专利名称：多功能激光雕刻切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及雕刻领域，尤其涉及一种多功能激光雕刻切割机。
背景技术：
目前激光雕刻切割机广泛用于对有机玻璃板、塑胶板、纸板、密度板以及玻璃表面掩膜(玻璃喷砂加工)等金属和非金属板材的切割/雕刻，现有的激光雕刻切割机的激光雕刻头有采用单轨单头、单轨双头、双轨双头等结构方式，而单轨双头雕刻切割机的应用最为广泛。现有双头雕刻切割机在使用操作时，普遍存在以下问题1、无论是单轨双头还是双轨双头，两个激光雕刻头一般都是同步同向运动，一次加工只能得到两个完全相同的图案，不能同时获得一正一反的两个对称的镜像图案(实际生产中，鞋模、手套、衣袖、对开门等加工时需要一正一反的对称图)。2、由于两个激光雕刻头的并列存在，一次加工只可以同时雕刻或切割小于两个激光雕刻头间距的图形，遇到超出两个激光雕刻头间距的大图形则无法加工。3、双头间距大多是固定，虽然目前也有双头间距可调节的设备，但调节双头间距的操作比较麻烦，且难以精准定位。4、现有在硬板材表面上雕刻切割的激光雕刻切割机一般都是采用前置式上排烟系统(在激光雕刻头上前方安装一个小铁皮罩，上连接一根抽烟塑料管，另一端与风机连接进行吸烟)，这种排烟方式存在有抽烟管孔径小(太大孔径的抽烟管会影响激光雕刻头工作)，并内壁极容易产生积炭赌塞和清炭困难，还经常会从抽烟管口滴流烟油(烟尘和水蒸气混合物)和炭粉等弊病。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种多功能激光雕刻切割机，解决现有双头激光雕刻切割机双头难以同步相向运动、双头间距难以调节及加工幅面小的缺陷，进一步地，解决前置式激光排烟管管口容易滴流油烟、管孔小内壁容易产生积炭堵塞等问题。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能激光雕刻切割机，包括机架、控制装置、安装在机架上的X轴装置、Y轴装置及工作平台，Y轴装置包括Y轴电机和两条并行安装的Y轴导轨，所述X轴装置包括运动横梁、安装在运动横梁上的X轴导轨、可在X轴导轨上左右运动的第一激光雕刻切割头和第二激光雕刻切割头、以及安装在运动横梁两端的皮带支撑座上的环形同步带；所述运动横梁架设在两条Y轴导轨上，由Y轴电机驱动沿Y轴导轨往返运动，所述环形同步带由X轴电机驱动，第一激光雕刻切割头与环形同步带固定联接，第二激光雕刻切割头设置有皮带离合器，所述皮带离合器具有壳体，所述壳体内设置有可转动的偏心凸榫，所述偏心凸榫的顶部具有与环形同步带的内齿相匹配的齿，所述环形同步带的上、下段分别穿过偏心凸榫的上、下方，通过转动所述偏心凸榫使其顶部的齿分别与环形同步带的上、下内齿相啮合。其中，所述偏心凸榫的两端设置有转动轴套，皮带离合器的壳体两侧具有与所述转动轴相匹配的深沟球轴承，所述转动轴套装配在所述深沟球轴承内，所述转动轴套的一端设有第一卡槽；所述偏心凸榫的中心设有中轴，所述中轴位于所述第一卡槽的一端设置有手柄和与第一卡槽相匹配的定位卡榫，另一端设置有张紧弹簧和通过螺纹连接的蝶形螺母；所述皮带离合器壳体位于所述定位卡榫的一侧设有与所述定位卡榫相匹配第二卡槽。其中，所述第一卡槽为“一”字形卡槽，所述定位卡榫为“一”字形卡榫，所述第二卡槽为“十”字形卡槽。其中，所述皮带离合器壳体的顶部和底部的内侧分别设有上压板和下压板，所述上压板与壳体的顶部之间以及所述下压板与壳体的底部之间均设有弹簧，所述上压板和下压板可分别向壳体的顶部和底部做压伸运动，所述偏心凸榫位于上压板和下压板的中间， 所述环形同步带分别穿过偏心凸榫与上压板之间以及偏心凸榫与下压板之间的空隙。其中，所述X轴导轨由承压面相互垂直的第一导轨和第二导轨组成，所述第一导轨和第二导轨为凹形双轴芯导轨，所述第一导轨安装在横梁的上表面，所述第二导轨安装在横梁的侧面。其中，所述第一激光雕刻切割头和所述第二激光雕刻切割头的上方分别安装有第一抽烟装置和第二抽烟装置。其中，所述第一抽烟装置包括第一抽烟罩、第一抽烟管和风机，所述第一抽烟罩通过第一通道和第一抽烟管连接，所述第一抽烟管的另一端和风机相连；所述第二抽烟装置包括第二抽烟罩、第二抽烟管和风机，所述第二抽烟罩通过第二通道和第二抽烟管连接，所述第二抽烟管的另一端和风机相连。其中，所述第一通道和第二通道与运动横梁的轴向垂直，并位于运动横梁的下方。其中，所述第一抽烟管和第二抽烟管为可伸缩的折叠式弹性塑胶管。其中，还包括，固定在运动横梁上的支架，所述第一抽烟管和第二抽烟管的管体吊挂在支架上。(三)有益效果本发明提供的一种激光雕刻切割机，采用第一激光雕刻切割头与环形同步带固定联接，第二激光雕刻切割头通过手动调节皮带离合器与环形同步带联接，通过调节皮带离合器来实现双头相向、双头同向、单头大幅面同步加工以及双头间距任意调节等功能。进一步地，采用抽烟罩、抽烟通道连接的抽烟管后置式排烟装置，方便激光头调焦，可避免烟油从管口直接滴流到工件表面；更进一步地，采用后置式弹性塑胶抽烟管，抽烟管吊挂在支架上，可减少管内积炭以及避免抽烟管对激光对焦和加工观察的影响；更进一步地，选用这种大孔径抽烟管，通风量大，排烟效果好，可避免积炭堵塞，延长风机使用寿命。
图1为本发明多功能激光雕刻切割机的X轴装置结构示意图；图2为本发明多功能激光雕刻切割机中X轴环形同步带上下段穿过皮带离合器的结构示意图；图3为本发明多功能激光雕刻切割机中皮带离合器的剖视图4为本发明多功能激光雕刻切割机中的中轴结构示意图；图5为皮带离合器偏心凸榫顶住环形同步带下内齿时的结构示意图；图6为本发明多功能激光雕刻切割机中排烟装置构造图；图7为本发明多功能激光雕刻切割机的俯视图；图8为本发明多功能激光雕刻切割机的主视图。图中101、第一激光雕刻切割头；102、第二激光雕刻切割头；103、第一活动小车；104、第二活动小车；201、第一导轨；202、第二导轨；300、皮带支撑座；301、环形同步带；302、上内齿；303、下内齿；400、X轴电机；500、皮带离合器；501、偏心凸榫；502、中轴； 503、深沟球轴承；504、手柄；505、定位卡榫；506、蝶形螺母；507、张紧弹簧；508、第一卡槽； 509、上压板；510、下压板；511、第二卡槽；601、第一抽烟罩；602、第二抽烟罩；603、第一抽烟管；604、第二抽烟管；605、第一通道；606、第二通道；607、支架。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。一种多功能激光雕刻切割机，包括机架、控制装置、安装在机架上的X轴装置、Y轴装置及工作平台。控制装置包括数控系统运动控制卡、操作键盘，用于控制X轴装置和Y轴装置中的所有电气设备。Y轴装置包括两根并行排列的Y轴导轨和Y轴电机，两根Y轴导轨分别安装在工作平台的两侧。如图1，所述X轴装置包括运动横梁、安装在运动横梁上的第一导轨201和第二导轨202、安装在X轴导轨上的第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102、以及安装在运动横梁两端的皮带支撑座300上的环形同步带301，所述环形同步带301由X轴电机 400驱动，所述第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102分别通过第一活动小车 103和第二活动小车104安装在X轴导轨上，第一活动小车103和第二活动小车104分别与第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102相固定，第一活动小车103和第二活动小车104可在X轴导轨上左右运动，并带动第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102在X轴导轨上左右运动。运动横梁架设在两根Y轴导轨的滑块上，通过Y轴电机驱动其在Y轴导轨上往返运动。第一活动小车103与环形同步带301固定联接，第二活动小车104上安装有皮带离合器500，通过手动调节皮带离合器500与环形同步带301联接。如图2和图3，所述皮带离合器500具有金属壳体，壳体内设有可转动的偏心凸榫 501。偏心凸榫501的顶部具有四排与环形同步带301的宽度和齿形相匹配的齿，环形同步带301的上、下段分别穿过偏心凸榫501的上、下方，转动偏心凸榫501使其顶部的齿与环形同步带301的上内齿302或者下内齿303相啮合。进一步地，本实施例为了使偏心凸榫 501顶部的齿与环形同步带301的内齿紧密啮合，皮带离合器500的壳体顶部、底部内侧分别设有上、下压板509、510，上压板509的底部、壳体顶部内侧、下压板510的底部以及壳体底部内侧均设有弹簧固定槽，设置有两根弹簧，其中一根上端抵住上压板509的弹簧固定槽，另一端抵住壳体顶部内侧的固定槽，另一根弹簧一端抵住下压板510的弹簧固定槽，另一端抵住壳体底部的弹簧固定槽；且在壳体的两侧面上分别具有压板导向轨，上压板509 沿其导向轨向壳体顶部做压伸运动，下压板510沿其导向轨向壳体底部做往返运动。偏心凸榫501位于上、下压板505、506之间，环形同步带301的上下段均穿过皮带离合器500，分别位于偏心凸榫501与上压板509之间以及偏心凸榫501与下压板510之间的空隙中间。 图2为脱机状态，偏心凸榫501顶部的齿不与环形同步带301相接触。偏心凸榫501的两端设有圆形转动轴套，皮带离合器500壳体的两侧设置有与转动轴套相匹配的深沟球滚动轴承503，转动轴套装配在深沟球滚动轴承内，转动轴套的一端设置有第一卡槽508，偏心凸榫501的中心设有中轴502，中轴502可绕中心轴转动，并可沿轴向往返拉动。如图4，所述中轴502的一端设有手柄504和与第一卡槽508相匹配的定位卡榫 505，另一端设有蝶形螺母506和张紧弹簧507，张紧弹簧507套在中轴上，蝶形螺母506与中轴502通过螺纹连接，所述皮带离合器500位于卡榫505的壳体外侧设有与定位卡榫505 相匹配的第二卡槽511。优选地，第一卡槽508为“一”字形卡槽，定位卡榫505为“一”字形卡榫，第二卡槽511为“十”字形卡槽，旋松蝶形螺母506 (此时，张紧弹簧507张开)，拉动手柄504 (此时，张紧弹簧507被压缩)，从“十”字形第二卡槽511中拔出定位卡榫505， 顺时针或逆时针转动手柄504，中轴502带动偏心凸榫501 —起旋转。转动定位卡榫505到 “十”字形第二卡槽511中的“ I，，卡槽位时，如图3，张紧弹簧507释放弹力，定位卡榫505 落入第二卡槽511内，再旋紧蝶形螺母506 (此时，张紧弹簧507又被压缩)，偏心凸榫501 的齿与环形同步带301的上内齿302相啮合，与之同时，上压板509在弹簧作用力下向下压住了环形同步带301的表面，使环形同步带301被偏心凸榫501卡住不动。此时，环形同步带301在X轴电机400动力作用下，可实现第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102之间的相向运动。相同原理下，再旋转手柄504，让偏心凸榫501的齿与环形同步带 301的下内齿303紧密啮合时，如图5，实现了第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102之间的同向运动；当转动手柄504使定位卡榫505落入到“十”字形第二卡槽511 中的“_”位置时，此时偏心凸榫501与环形同步带301不相接触，第二激光雕刻切割头102 为脱机状态，可自由移动第二激光雕刻切割头102的位置，调节其与第一激光雕刻切割头 101的间距，或把第二激光雕刻切割头102移到运动横梁的最右侧，以腾出空间供第一激光雕刻切割头101执行单头大幅面活动，满足多幅面、多规格工件的激光雕刻、切割的加工需要。进一步地，如图1所示，X轴导轨由承载面相互垂直的第一导轨201和第二导轨 202组成，所述第一导轨201和第二导轨202为凹形双轴芯导轨。所述第一导轨201安装在横梁的上表面，主要用来承载第一活动小车103和第二活动小车104的重量和并具有导向作用，第二导轨202安装在横梁的侧面，主要用来加固第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102，减少机械运动时的抖动，提高雕刻切割的加工精度。如图6、图7和图8，第一激光雕刻切割头101和第二激光雕刻切割头102的上方分别设置有第一抽烟装置和第二抽烟装置。第一抽烟装置包括第一抽烟罩601、第一抽烟管603和风机，第一抽烟罩601安装在第一激光雕刻切割头101的上方，第一抽烟罩601通过第一通道605和第一抽烟管603连接，第一抽烟管603另一端和风机相连；第二抽烟装置包括第二抽烟罩602、第二抽烟管604和风机，第二抽烟罩602安装在第二激光雕刻切割头 102的上方，第二抽烟罩602通过第二通道606和第二抽烟管604连接，第二抽烟管604另一端和风机相连。第一抽烟管603、第二抽烟管604可分别各连接一台风机，也可通过“三通”接头共用一台风机。本实施例中采用第一通道605和第二通道606分别将第一抽烟管603和第二抽烟管604与第一抽烟罩601和第二抽烟罩602相互连接，可有效避免烟油从抽烟管口滴流到工作物件表面；本实施例采用抽烟管后置式结构，第一通道605和第二通道 606与运动横梁的轴向垂直，并位于运动横梁的下方，这种结构避免了第一抽烟管601和第二抽烟管602遮挡第一激光雕刻头101和第二激光雕刻头102，避免影响加工前焦距对焦和加工过程中的实时观察。所述第一抽烟管603和第二抽烟管604采用大口径(其直径范围优选为 50-100mm)可伸缩的折叠式弹性塑胶管，排烟量大，第一抽烟管603和第二抽烟管604在风机开动后，受风力的吸引会收紧压缩为最短状态，而在工作运动时，又能随着雕刻切割头的运动拉伸，呈弹性张弛，同时由于风力的作用，第一抽烟管603和第二抽烟管604时紧时松在抖动，内壁很难形成积炭，可避免积炭堵塞，延长风机使用寿命。进一步地，在X轴运动横梁上还安装有支架607，所述第一抽烟管603和第二抽烟管604的管体用铁链或绳索绑紧吊挂在支架607上，可避免抽烟管垂落到工件表面上而影响加工作业。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多功能激光雕刻切割机，包括机架、控制装置、安装在机架上的X轴装置、Y轴装置及工作平台，Y轴装置包括Y轴电机和两条并行安装的Y轴导轨，其特征在于，所述X轴装置包括运动横梁、安装在运动横梁上的X轴导轨、可在X轴导轨上左右运动的第一激光雕刻切割头和第二激光雕刻切割头、以及安装在运动横梁两端的皮带支撑座上的环形同步带；所述运动横梁架设在两条Y轴导轨上，由Y轴电机驱动沿Y轴导轨往返运动，所述环形同步带由X轴电机驱动，第一激光雕刻切割头与环形同步带固定联接，第二激光雕刻切割头设置有皮带离合器，所述皮带离合器具有壳体，所述壳体内设置有可转动的偏心凸榫，所述偏心凸榫的顶部具有与环形同步带的内齿相匹配的齿，所述环形同步带的上、下段分别穿过偏心凸榫的上、下方，通过转动所述偏心凸榫使其顶部的齿分别与环形同步带的上、下内齿相啮合。
2.根据权利要求1所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述偏心凸榫的两端设置有转动轴套，皮带离合器的壳体两侧具有与所述转动轴套相匹配的深沟球轴承，所述转动轴套装配在所述深沟球轴承内，所述转动轴套的一端设有第一卡槽；所述偏心凸榫的中心设有中轴，所述中轴位于所述第一卡槽的一端设置有与第一卡槽相匹配的定位卡榫和手柄，另一端设置有张紧弹簧和通过螺纹连接的蝶形螺母；所述皮带离合器壳体位于所述定位卡榫的一侧设有与所述定位卡榫相匹配第二卡槽。
3.根据权利要求2所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述第一卡槽为“一” 字形卡槽，所述定位卡榫为“一”字形卡榫，所述第二卡槽为“十”字形卡槽。
4.根据权利要求1所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述皮带离合器壳体的顶部和底部的内侧分别设有上压板和下压板，所述上压板与壳体的顶部之间以及所述下压板与壳体的底部之间均设有弹簧，所述上压板和下压板可分别向壳体的顶部和底部做压伸运动，所述偏心凸榫位于上压板和下压板的中间，所述环形同步带分别穿过偏心凸榫与上压板之间以及偏心凸榫与下压板之间的空隙。
5.根据权利要求1所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述X轴导轨由承压面相互垂直的第一导轨和第二导轨组成，所述第一导轨和第二导轨为凹形双轴芯导轨，所述第一导轨安装在横梁的上表面，所述第二导轨安装在横梁的侧面。
6.根据权利要求1-5任一项所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述第一激光雕刻切割头和所述第二激光雕刻切割头的上方分别安装有第一抽烟装置和第二抽烟装置。
7.根据权利要求6所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述第一抽烟装置包括第一抽烟罩、第一抽烟管和风机，所述第一抽烟罩通过第一通道和第一抽烟管连接，所述第一抽烟管的另一端和风机相连；所述第二抽烟装置包括第二抽烟罩、第二抽烟管和风机， 所述第二抽烟罩通过第二通道和第二抽烟管连接，所述第二抽烟管的另一端和风机相连。
8.根据权利要求7所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述第一通道和第二通道与运动横梁的轴向垂直，并位于运动横梁的下方。
9.根据权利要求7所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，所述第一抽烟管和第二抽烟管为可伸缩的折叠式弹性塑胶管。
10.根据权利要求7所述的多功能激光雕刻切割机，其特征在于，还包括，固定在运动横梁上的支架，所述第一抽烟管和第二抽烟管的管体吊挂在支架上。
全文摘要
本发明涉及雕刻领域，公开了一种多功能激光雕刻切割机，其中，第一激光雕刻切割头与环形同步带固定联接，第二激光雕刻切割头通过皮带离合器与环形同步带手动联接，所述皮带离合器设置有可转动的偏心凸榫，偏心凸榫具有与环形同步带相匹配的齿，环形同步带穿过偏心凸榫的上、下方。本发明通过手动调节皮带离合器来实现双头相向、双头同向、单头大幅面同步加工以及双头间距任意调节等功能；进一步地，采用后置式弹性塑胶抽烟管，且抽烟管吊挂在支架上，可减少管内积炭和避免抽烟管对激光对焦和加工观察的影响；更进一步地，选用这种大孔径抽烟管，通风量大，排烟效果好，可避免积炭堵塞，延长风机使用寿命。
文档编号B23K26/36GK102430861SQ20111033975
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者吴自鸿, 杨春滟, 董书科 申请人:华玻伟业(北京)激光数控设备有限公司, 吴自鸿