一种雕刻装置及自动化雕刻系统的制作方法

本实用新型涉及雕刻技术领域，具体而言，涉及一种雕刻装置及自动化雕刻系统。

背景技术：

传统的激光雕刻设备使用安装在轨道上的激光雕刻头进行雕刻，轨道框架需将待雕刻物件固定并将待雕刻物件容置在轨道框架的范围内。

如果要满足雕刻大型材料的要求，则必定会导致雕刻设备体积巨大，难以搬运、移动和携带，雕刻过程受场地限制十分严重。且投资成本、运行成本和养护成本均很高。若雕刻设备的体积一定，则必然会使能够雕刻的材料的大小也受到限制，雕刻面积有限，适用性大大降低，不能用于一次性雕刻大型雕纹。这些问题都使得现有的雕刻设备的使用受到了很大的局限，若需要雕刻大小不一的材料，那么也需要设置不同型号的雕刻设备，大大增加了成本投入，不利于雕刻设备的推广使用，并且雕刻设备不便于搬运移动。使用灵活度大大降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种雕刻装置，其活动范围不受限制，可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹；低成本，使用方便，不受场地限制。

本实用新型的另一目的在于提供一种自动化雕刻系统，可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹，不受场地限制。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种雕刻装置，其包括行走机构和激光雕刻器。行走机构具有行走轮且用于在被雕刻物件表面行走；激光雕刻器安装于行走机构，激光雕刻器具有用于朝向被雕刻物件并向被雕刻物件选择性地发射激光的雕刻头。其活动范围不受限制，可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹；低成本，使用方便，不受场地限制。

一种自动化雕刻系统，其包括上述的雕刻装置，该自动化雕刻系统可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹，不受场地限制。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的雕刻装置通过行走机构实现运动，从而实现激光雕刻器位置的改变，进而实现对图案的雕刻。

本实用新型实施例提供的雕刻装置的活动范围不受限制，可雕刻的材料大小与雕纹大小不受限制，利用本实用新型实施例提供的雕刻装置即可用于雕刻不同大小的雕纹或对不同大小的雕刻物件进行雕刻加工，而无需额外购买其他雕刻设备，大大提高了通用性。成本低，使用方便，不受场地限制，无需将雕刻物件运送到专门的加工场所，可以随时采用本实用新型实施例提供的雕刻装置进行就地雕刻。

本实用新型实施例提供的自动化雕刻系统，其包括上述的雕刻装置，该自动化雕刻系统可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹，不受场地限制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的雕刻装置的示意图；

图2为图1中的雕刻装置的盖板拆开后的示意图；

图3为图1中的雕刻装置的容置槽的连接关系示意图；

图4为图1中的雕刻装置的激光雕刻器的连接关系示意图。

图标：100-雕刻装置；110-行走机构；111-行走轮；111a-第一行走轮单元；111b-第二行走轮单元；112-基座；113-驱动器；113a-第一驱动单元；113b-第二驱动单元；114-挡板；115-容置槽；115a-端部；116-盖板；116a-端板；116b-盖封板；116c-盖封帽；117-承载台；118-履带；120-激光雕刻器；120a-雕刻头；130-控制器；140-移动电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1、图2、图3和图4，本实施例提供一种雕刻装置100。雕刻装置100包括行走机构110和激光雕刻器120。行走机构110用于在被雕刻物件表面行走且具有行走轮111。激光雕刻器120安装于行走机构110，激光雕刻器120具有用于朝向被雕刻物件并向被雕刻物件选择性地发射激光的雕刻头120a。

传统的激光雕刻设备使用安装在轨道上的激光雕刻头进行雕刻，轨道框架需将待雕刻物件固定并将待雕刻物件容置在轨道框架的范围内。若需要雕刻大型材料，则雕刻设备体积巨大，难以搬运和移动，雕刻过程受场地限制十分严重，需要特定的场地来安装雕刻设备。此外，投资成本、运行成本和养护成本也会随之增高。若雕刻设备的体积一定，则其雕刻面积有限，适用性大大降低，不能用于一次性雕刻大型雕纹。这些问题都使得现有的雕刻设备的使用受到了很大的局限，若需要雕刻大小不一的材料，那么也需要设置不同型号的雕刻设备，大大增加了成本投入，不利于雕刻设备的推广使用，并且雕刻设备不便于搬运移动，使用灵活度大大降低。

雕刻装置100通过行走机构110实现运动，从而实现激光雕刻器120位置的改变，进而使激光雕刻器120可以雕刻出相应的图案，实现对材料的雕刻。

雕刻装置100活动范围不受限制，其可雕刻的材料大小与雕纹大小因此也不会受到限制，雕刻装置100可以同时用于雕刻不同大小的雕纹或对不同大小的雕刻物件进行雕刻加工，无需额外购买其他雕刻设备，大大提高了通用性并降低了成本。雕刻装置100本身成本低，使用方便，不受场地限制，无需将雕刻物件运送到专门的加工场所，使雕刻装置100的通用性大大提高。

进一步地，具体地，雕刻装置100的行走机构110还包括基座112、挡板114和用于提供行走动力的驱动器113，挡板114设于基座112的相对的边缘，挡板114与基座112围成容置槽115，驱动器113和激光雕刻器120均容置于容置槽115。

挡板114与基座112围成的容置槽115将驱动器113和激光雕刻器120均容置于其中，对驱动器113和激光雕刻器120具有保护作用，可以有效防止在对雕刻装置100进行搬运或携带过程中对驱动器113和激光雕刻器120造成损坏，也可以有效防止外部挤压或碰撞对驱动器113和激光雕刻器120造成损坏，保证驱动器113和激光雕刻器120在搬运过程和使用过程中的安全性。此外，驱动器113和激光雕刻器120均容置于容置槽115还对驱动器113和激光雕刻器120具有固定作用，驱动器113和激光雕刻器120被有效限位于容置槽115，不容易出现松动，即使出现松动时，由于受容置槽115的限制作用，也不会出现零部件脱离的情况，提高了雕刻装置100的整体稳固性和安全性。另一方面地，容置槽115同样可以将驱动器113和激光雕刻器120二者同外界进行隔离，防止使用者直接接触驱动器113或激光雕刻器120而受到伤害。

进一步地，在本实施例中，挡板114的板面与基座112的表面大致垂直。挡板114为两块且设于基座112的相对的边缘。容置槽115的沿其槽腔的轴心线的方向的两个端部115a均为敞口，这样有利于驱动器113和激光雕刻器120拆卸、安装和检修。

进一步地，激光雕刻器120的轴心线垂直于行走轮111的全部接地点共同所处的平面。即当雕刻装置100在使用过程中，行走轮111于被雕刻物件表面行走时，激光雕刻器120的轴心线与雕刻物件平板面也相互垂直。这样可以保证激光雕刻器120可以对雕刻物件进行准确的雕刻，并且可以最大限度地减小激光雕刻器120在雕刻时的偏差，有助于提高雕刻装置100的雕刻精度。

进一步地，行走轮111包括设于容置槽115相对两侧的第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b，驱动器113包括用于驱动第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b中任意一者的第一驱动单元113a和用于驱动第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b中另一者的第二驱动单元113b。在本实施例中，第一驱动单元113a用于驱动第一行走轮单元111a，第二驱动单元113b用于驱动第二行走轮单元111b。

进一步地，第一驱动单元113a和第二驱动单元113b采用相同的电机，且优选为步进电机。第一驱动单元113a和第二驱动单元113b为相同的电机可以保证雕刻装置100在运动过程中不会出现运动路径的偏差，保证雕刻的准确性。第一驱动单元113a和第二驱动单元113b采用步进电机可以进一步提高雕刻装置100移动的准确性和精度，进一步提高雕刻的精度与准确性。当雕刻装置100需要直线行驶时，第一驱动单元113a和第二驱动单元113b以相同的输出功率带动第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b朝相同方向转动即可。当雕刻装置100需要转弯时，第一驱动单元113a和第二驱动单元113b以不同的输出功率带动第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b朝相同方向转动即可。当雕刻装置100需要原地转弯时，第一驱动单元113a和第二驱动单元113b以相同的输出功率带动第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b朝相反方向转动即可。

进一步地，激光雕刻器120设于第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b之间的中间位置。

通过以上结构设计，行走轮111采用设于基座112相对两侧的第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b的方式进行设置，且激光雕刻器120设于第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b之间的中间位置，当雕刻装置100原地转弯时，可以保证激光雕刻器120的雕刻位置不发生变化，可以避免激光雕刻器120在雕刻装置100原地转弯时发生位移，这样可以保证雕刻出来的图案准确无误，不出现雕刻纹路的偏差，提高雕刻的准确性。

进一步地，第一行走轮单元111a和第二行走轮单元111b均为履带轮且具有与之传动配合的履带118，履带118由防滑材料制成。采用履带轮可以有效增大行走轮111与雕刻物件之间的接触面积，可以有效防止行走轮111出现打滑。若行走轮111出现打滑，则必定会对雕刻精度造成不利影响，以上设计有助于保证雕刻质量。需要说明的是，行走轮111的履带118可以直接利用防滑材料制成，也可以在履带118的与雕刻物件的接触面粘接防滑垫。

进一步地，行走机构110还具有用于封闭容置槽115的盖板116。盖板116呈大致的凹形，盖板116具有由于封闭容置槽115的两个端部115a的端板116a和用于将容置槽115进行盖封的盖封板116b，盖封板116b还具有用于容置并封闭激光雕刻器120的盖封帽116c。

盖板116可完全封闭容置槽115。当盖板116安装完毕时，可以实现容置槽115完全封闭，起到保护和固定作用。当盖板116卸下时，容置槽115完全暴露，便于驱动器113和激光雕刻器120的拆卸和安装。盖板116可以进一步起到保护和稳固激光雕刻器120与驱动器113的作用。

进一步地，雕刻装置100还包括控制器130。控制器130与行走机构110电连接并至少控制行走机构110的运动状态和运动路线，控制器130与激光雕刻器120电连接并至少控制激光雕刻器120的开闭和火力。

在本实施例中，控制器130用于读取图案代码、控制激光雕刻器120的开闭及火力大小并控制行走机构110的运动状态和运动路径。控制器130可读取计算机或存储设备中的雕刻图案代的码，并控制行走机构110运动进而实现控制激光雕刻器120的雕刻轨迹。通过控制行走机构110的运动进而控制雕刻装置100的运动路径，在该过程中同时控制激光雕刻器120的开闭及火力大小，从而实现对材料的雕刻。控制器130使得雕刻装置100可以雕刻出预设的储存图案，使雕刻装置100的适用性进一步提高。

雕刻装置100所能够雕刻的材料的大小以及所能雕刻出的图案的大小不受限制，只要拥有相应大小的雕刻物件，雕刻装置100就可以通过在雕刻物件表面运动来雕刻出相应的图案。

进一步地，控制器130可以采用现有的雕刻设备的控制器，也可以采用数控机床的控制器。例如：采用的主板是Arduino Uno R3并配合使用装载在MKS8825上的DRV8825芯片进行控制。但不仅限于此。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，还可以不设置控制器130，可以通过遥控、线控等外设控制器的方式来实现对雕刻装置100的控制，还可以直接利用手推等方式实现人工直接控制。

进一步地，请继续参阅图1、图2、图3和图4，雕刻装置100还包括用于提供电力的移动电源140，移动电源140可以是车载电池，也可以是其他的可充电电池或者一次性电池。利用移动电源140为雕刻装置100提供电力，可以避免采用插接头从外部引入电能，可以避免由于输电线的拉扯力而导致图案雕刻出现偏差，进一步保证雕刻的精确度。

进一步地，挡板114的远离基座112一端还设置有承载台117，承载台117与基座112大致平行，且承载台117由挡板114朝远离容置槽115的一侧凸出。

进一步地，控制器130和移动电源140均设于承载台117。这样便于对控制器130进行操控和数据导入，也便于对移动电源140进行更换或充电。

雕刻装置100的工作原理是：雕刻装置100通过控制行走机构110运动来实现控制雕刻装置100的运动轨迹，使雕刻装置100的运动轨迹与预设的雕刻图案一致，在雕刻装置100的运动过程中，同时控制激光雕刻器120的开启和火力大小，从而雕刻出预设的图案。较优选地，利用控制器130来读取预设的雕刻图案数据，并利用控制器130来控制行走机构110以及激光雕刻器120，同时还可以利用移动电源140来提供电能。

本实施例提供的雕刻装置100的体积十分紧凑，雕刻装置100体积小、携带方便，使用和收纳时均无需进行安装或拆分，大大减少了使用或搬运时的时间成本与人力成本。其可雕刻的材料大小与雕纹大小不受限制，雕刻装置100可以同时用于雕刻不同大小的雕纹或对不同大小的雕刻物件进行雕刻加工，无需额外购买其他雕刻设备，大大提高了通用性并降低了成本。雕刻装置100本身成本低，使用方便，不受场地限制，无需将雕刻物件运送到专门的加工场所，使雕刻装置100的通用性大大提高。

本实施例还提供一种自动化雕刻系统，其包括上述的雕刻装置100。该自动化雕刻系统可雕刻的材料大小不受限制，可用于雕刻不同大小的雕纹，不受场地限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。