一种激光雕刻机的制作方法

本实用新型涉及激光雕刻技术领域，具体的说是涉及一种新型的激光雕刻机。

背景技术：

激光雕刻机是一种能有效提高雕刻效率，使被雕刻处表面光滑、圆润，迅速地降低被雕刻的非金属材料的温度并减少被雕刻物的形变和内应力的机械设备；其可广泛地用于对纸张、硬纸板、木板、薄膜片、各类胶带材料、无尘布、泡棉、亚克力、有机玻璃、纤维板、水晶、石英、玉石、陶瓷、橡皮、塑胶、皮革、布及其它织物、服饰辅料等非金属材料进行精细雕刻的领域，如学校教学、科研开发、工艺礼品等领域。

目前激光雕刻机一般包括机架、X、Y方向扫描机构、激光主控电源、激光发生器、绘图仪和激光头等，甚至有的激光雕刻机还有载物台，载物台下方设置有升降机构，Z轴驱动电机调节载物台升降，以实现不同高度的材料的切割和雕刻的使用需求。

但是需要说明的是，现有的激光雕刻机还存在下述问题：

1、激光主控电源无安全保护措施。

2、无自动定位校准。

3、不可更换激光头为其它雕刻设备，如铅笔等。

4、不可实现Z向空间调整雕刻设备如铅笔起抬，实现落笔可控。

技术实现要素：

鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种新型的激光雕刻机，该激光雕刻机具有使用安全、操作简单、调整灵活等优点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：

一种激光雕刻机，其特征在于，包括：

设置有工作台的支架；

被设置于所述支架上的Y方向执行机构，所述Y方向执行机构包括被相对设置于所述支架两侧的Y轴导轨、被设置于所述Y轴导轨上的横梁以及驱动所述横梁沿所述Y轴导轨进行往复运动的Y轴驱动电机；

被设置于所述横梁上的X方向执行机构，所述X方向执行机构包括被设置于所述横梁上的X轴导轨以及X轴驱动电机；

被设置于所述横梁上的激光发射机构，所述激光发射机构包括被设置于所述横梁上，且由所述X轴驱动电机驱动其沿所述X轴导轨进行往复运动的雕刻元件；

被设置为所述雕刻元件与所述横梁的连接结构的Z方向执行机构；

以及被设置于所述支架上，用于控制激光雕刻机的工作过程的控制器，所述控制器包括中央处理电路、与所述中央处理电路相连接的电源驱动板、与所述中央处理电路相连接的信号处理板以及供电电源。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述雕刻元件为激光头。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述激光头被可拆卸设置于所述横梁上，且能够被画笔组件替换。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述中央处理电路包括主控芯片、与所述主控芯片相连接的通信子电路、与所述主控芯片相连接的电机驱动子电路、以及与所述主控芯片相连接的激光头驱动子电路。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述控制器还包括控制激光头驱动子电路的电源通断的电源控制电路。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述电源控制电路为RFID卡读卡器电路。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述Z方向执行机构包括能够使得所述雕刻元件沿着Z轴方向进行往复运动的安装板以及驱动雕刻元件在安装板上沿着Z轴方向进行往复运动的Z轴驱动电机。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过对激光头设置电源控制电路，以使得本实用新型的激光主控电源具备安全保护电路，进而防止了操作者因误操作被激光灼伤；

2、本实用新型通过设置X轴、Y轴、Z轴3个方向的执行机构，实现整个立体空间的精准雕刻，且归零触点实现激光雕刻机定位校准，保证了雕刻图文线条清晰，雕刻精确；

3、且雕刻元件自由在激光头与其它雕刻设备，如铅笔间进行拆卸更换，方便教学及科研应用。

附图说明

图1：为本实用新型结构示意图；

图2：为图1的仰视结构示意图；

图3：为图1的侧视结构示意图；

图4：为本实用新型控制器电路结构示意图；

图5为本实用新型控制器内的供电电源电路结构示意图；

图6为本实用新型控制器内的主控芯片电路结构示意图；

图7为本实用新型控制器内的通信子电路的电路结构示意图；

图8为本实用新型控制器内的电机驱动子电路的电路结构示意图；

图9为本实用新型控制器内的激光头驱动子电路的电路结构示意图。

图中：1、支架，2、工作台，3、Y轴导轨，4、横梁，5、Y轴驱动电机，6、X轴导轨，7、X轴驱动电机，8、雕刻元件，9、控制器，10、安装板，11、Z轴驱动电机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1-图4所示，本实用新型所述的激光雕刻机，其包括：支架1、X方向执行机构、Y方向执行机构、激光发射机构、Z方向执行机构以及控制器9；

其中，所述支架1设置有作为雕刻操作台的工作台2；

所述Y方向执行机构被设置于所述支架上，其包括被相对设置于所述支架两侧的Y轴导轨3、被设置于所述Y轴导轨3上的横梁4以及驱动所述横梁沿所述Y轴导轨进行往复运动的Y轴驱动电机5，其优选采用步进电机；

所述X方向执行机构被设置于所述横梁上，其包括被设置于所述横梁4上的X轴导轨6以及X轴驱动电机7，其优选采用步进电机；

所述激光发射机构被设置于所述横梁上，其包括被设置于所述横梁4上，且由所述X轴驱动电机7驱动其沿所述X轴导轨6进行往复运动的雕刻元件8；作为本实用新型优选，考虑到教学应用的方便性，所述雕刻元件8为激光头或者画笔组件如铅笔或者其他雕刻设备，且所述雕刻元件被可拆卸设置于所述横梁上；

所述Z方向执行机构被设置为所述雕刻元件与所述横梁的连接结构；其包括能够使得所述雕刻元件沿着Z轴方向进行往复运动的安装板10以及驱动雕刻元件在安装板上沿着Z轴方向进行往复运动的Z轴驱动电机11，其优选采用步进电机；通过所述Z方向执行机构的Z轴驱动电机实现在Z向空间调整雕刻设备如铅笔起抬，实现落笔可控；

以及被设置于所述支架1上，用于控制激光雕刻机的工作过程的控制器9，所述控制器包括中央处理电路、与所述中央处理电路相连接的电源驱动板、与所述中央处理电路相连接的信号处理板以及供电电源。

进一步地，作为本实用新型优选，

为保证激光雕刻机在教学使用过程中的安全性，需要设定激光头电源控制机制即设置开启激光头电源的控制电路；以保证主控电路上电必须要收到控制电路的信号，激光头才可打开；则基于上述设计原理，如图5-图9所示，所述中央处理电路包括主控芯片、与所述主控芯片相连接的通信子电路、与所述主控芯片相连接的电机驱动子电路、与所述主控芯片相连接的激光头驱动子电路以及控制激光头驱动子电路的电源通断的电源控制电路。进一步地，作为本实用新型优选实例，所述电源控制电路为RFID卡读卡器电路，这样的电路结构保证了操作者(教师)需使用RFID卡读卡器刷卡开启激光头电源，当控制器的主控芯片-CPU接收到读卡器读到正确的ID卡命令，CPU将控制激光头驱动子电路的电源所对应的的继电器吸合，完成激光头的上电操作。进一步的，如图5-图9所示实例上述，电源、主控芯片、通信子电路或称为通讯端口电路、电机驱动子电路都是开源的，且在激光头驱动子电路预留一个输入引脚，实现通过输入高低电平来判断是否开启激光头的目的，同时RFID卡读卡器电路是用一片STM8芯片来控制读写卡芯片MF522，STM8芯片的输出端口即为电源、地和两个IO输出口(一用一备)，其用于控制两个IO输出中的一个连接激光头驱动子电路所预留的输入引脚。

进一步地，作为本实用新型优选，

所述工作台上设置有用于实现激光雕刻机定位校准的归零触点。

所述激光雕刻机的工作过程为：操作者通过电源控制电路控制控制激光头驱动子电路的电源连通，完成激光雕刻机上电，激光雕刻机上电后雕刻元件自动回归原点，控制器自动检测归零触点，并记录原点；然后依次完成X轴及Y轴定位校准操作即完成Y轴及X轴最小量程到最大量程的测量，并自动归零实现自动定位校准；同时激光雕刻机通过数据线与上位机电脑相连，在上位机电脑选定需要输入的雕刻图案后向控制器输出相应的控制信号，经由信号处理板处理后，控制器控制X轴驱动电机、Y轴驱动电机、Z轴驱动电机，进行相应的雕刻；并在雕刻过程中，调整雕刻设备(激光头或铅笔)的X、Y位置及Z轴高度，实现精准雕刻。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。