专利名称：胸杯胶壳三维激光切割系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及胸杯生产设备，具体地说是应用在胸杯胶壳的切割生产中的设 备。
背景技术：
在现阶段的生产胸杯步骤中，技术人员根据客户提供的胸杯尺码在胸杯胶壳上刻 画出一系列不同尺码的胸杯曲线，再沿着线条来进行手工剪切，从而得出一个完整的胶杯。 对于不同的尺码或者如果需要重复的制作，则使用多个胸杯胶壳重复进行刻画线条和剪切 的步骤。画线和剪切全部由手工依靠经验完成，每次制成的胸杯胶壳都会有误差和错误， 造成尺寸的大小不一，甚至左右两个胶杯不对称，因此很难进行质量控制。如果剪切过程中 出现错误，将导致胸杯胶壳无法使用而造成物料上的浪费。重复的手工操作步骤也造成了 人力和时间上的损耗。因此有必要研发一个自动化系统来取代手工的画线和剪切步骤。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于针对在胶壳上手工刻画线条及手工剪切这两 个步骤所存在的问题，提供了一种用于胸杯胶壳三维自动化激光切割系统。根据本实用新型所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其包括切割装置，还包括控制装置，所述的控制装置由可编程运动控制器及三部直流无刷电机构成，三部 电机分别控制两个互相垂直的移动台面的线性移动及一个夹具的旋转运动，所述控制装置 中的可编程运动控制器通过控制两个移动台面的线性移动及一个夹具的旋转从而进行三 维切割；夹具装置，所述的夹具装置包括夹具，该夹具的摆放位置与水平面是倾斜的。所述控制装置中包括可编程运动控制器，其可储存并读取三维放码线的GM代码， 依据GM代码来控制三部直流无刷电动机的单独或同步的运动，从而代替手工画线条的步 骤。所述控制装置还包括三部直流无刷电动机，其中两部直流无刷电动机分别控制水平方 向的移动平面和垂直方向的移动台面。其中水平方向可以为X轴或Y轴方向的其中之一。 垂直方向为Z轴方向。这两个互相垂直的移动台面分别沿线性导轨移动。另外一部直流无 刷电动机用于控制夹具的旋转运动。所述夹具装置中包括夹具，其在控制装置的控制下，可旋转地运动。夹具的摆放位 置与水平方向移动台面的线性运动的平面成30-60度的倾斜，优选为成45度的倾斜，此设 计可以使竖直射入的激光束尽量接近垂直于胶壳的切割表面，从而可以使切割壁的厚度更 薄，切割出来的表面更加光滑。所述的夹具装置上还可以装有快速定位装置。该快速定位装置包括固定点，优选 为具有两个或者两个以上的固定点。更为优选的，固定点为凹槽。通过该固定点，可以准确 地将胸杯胶壳固定在所述夹具上。具体地说，当胸杯胶壳摆放在所述夹具上时，可利用胸杯胶壳中的凸起点与快速定位装置中的固定点进行固定。这样，通过控制装置的控制，夹具进行移动和旋转，配合切割装置中固定的竖直射 入的激光束而达到三维切割的目的，从而代替现有的步骤。本实用新型所述的胸杯胶壳三维激光切割系统还包括有气体过滤装置。所述的气 体过滤装置包括附于激光出口附近的气体过滤装置入口，该入口连接吸气管，该吸气管可 吸收以激光切割胸杯胶壳同时所产生的气体和烟尘，并经过吸气管进入所连接的外置过滤 箱。本实用新型所述的胸杯胶壳三维激光切割系统的切割速度快，切割精度高，可以 节省人力，时间，物料，降低生产成本，提高生产效率，并能进行更好的质量控制。
图1所示为本实用新型的胸杯胶壳三维激光切割系统的外观结构示意图；图2所示为本实用新型的胸杯胶壳三维激光切割系统并带有需切割的胸杯胶壳 的结构示意图；图3所示为控制Y^三轴运动的装置与带有胸杯胶壳的夹具装置的结构示意图；图4所示为位于Y轴方向的直流无刷电机与线性移动台面的结构示意图；图5所示为位于Z轴方向的直流无刷电机与线性移动台面的结构示意图；图6所示为图3的侧面平面结构示意图；图7，8所示为连接有外置过滤箱的胸杯胶壳三维激光切割系统的外观结构示意 图。
具体实施方式
本实用新型所述的胸杯胶壳三维激光切割系统包括激光切割装置，控制装置，夹 具装置。在本实用新型的其中一个实施例中，其还可包括快速定位装置及气体过滤装置。图1和2中所示为本实用新型的胸杯胶壳三维激光切割系统的外观的结构示意 图。如图1所示，所述的系统的上方部分带有激光切割装置。所述切割装置是设置在三面 密封的控制装置上，三面密封的控制装置的外壳由支柱(1 支撑，激光出口以下可用盖子 盖住。使用时可打开所有盖子或者打开顶部或前方盖子的其中一个，以便将胸杯胶壳放进 切割系统内及从其中取出。如图2，3，5所示，切割装置包括一部二氧化碳激光发生器(1)以及一部聚光器 0)，图2中激光出口(3)的方向是固定的并保持垂直，激光束从激光出口(3)垂直向下射出。控制装置包括一个内置的可编程运动控制器(未图示)以及其连接的三部直流无 刷电机0，8，1幻。其中，内置的可编程运动控制器通过以太网(Ethernet)与计算机连接， 用来储存并读取计算机中的描述切割路径的GM代码文件，从而控制三部直流无刷电动机。其中，两部直流无刷电机(4，8)分别连接至移动台面(5，9)，而移动台面(5，9)分 别安装至线性导轨(7，10)上。另一部直流无刷电机(1 直接控制夹具(18)的旋转。如图2和图4所示，底座(6)为本系统的提供固定支撑的主要部件，移动台面(5) 安装在底座(6)上，一对线性导轨(7)在移动台面左右两侧的下方，并沿Y轴方向伸展以致移动台面(5)相对于底座(6)是可滑动的，即移动台面(5)通过线性轨道(7)沿Y轴方向线 性移动。如图5，6所示，位于竖直Z轴方向的直流无刷电机(8)安装在支撑装置(11)上， 而该支撑装置(11)左右两侧均分别与三角支撑(19)相连接，并固定在移动台面( 上。当直流无刷电机⑷转动时，带动移动台面(5)沿线性导轨(7)前后运动。由于 支撑装置(11)和三角支撑(19)是安装在移动台面(5)上的关系，位于竖直Z轴方向的直 流无刷电机(8)会随着一起前后运动。因此位于Y轴方向的直流无刷电机(4)转动时，并 会带动移动台面( 及其连接的位于Z轴方向的直流无刷电机(8)所连接的移动台面(9) 和与移动台面(9)连接的夹具一起进行前后运动。如图5所示，位于竖直Z轴方向的直流无刷电机⑶安装在支撑装置(11)上，支 撑装置(11)两侧正前方设有线性导轨(10)，其沿竖直Z轴伸展。移动台面(9)可沿线性导 轨(10)以竖直Z轴的方向上下移动。当位于Z轴方向的直流无刷电机(8)转动时，其会带 动移动台面(9)以及连接至移动台面(9)的夹具沿线性导轨(10)上下运动。而支撑装置 (11)为固定不动的。因此当位于Z轴方向的直流无刷电机(8)转动而带动移动台面(9)上 下移动时，不会带动位于Y轴平面的装置进行移动。如图6所示，夹具装置安装在移动台面(9)上，夹具装置包括夹具(18)，其中，直流 无刷电机(1 直接控制夹具(18)的旋转。另一方面，根据本实用新型的实施例，夹具优选 被设置成与Y轴成30-60度的倾斜，优选为45度角倾斜。该倾斜的方向即为位于B轴的方 向。并且，如图2所示，激光出口( 设在夹具上方。这种设计可以使由激光出口( 发出 的激光束在大部分情况下以接近垂直于切割面方向射入，从而令到切割壁厚度更薄，切割 面更光滑。当只有位于Y轴方向的直流无刷电机(4)转动时，夹具才会随着位于Y轴方向的 移动台面( 进行水平的前后运动。当只有位于ζ轴方向的直流无刷电机(8)转动时，夹 具才会随着位于Z轴方向的移动台面(9)进行上下竖直运动。当只有位于B轴方向的直流 无刷电机(1 转动时，夹具才会进行旋转运动。三部电机可以单独地也可以同步地进行运 动；配合竖直方向的激光束，切割的轨迹可以实现3D曲线。这种两个线性轴加一个旋转轴 的设计，可以代替常规的三轴线性设计，并且节省了一个额外的线性轴电机的空间。本实施例是以位于水平的Y轴、竖直的Z轴的线性运动加上位于倾斜的B轴方向 的旋转运动的、共三个直流无刷电机来控制夹具，但本领域技术人员可以预见水平Y轴的 电机可以利用位于水平的X轴的电机，夹具可以利用位于倾斜的A轴方向来代替。另一方面，本实用新型所述的快速定位装置包括夹具上的固定点，优选为两个或 两个以上固定点(15，16)。在本实用新型的一个实施例中，所述的固定点为凹槽，与之对应 的胸杯胶壳(17)在制作时留出相应数目的向下凸出的凸起点02)。当摆放胶壳时，凹槽与 向下凸出的凸起点进行对位，从而固定胶壳的位置。这样，在本实用新型所述的系统运作时，激光束按照前述计算机的GM代码文件所 描述的切割路径切割胸杯胶壳。切割路径可以是非连续性的，即胶壳上的切割路径之间留 有微细的虚位，因此在整个切割过程中前述定位点依然可以固定胸杯胶壳的位置，胸杯胶 壳不会从夹具(18)完全脱离或移位。如图7，8所示，本实用新型所述的系统还优选地包括一个气体过滤装置。该气体 过滤装置的入口设置在激光出口( 附近，该入口连接吸气管，吸气管连接至外置过滤箱
5(20)。在切割胸杯胶壳的同时可以将产生的烟雾和气体进行过滤和收集于连接吸气管的过 滤箱中。本实用新型所述的胸杯胶壳三维激光切割系统可以代替传统胸杯制作过程中手 工在胸杯胶壳上画线及手工剪切的两个步骤，从而提高了胶杯的相似度和一致性，节省了 人力的消耗以及因剪切错误造成的物料浪费，并且能够缩短了生产所需的时间。此外，本实 用新型降低了成本开支，提高了生产效率。虽然本实用新型针对其详细的实施例进行了显示和说明，但是本领域普通技术人 员应该意识到对于本实用新型在形式和细节上所做的各种修改不会偏离本实用新型的精 神和范围。
权利要求1.一种胸杯胶壳三维激光切割系统，其包括切割装置，其特征在于，所述的胸杯胶壳三维激光切割系统还包括控制装置，所述的控制装置由可编程运动控制器及三部直流无刷电机构成，所述的三 部直流无刷电机分别控制两个互相垂直的移动台面的线性移动及一个夹具的旋转运动，所 述可编程运动控制器通过控制两个移动台面的线性运动及一个夹具的旋转从而进行三维 切割；夹具装置，所述的夹具装置包括夹具，该夹具的摆放位置与水平面是倾斜的。
2.如权利要求1所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，控制装置中的可编 程运动控制器会依据GM代码来控制三部直流无刷电机的单独或同步的运动，其中两部直 流无刷电机分别控制水平方向和竖直方向的移动台面的线性运动，所述的两个的移动台面 互相垂直并沿线性导轨移动；另外一部直流无刷电机控制夹具的旋转运动。
3.如权利要求2所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，移动台面安装在线 性导轨上。
4.如权利要求2所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，切割时三部电机同步运动。
5.如上述任一个权利要求所述的三维激光切割系统，其特征在于，夹具的摆放位置与 水平方向移动台面的线性运动的平面成30-60度的倾斜。
6.如权利要求5所述的三维激光切割系统，其特征在于，夹具的摆放位置与水平方向 移动台面的线性运动的平面成45度的倾斜。
7.如权利要求5所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，所述的夹具装置上 还包括快速定位装置。
8.如权利要求7所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，快速定位装置包括 夹具上的固定点，其中固定点的数量为两个或两个以上。
9.如权利要求8所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，其还包括气体过滤直ο
10.如权利要求9所述的胸杯胶壳三维激光切割系统，其特征在于，所述的气体过滤装 置包括附于激光出口附近的气体过滤装置入口，该入口连接吸气管，该吸气管连接外置过 滤箱。
专利摘要本实用新型提供一种胸杯胶壳三维激光切割系统，其包括切割装置，其还包括1.控制装置，包括可编程运动控制器及与其连接的三部无刷直流电动机，其中两部电机分别控制水平与竖直的两个互相垂直的线性移动台面，另外一部控制夹具的旋转运动。2.夹具装置，包括一个与水平面有45度倾斜夹角的夹具。夹具在控制装置的控制下，可做旋转运动。3.装于夹具上的快速定位装置，其通过定位点在每次摆放胸杯胶壳时进行快速准确的定位。4.气体过滤装置，包括吸气管及与其连接的外置过滤箱。此装置可吸收过滤切割过程中产生的气体和烟尘。本实用新型提高了切割胸杯胶壳的准确度，保证产品质量的稳定，缩短了生产时间。
文档编号B23K26/08GK201913390SQ201020662810
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者冯国辉, 李少文, 潘展乐, 王智才, 胡子燕, 郑健城, 雷致行 申请人:香港生产力促进局