品合格率。
文檔編號(hào)B41J3/407GK102729643SQ2011100811
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者吳烈, 張萍, 王云鵬, 王興開, 陳克勝, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司