专利名称：一种激光雕刻机的运动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光雕刻机领域，具体涉及ー种激光雕刻机的运动机构。
背景技术：
激光雕刻机是利用激光在物体表面产生高温的物理机理，具体表现为，激光管产生激光束，通过镜片反射和聚光镜片聚焦后，投射到材料表面，经材料吸收后，温度骤升而汽化，在材料蒸汽压カ和高压空气泵压カ的共同作用下，材料表面向下凹陷，从而达到雕刻或者切割的效果。运动机构用于带动聚光镜片运动到合适的位置，对于激光雕刻机而言，有着 重要的作用。运动机构接受控制卡的数据，之后步进电机通过皮带驱动运动模块，使其移动到指定的位置，激光束再由镜片的反射和聚焦，最終投射到被加工物体表面。目前，激光雕刻机都是由X-Y运动机构，反射镜片，激光管，偏置激光头，步进电机，控制卡所构成，在计算机中将所要雕刻的图案导入控制软件，数据通过数据线传递到控制卡后，驱动步进电机和激光管进行雕刻。然而，现有的激光雕刻机都存在着体积过大，エ作面积相对很小的问题，究其原因，主要是机构设计不合理，运动部件不够紧凑所致。造成了雕刻机设备本身体积很大，工作面积却很小的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提出ー种激光雕刻机的运动机构，在不增加雕刻机设备本身体积的情况下，大幅度地增加雕刻机的有效工作面积，提高空间利用率。实现本实用新型目的的ー种激光雕刻机的运动机构，包括主动运动机构，从动运动机构，激光头运动机构，第一方向导轨，第二方向运动导轨和支撑框架；其中，所述第一方向运动导轨为两条，分别固定在所述支撑框架相对平行的两边框上，所述主动运动机构和从动运动机构分别设置在一条第一方向运动导轨上，两运动机构通过皮带传动连接；所述第二方向运动导轨两端分别与该主动运动机构和从动运动机构固定连接，该主动运动机构和从动运动机构可在该第一方向运动导轨上沿第一方向同步移动，并进而带动所述第二方向运动导轨在第一方向上移动；所述激光头运动机构设置在该皮带上，并可在所述主动运动机构和从动运动机构的作用下在第二方向运动导轨上沿第二方向移动。作为本实用新型的改进，所述的主动运动机构包括用于皮带传动的第一同步轮，所述从动运动机构包括用于皮带传动的第二同步轮，第一同步轮通过所述皮带带动第二同步轮转动，所述激光头运动机构固定安装在该皮带上，通过该皮带的传动带动其在所述第二方向运动导轨上沿第二方向移动。作为本实用新型的改进，所述主动运动机构还包括电机支撑板，步进电机，第一方向主动运动支座和第一内嵌式滚轮，其中，所述步进电机固定设置在电机支撑板上，所述第一同步轮同轴固定在该步进电机输出轴上，该电机支撑板固定安装在所述第一方向主动运动支座一端，所述第一内嵌式滚轮设置在第一方向主动运动支座另一端，并与所述第一方向运动导轨配合连接，使其可在所述第一方向运动导轨滚动。作为本实用新型的改进，所述从动轮运动机构还包括第一方向从动运动支座，皮带张紧卡，第二反射镜座，第二反射镜片和第二内嵌式滚轮，其中，所述第二同步轮通过皮带张紧卡设置在第一方向从动运动支座一端，通过该皮带张紧卡实现对皮带张紧度的调节，所述第二内嵌式滚轮设置在该第一方向从动运动支座的另一端，并与所述第一方向运动导轨配合连接，使其可在所述第一方向运动导轨滚动，所述第二反射镜座固定于第一方向从动运动支座上，第二反射镜片安装在该第二反射镜座上。作为本实用新型的改进，所述激光头运动机构包括激光头支撑板，聚焦镜座，悬挂式镜头调节机构，第三内嵌式滚轮，第三反射镜座和第三反射镜，其中，所述第三内嵌式 滚轮设置在激光头支撑板一端，用干与第二方向运动导轨可滑动地连接，所述第三反射镜座设置在激光头支撑板另一端，其上安装有第三反射镜，所述聚焦镜座通过悬挂式镜头调节 机构安装在激光头支撑板上，该聚焦镜座上安装有聚焦元件，用于对入射到第三反射镜的激光进行聚焦，该聚焦镜座的位置通过该悬挂式镜头调节机构进行调节。作为本实用新型的改进，所述第一方向主动运动支座和第一方向从动运动支座上分别设置有偏心轮，其用干与所述第一方向运动导轨配合连接，以调节该第一方向主动运动支座和第一方向从动运动支座与所述第一方向运动导轨的接触距离。作为本实用新型的改进，所述激光头运动机构上设置有偏心轮，用干与所述第二方向运动导轨配合连接，以调节激光头运动机构与第二方向运动导轨的接触距离。作为本实用新型的改进，该运动机构还包括第一反射镜，其固定于其中的一条第一方向运动导轨上，激光雕刻机上的激光管发出的激光入射到该第一反射镜进行反射后入射到所述第二反射镜片，并进而反射到所述第三反射镜片上。本实用新型中的内嵌式的滚轮导轨机构是由导轨、内嵌式滚轮、可调节偏置距离的偏心轮、承载板所构成。其中，内嵌式滚轮嵌于导轨内部，并可沿导轨轴向方向运动。可调节偏置距离偏心轮通过设置，可调节滚轮与导轨相对距离，从而使承载板在导轨上灵活滑动。无偏置镜片位于导轨下侧，使滑块偏置为零。可各向调节反射镜座可通过三枚调整螺钉微调反射镜片角度。悬挂式镜头调节机构由高度调节臂、激光头底座构成，通过调节臂的高度调节而达到调节激光焦距的效果。本实用新型具有如下技术效果1，本实用新型使用紧凑的内嵌导轨，减小了传动机构的整体体积，増大了有效的工作面积。同时，偏心轮调节机构的设计有效提高了导轨的适应性，在不增加成本的同吋，延长了设备的使用寿命。2，本实用新型的无偏置反射镜设计，使激光头的无偏置设计成为可能，减小了偏置所帯来的有效工作面积浪费问题。3，本实用新型的悬挂式镜头调节机构，取代了传统的Z向升降平台，在不影响使用效果的前提下，大大减小了雕刻机的设备高度。
[0022]图I是本实用新型的立体视图；图2是本实用新型的主动运动机构正视图；图3是本实用新型的从动运动机构正视图；图4是本实用新型的激光头运动机构侧视图。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型的运动机构包括主动运动机构1，从动运动机构2，激光头运动机构3,第一方向导轨4,第二方向运动导轨5,型材支撑框架6,激光管7和第一反射镜8。型材支撑框架6为整个设备提供支撑，激光管7通过支架固定于型材支撑框架6 上。第一方向运动导轨4为两条,分别固定在支撑框架6相对的两边框上。第一反射镜8固定于其中的一条第一方向运动导轨4上。如图2所示，主动运动机构I包括电机支撑板11，步进电机12，第一方向运动导轨13,可调节偏置距离的第一偏心轮14,第一内嵌式滚轮15,皮带16,第一同步轮17,第一方向主动运动支座18。步进电机12固定设置在电机支撑板11上，电机输出轴上同轴固定有第一同步轮17,电机支撑板11固定安装在第一方向主动运动支座18 —端,皮带16 —端套在第一同步轮17上。可调节偏置距离的第一偏心轮14，第一内嵌式滚轮15设置在第一方向主动运动支座18另一端。如图3所示，从动轮运动机构2包括第一方向从动运动支座21，皮带张紧卡22，各向可调节的第二反射镜座23，第二反射镜片24，可调节偏置距离的第二偏心轮26，第二内嵌式滚轮27，皮带28，第二同步轮29。第二同步轮29通过皮带张紧卡22设置在第一方向从动运动支座21上端，皮带28另一端套在该第二同步轮29上，可通过皮带张紧卡22调节皮带28的张紧度。可调节偏置距离的第二偏心轮26和第二内嵌式滚轮27设置在第一方向从动运动支座21的另一端，用于与第一方向运动导轨4连接。第二反射镜座23固定于第一方向从动运动支座21上,第ニ反射镜片24安装在该第二反射镜座23上。主动运动机构I通过其上的第一偏心轮26和第一内嵌式滚轮27可滑动地设置在其中一条第一方向运动导轨4上,从动运动机构2通过其上的第二偏心轮26和第二内嵌式滚轮27可滑动地设置在另一条第一方向运动导轨4上。其中，两机构的可调节偏置距离偏心轮26和内嵌式滚轮27分别嵌合在第一方向运动导轨4的轨道的两边上，通过调节偏心轮26可以实现偏心轮与导轨本身的距离变化。第二方向运动导轨5两端分别通过螺栓与主动运动机构I的第一方向主动运动支座18和从动运动机构2的第一方向从动运动支座21固定相连。如图4所示，激光头运动机构3包括第二方向运动导轨31，第三内嵌式滚轮32，激光头支撑板33，各向可调节的第三反射镜座34，聚焦镜座35，悬挂式镜头调节机构36，第三反射镜37,可调节偏置距离的第三偏心轮38。第三偏心轮38,第三内嵌式滚轮32设置在激光头支撑板33上部，用干与第二方向运动导轨31可滑动地连接，第三反射镜座34设置在激光头支撑板33下部，其上安装有第三反射镜37。聚焦镜座35通过悬挂式镜头调节机构36安装在激光头支撑板33上，聚焦镜座35上安装有聚焦元件，用于对入射到第三反射镜37的激光进行聚焦，聚焦镜座35的位置可通过该悬挂式镜头调节机构36进行调节。激光头运动机构3整体通过激光头支撑板33固定设置在皮带28上，通过皮带28的带动沿第二方向运动导轨5来回移动。驱动装置驱动主动运动机构I沿第一方向运动导轨4运动，并同时驱动从动运动机构2沿另ー个第一方向运动导轨4同步运动,从而带动固定在主动运动机构I和从动运动机构2上的第二方向运动导轨5同步运动。同时，主动运动机构I上的电机驱动皮 带28运动，带动激光头运动机构3在第二方向运动导轨5上移动，实现激光头的定位。激光束由激光管7产生后，经由第一方向导轨4上的反射镜8，从动运动机构2上的第二反射镜片24，激光头运动机构3上的第三反射镜37反射后，投射到被加工物体上，进行加工。
权利要求1.一种激光雕刻机的运动机构，包括主动运动机构(1)，从动运动机构(2)，激光头运动机构(3),第一方向导轨(4),第二方向运动导轨(5)和支撑框架(6);其中， 所述第一方向运动导轨(4)为两条，分别固定在所述支撑框架(6)相对平行的两边框上，所述主动运动机构(I)和从动运动机构(2)各自设置在一条第一方向运动导轨(4)上，两运动机构通过皮带(28)传动连接； 所述第二方向运动导轨(5)两端分别与该主动运动机构(I)和从动运动机构(2)固定连接，该主动运动机构(I)和从动运动机构(2)可在该第一方向运动导轨(4)上沿第一方向同步移动，并进而带动所述第二方向运动导轨(5)在第一方向上移动； 所述激光头运动机构(3)设置在该皮带(28)上，并可在所述主动运动机构(I)和从动运动机构(2)的作用下在第二方向运动导轨(4)上沿第二方向移动。
2.根据权利要求I所述的一种激光雕刻机的运动机构，其特征在于，所述的主动运动机构(I)包括用于皮带传动的第一同步轮(17)，所述从动运动机构(2)包括用于皮带传动的第二同步轮(29)，第一同步轮(17)通过所述皮带(28)带动第二同步轮(29)转动，所述激光头运动机构(3 )固定安装在该皮带(28 )上，通过该皮带(28 )的传动带动其在所述第二方向运动导轨(4)上沿第二方向移动。
3.根据权利要求2所述的一种激光雕刻机的运动机构，其特征在于，所述主动运动机构(I)还包括电机支撑板(11 )，步进电机(12 )，第一方向主动运动支座(18 )和第一内嵌式滚轮(15)，其中，所述步进电机(12)固定设置在电机支撑板(11)上，所述第一同步轮(17)同轴固定在该步进电机(12 )输出轴上，该电机支撑板(11)固定安装在所述第一方向主动运动支座(18)—端,所述第一内嵌式滚轮(15)设置在第一方向主动运动支座(18)另一端，并与所述第一方向运动导轨(4)配合连接，使其可在所述第一方向运动导轨(4)滚动。
4.根据权利要求2或3所述的一种激光雕刻机的运动机构，其特征在于，所述从动轮运动机构(2)还包括第一方向从动运动支座(21)，皮带张紧卡(22)，第二反射镜座(23)，第二反射镜片(24)和第二内嵌式滚轮(27)，其中， 所述第二同步轮(29)通过皮带张紧卡(22)设置在第一方向从动运动支座(21)—端，通过该皮带张紧卡(22)实现对皮带(28)张紧度的调节，所述第二内嵌式滚轮(27)设置在该第一方向从动运动支座(21)的另一端，并与所述第一方向运动导轨(4)配合连接，使其可在所述第一方向运动导轨(4)滚动,所述第二反射镜座(23)固定于第一方向从动运动支座(21)上，第二反射镜片(24)安装在该第二反射镜座(23)上。
5.根据权利要求1-3之一所述的一种激光雕刻机的运动机构,其特征在于,所述激光头运动机构(3)包括激光头支撑板(33)，聚焦镜座(35)，悬挂式镜头调节机构(36)，弟二内嵌式滚轮(32)，第三反射镜座(34)和第三反射镜(37)，其中， 所述第三内嵌式滚轮(32)设置在激光头支撑板(33)—端，用于与第二方向运动导轨(5 )可滑动地连接，所述第三反射镜座(34 )设置在激光头支撑板(33 )另一端，其上安装有第三反射镜(37 )，所述聚焦镜座(35 )通过悬挂式镜头调节机构(36 )安装在激光头支撑板(33 )上，该聚焦镜座(35 )上安装有聚焦元件，用于对入射到第三反射镜(37 )的激光进行聚焦，该聚焦镜座(35)的位置通过该悬挂式镜头调节机构(36)进行调节。
6.根据权利要求1-3之一所述的一种激光雕刻机的运动机构,其特征在于,所述第一方向主动运动支座(18)和第一方向从动运动支座(21)上分别设置有偏心轮(14，26)，其用于与所述第一方向运动导轨(4)配合连接，以调节该第一方向主动运动支座(18)和第一方向从动运动支座(21)与所述第一方向运动导轨(4)的接触距离。
7.根据权利要求1-3之一所述的一种激光雕刻机的运动机构,其特征在于,所述激光头运动机构(3)上设置有偏心轮(38)，用于与所述第二方向运动导轨(5)配合连接，以调节激光头运动机构(3)与第二方向运动导轨(5)的接触距离。
8.根据权利要求1-3之一所述的一种激光雕刻机的运动机构，其特征在于，该运动机构还包括第一反射镜(8)，其固定于其中的一条第一方向运动导轨(4)上，激光雕刻机上的激光管(7)发出的激光入射到该第一反射镜(8)进行反射后入射到所述第二反射镜片(24)，并进而反射到所述第三反射镜片(37)上。
专利摘要本实用新型公开了一种激光雕刻机的运动机构，包括主动运动机构，从动运动机构，激光头运动机构，第一方向导轨，第二方向运动导轨和支撑框架，第一方向运动导轨为两条，分别固定在支撑框架相对平行的两边框上，主动运动机构和从动运动机构分别设置在一条第一方向运动导轨上，第二方向运动导轨端分别与主动运动机构和从动运动机构固定连接，两运动机构可在该第一方向运动导轨上同步移动，并进而带动第二方向运动导轨移动，激光头运动机构设置在该第二方向运动导轨上，并可在第二方向运动导轨上沿第二方向移动。本实用新型能够减小传动机构的整体体积，增大有效的工作面积，提高导轨的适应性，延长设备的使用寿命。
文档编号F16H37/12GK202608399SQ201220242620
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者蒋华伟, 周涛, 段献宝, 单斌, 陈蓉 申请人:华中科技大学