專利名稱：一種激光雕刻機的運動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于激光雕刻機領(lǐng)域，具體涉及ー種激光雕刻機的運動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
激光雕刻機是利用激光在物體表面產(chǎn)生高溫的物理機理，具體表現(xiàn)為，激光管產(chǎn)生激光束，通過鏡片反射和聚光鏡片聚焦后，投射到材料表面，經(jīng)材料吸收后，溫度驟升而汽化，在材料蒸汽壓カ和高壓空氣泵壓カ的共同作用下，材料表面向下凹陷，從而達到雕刻或者切割的效果。運動機構(gòu)用于帶動聚光鏡片運動到合適的位置，對于激光雕刻機而言，有著 重要的作用。運動機構(gòu)接受控制卡的數(shù)據(jù)，之后步進電機通過皮帶驅(qū)動運動模塊，使其移動到指定的位置，激光束再由鏡片的反射和聚焦，最終投射到被加工物體表面。目前，激光雕刻機都是由X-Y運動機構(gòu)，反射鏡片，激光管，偏置激光頭，步進電機，控制卡所構(gòu)成，在計算機中將所要雕刻的圖案導入控制軟件，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞到控制卡后，驅(qū)動步進電機和激光管進行雕刻。然而，現(xiàn)有的激光雕刻機都存在著體積過大，エ作面積相對很小的問題，究其原因，主要是機構(gòu)設(shè)計不合理，運動部件不夠緊湊所致。造成了雕刻機設(shè)備本身體積很大，工作面積卻很小的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出ー種激光雕刻機的運動機構(gòu)，在不增加雕刻機設(shè)備本身體積的情況下，大幅度地增加雕刻機的有效工作面積，提高空間利用率。實現(xiàn)本實用新型目的的ー種激光雕刻機的運動機構(gòu)，包括主動運動機構(gòu)，從動運動機構(gòu)，激光頭運動機構(gòu)，第一方向?qū)к?，第二方向運動導軌和支撐框架；其中，所述第一方向運動導軌為兩條，分別固定在所述支撐框架相對平行的兩邊框上，所述主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)分別設(shè)置在一條第一方向運動導軌上，兩運動機構(gòu)通過皮帶傳動連接；所述第二方向運動導軌兩端分別與該主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)固定連接，該主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)可在該第一方向運動導軌上沿第一方向同步移動，并進而帶動所述第二方向運動導軌在第一方向上移動；所述激光頭運動機構(gòu)設(shè)置在該皮帶上，并可在所述主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)的作用下在第二方向運動導軌上沿第二方向移動。作為本實用新型的改進，所述的主動運動機構(gòu)包括用于皮帶傳動的第一同步輪，所述從動運動機構(gòu)包括用于皮帶傳動的第二同步輪，第一同步輪通過所述皮帶帶動第二同步輪轉(zhuǎn)動，所述激光頭運動機構(gòu)固定安裝在該皮帶上，通過該皮帶的傳動帶動其在所述第二方向運動導軌上沿第二方向移動。作為本實用新型的改進，所述主動運動機構(gòu)還包括電機支撐板，步進電機，第一方向主動運動支座和第一內(nèi)嵌式滾輪，其中，所述步進電機固定設(shè)置在電機支撐板上，所述第一同步輪同軸固定在該步進電機輸出軸上，該電機支撐板固定安裝在所述第一方向主動運動支座一端，所述第一內(nèi)嵌式滾輪設(shè)置在第一方向主動運動支座另一端，并與所述第一方向運動導軌配合連接，使其可在所述第一方向運動導軌滾動。作為本實用新型的改進，所述從動輪運動機構(gòu)還包括第一方向從動運動支座，皮帶張緊卡，第二反射鏡座，第二反射鏡片和第二內(nèi)嵌式滾輪，其中，所述第二同步輪通過皮帶張緊卡設(shè)置在第一方向從動運動支座一端，通過該皮帶張緊卡實現(xiàn)對皮帶張緊度的調(diào)節(jié)，所述第二內(nèi)嵌式滾輪設(shè)置在該第一方向從動運動支座的另一端，并與所述第一方向運動導軌配合連接，使其可在所述第一方向運動導軌滾動，所述第二反射鏡座固定于第一方向從動運動支座上，第二反射鏡片安裝在該第二反射鏡座上。作為本實用新型的改進，所述激光頭運動機構(gòu)包括激光頭支撐板，聚焦鏡座，懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)，第三內(nèi)嵌式滾輪，第三反射鏡座和第三反射鏡，其中，所述第三內(nèi)嵌式 滾輪設(shè)置在激光頭支撐板一端，用干與第二方向運動導軌可滑動地連接，所述第三反射鏡座設(shè)置在激光頭支撐板另一端，其上安裝有第三反射鏡，所述聚焦鏡座通過懸掛式鏡頭調(diào)節(jié) 機構(gòu)安裝在激光頭支撐板上，該聚焦鏡座上安裝有聚焦元件，用于對入射到第三反射鏡的激光進行聚焦，該聚焦鏡座的位置通過該懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)節(jié)。作為本實用新型的改進，所述第一方向主動運動支座和第一方向從動運動支座上分別設(shè)置有偏心輪，其用干與所述第一方向運動導軌配合連接，以調(diào)節(jié)該第一方向主動運動支座和第一方向從動運動支座與所述第一方向運動導軌的接觸距離。作為本實用新型的改進，所述激光頭運動機構(gòu)上設(shè)置有偏心輪，用干與所述第二方向運動導軌配合連接，以調(diào)節(jié)激光頭運動機構(gòu)與第二方向運動導軌的接觸距離。作為本實用新型的改進，該運動機構(gòu)還包括第一反射鏡，其固定于其中的一條第一方向運動導軌上，激光雕刻機上的激光管發(fā)出的激光入射到該第一反射鏡進行反射后入射到所述第二反射鏡片，并進而反射到所述第三反射鏡片上。本實用新型中的內(nèi)嵌式的滾輪導軌機構(gòu)是由導軌、內(nèi)嵌式滾輪、可調(diào)節(jié)偏置距離的偏心輪、承載板所構(gòu)成。其中，內(nèi)嵌式滾輪嵌于導軌內(nèi)部，并可沿導軌軸向方向運動?？烧{(diào)節(jié)偏置距離偏心輪通過設(shè)置，可調(diào)節(jié)滾輪與導軌相對距離，從而使承載板在導軌上靈活滑動。無偏置鏡片位于導軌下側(cè)，使滑塊偏置為零?？筛飨蛘{(diào)節(jié)反射鏡座可通過三枚調(diào)整螺釘微調(diào)反射鏡片角度。懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)由高度調(diào)節(jié)臂、激光頭底座構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)臂的高度調(diào)節(jié)而達到調(diào)節(jié)激光焦距的效果。本實用新型具有如下技術(shù)效果1，本實用新型使用緊湊的內(nèi)嵌導軌，減小了傳動機構(gòu)的整體體積，増大了有效的工作面積。同時，偏心輪調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計有效提高了導軌的適應性，在不增加成本的同吋，延長了設(shè)備的使用壽命。2，本實用新型的無偏置反射鏡設(shè)計，使激光頭的無偏置設(shè)計成為可能，減小了偏置所帯來的有效工作面積浪費問題。3，本實用新型的懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)，取代了傳統(tǒng)的Z向升降平臺，在不影響使用效果的前提下，大大減小了雕刻機的設(shè)備高度。

[0022]圖I是本實用新型的立體視圖；圖2是本實用新型的主動運動機構(gòu)正視圖；圖3是本實用新型的從動運動機構(gòu)正視圖；圖4是本實用新型的激光頭運動機構(gòu)側(cè)視圖。
具體實施方式
如圖1-4所示，本實用新型的運動機構(gòu)包括主動運動機構(gòu)1，從動運動機構(gòu)2，激光頭運動機構(gòu)3,第一方向?qū)к?,第二方向運動導軌5,型材支撐框架6,激光管7和第一反射鏡8。型材支撐框架6為整個設(shè)備提供支撐，激光管7通過支架固定于型材支撐框架6 上。第一方向運動導軌4為兩條,分別固定在支撐框架6相對的兩邊框上。第一反射鏡8固定于其中的一條第一方向運動導軌4上。如圖2所示，主動運動機構(gòu)I包括電機支撐板11，步進電機12，第一方向運動導軌13,可調(diào)節(jié)偏置距離的第一偏心輪14,第一內(nèi)嵌式滾輪15,皮帶16,第一同步輪17,第一方向主動運動支座18。步進電機12固定設(shè)置在電機支撐板11上，電機輸出軸上同軸固定有第一同步輪17,電機支撐板11固定安裝在第一方向主動運動支座18 —端,皮帶16 —端套在第一同步輪17上。可調(diào)節(jié)偏置距離的第一偏心輪14，第一內(nèi)嵌式滾輪15設(shè)置在第一方向主動運動支座18另一端。如圖3所示，從動輪運動機構(gòu)2包括第一方向從動運動支座21，皮帶張緊卡22，各向可調(diào)節(jié)的第二反射鏡座23，第二反射鏡片24，可調(diào)節(jié)偏置距離的第二偏心輪26，第二內(nèi)嵌式滾輪27，皮帶28，第二同步輪29。第二同步輪29通過皮帶張緊卡22設(shè)置在第一方向從動運動支座21上端，皮帶28另一端套在該第二同步輪29上，可通過皮帶張緊卡22調(diào)節(jié)皮帶28的張緊度?？烧{(diào)節(jié)偏置距離的第二偏心輪26和第二內(nèi)嵌式滾輪27設(shè)置在第一方向從動運動支座21的另一端，用于與第一方向運動導軌4連接。第二反射鏡座23固定于第一方向從動運動支座21上,第ニ反射鏡片24安裝在該第二反射鏡座23上。主動運動機構(gòu)I通過其上的第一偏心輪26和第一內(nèi)嵌式滾輪27可滑動地設(shè)置在其中一條第一方向運動導軌4上,從動運動機構(gòu)2通過其上的第二偏心輪26和第二內(nèi)嵌式滾輪27可滑動地設(shè)置在另一條第一方向運動導軌4上。其中，兩機構(gòu)的可調(diào)節(jié)偏置距離偏心輪26和內(nèi)嵌式滾輪27分別嵌合在第一方向運動導軌4的軌道的兩邊上，通過調(diào)節(jié)偏心輪26可以實現(xiàn)偏心輪與導軌本身的距離變化。第二方向運動導軌5兩端分別通過螺栓與主動運動機構(gòu)I的第一方向主動運動支座18和從動運動機構(gòu)2的第一方向從動運動支座21固定相連。如圖4所示，激光頭運動機構(gòu)3包括第二方向運動導軌31，第三內(nèi)嵌式滾輪32，激光頭支撐板33，各向可調(diào)節(jié)的第三反射鏡座34，聚焦鏡座35，懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)36，第三反射鏡37,可調(diào)節(jié)偏置距離的第三偏心輪38。第三偏心輪38,第三內(nèi)嵌式滾輪32設(shè)置在激光頭支撐板33上部，用干與第二方向運動導軌31可滑動地連接，第三反射鏡座34設(shè)置在激光頭支撐板33下部，其上安裝有第三反射鏡37。聚焦鏡座35通過懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)36安裝在激光頭支撐板33上，聚焦鏡座35上安裝有聚焦元件，用于對入射到第三反射鏡37的激光進行聚焦，聚焦鏡座35的位置可通過該懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)36進行調(diào)節(jié)。激光頭運動機構(gòu)3整體通過激光頭支撐板33固定設(shè)置在皮帶28上，通過皮帶28的帶動沿第二方向運動導軌5來回移動。驅(qū)動裝置驅(qū)動主動運動機構(gòu)I沿第一方向運動導軌4運動，并同時驅(qū)動從動運動機構(gòu)2沿另ー個第一方向運動導軌4同步運動,從而帶動固定在主動運動機構(gòu)I和從動運動機構(gòu)2上的第二方向運動導軌5同步運動。同時，主動運動機構(gòu)I上的電機驅(qū)動皮 帶28運動，帶動激光頭運動機構(gòu)3在第二方向運動導軌5上移動，實現(xiàn)激光頭的定位。激光束由激光管7產(chǎn)生后，經(jīng)由第一方向?qū)к?上的反射鏡8，從動運動機構(gòu)2上的第二反射鏡片24，激光頭運動機構(gòu)3上的第三反射鏡37反射后，投射到被加工物體上，進行加工。
權(quán)利要求1.一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，包括主動運動機構(gòu)(1)，從動運動機構(gòu)(2)，激光頭運動機構(gòu)(3),第一方向?qū)к?4),第二方向運動導軌(5)和支撐框架(6);其中， 所述第一方向運動導軌(4)為兩條，分別固定在所述支撐框架(6)相對平行的兩邊框上，所述主動運動機構(gòu)(I)和從動運動機構(gòu)(2)各自設(shè)置在一條第一方向運動導軌(4)上，兩運動機構(gòu)通過皮帶(28)傳動連接； 所述第二方向運動導軌(5)兩端分別與該主動運動機構(gòu)(I)和從動運動機構(gòu)(2)固定連接，該主動運動機構(gòu)(I)和從動運動機構(gòu)(2)可在該第一方向運動導軌(4)上沿第一方向同步移動，并進而帶動所述第二方向運動導軌(5)在第一方向上移動； 所述激光頭運動機構(gòu)(3)設(shè)置在該皮帶(28)上，并可在所述主動運動機構(gòu)(I)和從動運動機構(gòu)(2)的作用下在第二方向運動導軌(4)上沿第二方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，其特征在于，所述的主動運動機構(gòu)(I)包括用于皮帶傳動的第一同步輪(17)，所述從動運動機構(gòu)(2)包括用于皮帶傳動的第二同步輪(29)，第一同步輪(17)通過所述皮帶(28)帶動第二同步輪(29)轉(zhuǎn)動，所述激光頭運動機構(gòu)(3 )固定安裝在該皮帶(28 )上，通過該皮帶(28 )的傳動帶動其在所述第二方向運動導軌(4)上沿第二方向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，其特征在于，所述主動運動機構(gòu)(I)還包括電機支撐板(11 )，步進電機(12 )，第一方向主動運動支座(18 )和第一內(nèi)嵌式滾輪(15)，其中，所述步進電機(12)固定設(shè)置在電機支撐板(11)上，所述第一同步輪(17)同軸固定在該步進電機(12 )輸出軸上，該電機支撐板(11)固定安裝在所述第一方向主動運動支座(18)—端,所述第一內(nèi)嵌式滾輪(15)設(shè)置在第一方向主動運動支座(18)另一端，并與所述第一方向運動導軌(4)配合連接，使其可在所述第一方向運動導軌(4)滾動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，其特征在于，所述從動輪運動機構(gòu)(2)還包括第一方向從動運動支座(21)，皮帶張緊卡(22)，第二反射鏡座(23)，第二反射鏡片(24)和第二內(nèi)嵌式滾輪(27)，其中， 所述第二同步輪(29)通過皮帶張緊卡(22)設(shè)置在第一方向從動運動支座(21)—端，通過該皮帶張緊卡(22)實現(xiàn)對皮帶(28)張緊度的調(diào)節(jié)，所述第二內(nèi)嵌式滾輪(27)設(shè)置在該第一方向從動運動支座(21)的另一端，并與所述第一方向運動導軌(4)配合連接，使其可在所述第一方向運動導軌(4)滾動,所述第二反射鏡座(23)固定于第一方向從動運動支座(21)上，第二反射鏡片(24)安裝在該第二反射鏡座(23)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu),其特征在于,所述激光頭運動機構(gòu)(3)包括激光頭支撐板(33)，聚焦鏡座(35)，懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)(36)，弟二內(nèi)嵌式滾輪(32)，第三反射鏡座(34)和第三反射鏡(37)，其中， 所述第三內(nèi)嵌式滾輪(32)設(shè)置在激光頭支撐板(33)—端，用于與第二方向運動導軌(5 )可滑動地連接，所述第三反射鏡座(34 )設(shè)置在激光頭支撐板(33 )另一端，其上安裝有第三反射鏡(37 )，所述聚焦鏡座(35 )通過懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)(36 )安裝在激光頭支撐板(33 )上，該聚焦鏡座(35 )上安裝有聚焦元件，用于對入射到第三反射鏡(37 )的激光進行聚焦，該聚焦鏡座(35)的位置通過該懸掛式鏡頭調(diào)節(jié)機構(gòu)(36)進行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu),其特征在于,所述第一方向主動運動支座(18)和第一方向從動運動支座(21)上分別設(shè)置有偏心輪(14，26)，其用于與所述第一方向運動導軌(4)配合連接，以調(diào)節(jié)該第一方向主動運動支座(18)和第一方向從動運動支座(21)與所述第一方向運動導軌(4)的接觸距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu),其特征在于,所述激光頭運動機構(gòu)(3)上設(shè)置有偏心輪(38)，用于與所述第二方向運動導軌(5)配合連接，以調(diào)節(jié)激光頭運動機構(gòu)(3)與第二方向運動導軌(5)的接觸距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，其特征在于，該運動機構(gòu)還包括第一反射鏡(8)，其固定于其中的一條第一方向運動導軌(4)上，激光雕刻機上的激光管(7)發(fā)出的激光入射到該第一反射鏡(8)進行反射后入射到所述第二反射鏡片(24)，并進而反射到所述第三反射鏡片(37)上。
專利摘要本實用新型公開了一種激光雕刻機的運動機構(gòu)，包括主動運動機構(gòu)，從動運動機構(gòu)，激光頭運動機構(gòu)，第一方向?qū)к?，第二方向運動導軌和支撐框架，第一方向運動導軌為兩條，分別固定在支撐框架相對平行的兩邊框上，主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)分別設(shè)置在一條第一方向運動導軌上，第二方向運動導軌端分別與主動運動機構(gòu)和從動運動機構(gòu)固定連接，兩運動機構(gòu)可在該第一方向運動導軌上同步移動，并進而帶動第二方向運動導軌移動，激光頭運動機構(gòu)設(shè)置在該第二方向運動導軌上，并可在第二方向運動導軌上沿第二方向移動。本實用新型能夠減小傳動機構(gòu)的整體體積，增大有效的工作面積，提高導軌的適應性，延長設(shè)備的使用壽命。
文檔編號F16H37/12GK202608399SQ201220242620
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者蔣華偉, 周濤, 段獻寶, 單斌, 陳蓉 申請人:華中科技大學