手臂式激光机的制作方法

本申请涉及激光应用设备，具体涉及一种手臂式激光机。

背景技术：

目前激光技术的应较为广泛，按波长分有：二氧化碳、光纤激光器、绿光、紫光、飞秒、皮秒等。一部分激光机的应用是将激光发生器固定在某个固定角落，通过镜片反射再将光导入工作头使用。此种方式因为激光发生器无需移动，可大大减轻x\y等移动部件负担。但缺点是光在反射时会暴露在开放区域，会存在落尘及漏光等安全隐患。另外，由于反射镜一直沿x\y\z轴移动，对轴向移动部件直线度要求太高，质量成本太难控制。另一种方法是将激光器与光路设计为一个整体模组，并将其安装在x\y\z移动轴上，随轴移动变换工作位置。此方式是光路都包裹在整个模组中，没有漏光隐患，光路位置容易控制；缺点是体积庞大、结构笨重，对移动模组负荷要求较高，不方便高速移动。

技术实现要素：

本申请提供一种移动灵活、体积小及没有漏光隐患的手臂式激光机。

一种实施例中提供一种手臂式激光机，包括：

a轴基座组件，其包括a轴基座和激光源，a轴基座的一端上方设有出光孔，激光源安装在a轴基座内，并与a轴基座的出光孔对应设置，激光源的出光轴与a轴重合；

b轴基座组件，其包括b轴基座、a轴反射镜模组、b轴反射镜模组；b轴基座的一端下方设有进光孔，另一端上方设有出光孔；a轴反射镜模组和b轴反射镜模组相向安装在b轴基座内，并且a轴反射镜模组与b轴基座的进光孔对应设置，b轴反射镜模组与b轴基座的出光孔对应设置；b轴基座可沿a轴转动的安装在a轴基座的上方，b轴基座的进光孔与a轴基座的出光孔对接在一起；

c轴基座组件，其包括c轴基座、b轴上反射镜模组和c轴反射镜模组；c轴基座的两端下方分别设有进光孔和出光孔；b轴上反射镜模组和c轴反射镜模组相向安装在c轴基座内，并且b轴上反射镜模组与c轴基座的进光孔对应设置，c轴反射镜模组与c轴基座的出光孔对应设置；c轴基座可沿b轴转动的安装在b轴基座的上方，c轴基座的进光孔与b轴基座的出光孔对接在一起；

以及镜头模组，镜头模组可沿着c轴轴向转动和径向移动的安装在c轴基座的出光孔上。

进一步地，a轴基座组件还包括a轴驱动组件，a轴驱动组件包括a轴电机、a轴减速机和a轴空心轴，a轴电机安装在a轴基座内，a空心轴上端固定安装在b轴基座组件上，下端延伸至a轴基座内，并且a轴空心轴的中心轴线与a轴重合，a轴减速机的两端分别与a轴电机输出轴和a轴空心轴下端连接。

进一步地，c轴基座组件还包括b轴驱动组件，b轴驱动组件包括b轴电机、b轴减速机和b轴空心轴，b轴电机安装在c轴基座内，b轴空心轴下端固定安装在b轴基座的出光孔上，上端延伸至c轴基座内，并且b轴空心轴的中心轴线与b轴重合，b轴减速机的两端分别与b轴电机输出轴和b轴空心轴上端连接。

进一步地，c轴基座组件还包括c轴驱动组件和c轴中空花键轴，c轴驱动组件包括c轴电机、c轴传动模组、丝杆、导杆和滑块，c轴电机安装在c轴基座内的上端，丝杆和导杆间隔并排安装在c轴基座内，滑块上设有圆孔和螺纹孔，滑块通过圆孔和螺纹孔分别与导杆和丝杆连接，c轴电机通过c轴传动模组与丝杆传动连接；c轴中空花键轴穿设在c轴基座的出光孔上，c轴中空花键轴上端与滑块固定连接，下端穿出c轴基座与镜头模组固定连接，c轴中空花键轴的中心轴线与c轴重合。

进一步地，c轴基座组件还包括旋转驱动组件，旋转驱动组件包括旋转电机和旋转传动模组，旋转电机安装在c轴基座的下端，旋转电机通过旋转传动模组与c轴中空花键轴传动连接，并且c轴中空花键轴可沿着旋转传动模组沿着c轴移动。

进一步地，镜头模组包括末端反射镜模组、偏转振镜模组和聚集镜，末端反射镜模组安装在c轴中空花键轴的下端，偏转振镜模组安装在末端反射镜模组的侧面，聚集镜安装在偏转振镜模组的下端。

进一步地，镜头模组还包括ccd相机和相机光源，ccd相机安装在末端反射镜模组的另一侧面上，相机光源安装在ccd相机下端。

进一步地，激光源为激光发射器。

进一步地，a轴减速机和b轴减速机、c轴传动模组和旋转传动模组均包括预设传动比的两个带轮和安装在带轮上的同步带。

进一步地，c轴基座内设有安装座，b轴电机和旋转电机的输出轴竖直朝下的安装在安装座上，c轴电机的输出轴竖直朝上的安装在安装座上。

依据上述实施例的手臂式激光机，由于b轴基座组件可转动的安装在所述a轴基座组件上，c轴基座组件可转动的安装在b轴基座组件上，使得b轴基座组件和c轴基座组件形成机械手臂，可灵活驱动镜头模组的移动，并且将部分部件安装在不移动的a轴基座内，减轻了移动负荷，可实现高速精确移动，并且光路都被在封闭的a轴基座、b轴基座和c轴基座内，没有漏光隐患，也不会受外界干扰。

附图说明

图1为一种实施例中手臂式激光机的结构示意图；

图2为一种实施例中a轴基座组件的结构示意图；

图3为一种实施例中c轴基座组件的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本实施例中提供了一种手臂式激光机，本手臂式结构还可用于其他具有光路的设备上。

如图1所示，本实施例的手臂式激光机包括a轴基座组件1、b轴基座组件2、c轴基座组件3和镜头模组4(即工作头)，a轴基座组件1固定在预设的位置上，b轴基座组件2沿着a轴旋转的安装在a轴基座组件1上，c轴基座组件3沿着b轴旋转的安装在b轴基座组件2上，镜头模组4沿着c轴旋转和轴向移动的安装在c轴基座组件3上，从而镜头模组4可实现沿着x、y、z轴的移动及沿着z轴转动。a轴基座组件1和c轴基座组件3之间设有用于走线的柔性管道。

具体的，如图1和图2所示，a轴基座组件1包括a轴基座11、激光源12和a轴驱动组件13。a轴基座11为盒体结构，a轴基座11上方端部设有一个出光口，出光口的中心轴为a轴。激光源12为激光发生器，激光源12的发射端竖直向上设置，并与a轴基座11的出光孔对应设置，激光源12的出光轴与a轴重合。

a轴驱动组件13包括a轴电机111、a轴减速机112和a轴空心轴113，a轴电机111安装在a轴基座11内，a空心轴上端固定安装在b轴基座组件2上，下端延伸至a轴基座11内，并且a轴空心轴113的中心轴线与a轴重合，a轴减速机112的两端分别与a轴电机111输出轴和a轴空心轴113下端连接。a轴电机111通过a轴减速机112和a轴空心轴113驱动。

b轴基座组件2包括b轴基座21、a轴反射镜模组22、b轴反射镜模组23；b轴基座21为长方形盒体，其一端下方设有进光孔，另一端上方设有出光孔。b轴基座的进光孔与a轴基座11的出光孔对接在一起，并且a轴空心轴113的上端固定安装在b轴基座21的进光孔上，a轴空心轴113带动整个b轴基座组件2围绕a轴旋转。

a轴反射镜模组22和b轴反射镜模组23均包括反射镜和支架，a轴反射镜模组22和b轴反射镜模组23的反射镜通过各种的支架相向安装在b轴基座21内，并且a轴反射镜模组22的反射镜与b轴基座21的进光孔对应设置，b轴反射镜模组23的反光镜与b轴基座21的出光孔对应设置，a轴反射镜模组22和b轴反射镜模组23的反射镜将沿着a轴射入到b轴基座21的激光沿着b轴反射至c轴基座组件3内。

如图1和图3所示，c轴基座组件3包括c轴基座31、b轴上反射镜模组32、c轴反射镜模组33。c轴基座31为盒体，c轴基座31的两端下方分别设有进光孔和出光孔；b轴上反射镜模组32和c轴反射镜模组33同样均包括反射镜和支架，b轴上反射镜模组32和c轴反射镜模组33的反射镜通过支架相向安装在所述c轴基座31内，并且b轴上反射镜模组32的反射镜与c轴基座31的进光孔对应设置，c轴反射镜模组33的反射镜与c轴基座31的出光孔对应设置，b轴上反射镜模组32和c轴反射镜模组33的反射镜将沿着b轴射入的激光沿着c轴反射出。c轴基座31可沿b轴转动的安装b轴基座21的上方，c轴基座31的进光孔与b轴基座21的出光孔对接在一起。

c轴基座组件3还包括b轴驱动组件34、c轴驱动组件35、旋转驱动组件36和c轴中空花键轴37。b轴驱动组件34包括b轴电机341、b轴减速机342和b轴空心轴343，b轴电机341安装在c轴基座31内，b轴空心轴343下端固定安装在b轴基座的出光孔上，上端延伸至c轴基座31内，并且b轴空心轴343的中心轴线与b轴重合，b轴减速机342的两端分别与b轴电机341输出轴和b轴空心轴343上端连接。b轴电机341通过b轴减速机342和b轴空心轴343驱动整个c轴基座组件3围绕b轴旋转。在其他实施例中，b轴驱动组件34也可安装在b轴基座21内。

本实施例中，c轴驱动组件35包括c轴电机351、c轴传动模组352、丝杆353、导杆354和滑块355，c轴电机351安装在c轴基座31内的上端，丝杆353和导杆354间隔并排安装在c轴基座31内，滑块355上设有圆孔和螺纹孔，滑块355通过圆孔和螺纹孔分别与导杆354和丝杆353连接，c轴电机351通过c轴传动模组352与丝杆353传动连接；c轴中空花键轴37穿设在c轴基座31的出光孔上，c轴中空花键轴37上端与滑块355固定连接，下端穿出c轴基座与镜头模组4固定连接，c轴中空花键轴37的中心轴线与c轴重合，c轴中空花键轴37的上端延伸至与滑块355连接，并且c轴中空花键轴37向上延伸预设的长度，保证滑块355在行程范围内不脱离c轴中空花键轴37。

旋转驱动组件36包括旋转电机361和旋转传动模组361，旋转电机361安装在c轴基座31的下端，旋转电机361通过旋转传动模组362与c轴中空花键轴37传动连接，旋转传动模组362包括带花孔的带轮，带花孔的带轮套设在c轴中空花键轴37上，使得旋转电机361可通过旋转传动模组362驱动c轴中空花键轴37旋转，而c轴中空花键37在c轴驱动组件35的驱动下，可相对带花孔的带轮沿着c轴轴向移动。

为了更好的安装伺服电机，在c轴基座31内设有安装座38，b轴电机341和旋转电机361的输出轴竖直朝下的安装在安装座38上，c轴电机351的输出轴竖直朝上的安装在安装座38上。

本实施例的镜头模组4包括末端反射镜模组41、偏转振镜模组42和聚集镜43，末端反射镜模组43包括支架和反射镜，反射镜通过支架安装在c轴中空花键轴37的下端，并且支架的上端和一侧设有光孔。偏转振镜模组42安装在末端反射镜模组41的支架具有光孔的侧面上，聚集镜43安装在偏转振镜模组42的下端。末端反射镜模组41、偏转振镜模组42和聚集镜43先后将沿着c轴入射的激光反射聚集从聚集镜43射出至被加工工件5上。

为了定位及检测加工情况，镜头模组4还包括ccd相机44和相机光源45，ccd相机44安装在末端反射镜模组41的支架相对光孔的另一侧面上，相机光源45安装在ccd相机44下端。

本实施例中的所有电机均为伺服电机，与伺服电机连接的减速机和传动模组均包括预设比例的两个带轮和安装在两个带轮上的同步带。

本实施例中的a轴空心轴113、b轴空心轴343和c轴中空花键轴37均通过轴承安装固定。

本实施例的手臂式激光机的工作流程为：

1、通过a轴电机111和b轴341驱动工作头(镜头模组4)移动至被加工产品的正上方；

2、通过c轴电机351和旋转电机361驱动工作头(镜头模组4)上下移动及转动，使产品处于ccd相机44视野及焦距上；通过ccd相机44读取产品上的mark点，可得知产品在系统坐标位置。

3、通过各轴联动，使聚集镜43处于指定的工作位置，激光出光，通过各路反射镜聚焦在被加工产品上，实现对产品的加工。

本实施例提供的手臂式激光机，由于b轴基座组件2可转动的安装在所述a轴基座组件1上，c轴基座组件3可转动的安装在b轴基座组件2上，使得b轴基座组件2和c轴基座组件3形成机械手臂，可灵活驱动镜头模组4的移动，并且将部分部件安装在不移动的a轴基座11内，减轻了移动负荷，可实现高速精确移动，并且光路都被在封闭的a轴基座11、b轴基座21和c轴基座31内，没有漏光隐患，也不会受外界干扰。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。