一种激光切割打标一体机的制作方法

本实用新型属于激光设备技术领域，尤其涉及一种激光切割打标一体机。

背景技术：

中国现正处于工业化的起步阶段,无论是从国内最发达的长三角、珠三角还是欠发达的内地,基础设施都需要极大的提高,大量的高速铁路、高速公路、机场、桥梁、城建及水利项目等使得工程机械的需求量激增。为了在竞争中处于有利地位,缩短制造周期,提高制造品质, 工程机械厂商在投资建厂和技术改革时都不约而同地将目光集中于高新技术，具有高效自动化高品质的激光切割技术因而越来越受到人们的重视。

紧凑型和组合一体化数控激光切割机随着激光器体积的缩小、功率的增大以及辅助装置的不断完善，出现了把激光器、电源、主机、控制系统和冷却水循环装置等紧密地组合在一起，形成占地面积小、功能完善的整套紧凑型激光切割机。激光打标机是综合激光、光学、精密机械、电子和计算机等技术于一体的机电一体化设备。近年来,随着激光器的可靠性和实用性的提高,加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进,促进了激光打标技术的发展。随着激光打标设备在工业上的运用越来越普遍,对它的研究改进也在不断进行。

平圆模一体机是一种能够切平面木板和弧形木板的设备，然而现有的激光器靠机床移动来实现打标功能，不仅打标速度慢，而且打标效果字体模糊、不清晰。

以上不足，有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种激光切割打标一体机，以解决现有技术中存在的激光打标过程中打标速度慢的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种激光切割打标一体机，包括用于对来料工件进行加工的切割系统以及用于打标的打标系统，所述切割系统与所述打标系统连接；

所述打标系统包括沿光路依次设置的：

激光器，用于提供激光；

激光反射系统，用于对所述激光器的激光进行反射并对所述激光的位置进行调整；

场镜组件，包括场镜，用于对所述来料工件进行打标。

进一步地，所述激光反射系统包括沿光路依次设置的第一反射镜组件、第二反射镜组件以及第三反射镜组件，所述第一反射镜组件设于所述激光器的出光口，所述第三反射镜组件将激光反射至所述场镜；

经所述第一反射镜组件反射至所述第二反射镜组件的激光与经所述第二反射镜组件反射至所述第三反射镜组件的激光所在的平面为第一平面，经所述第二反射镜组件反射至所述第三反射镜组件的激光与经所述第三反射镜组件反射至所述场镜的激光所在的平面为第二平面，所述第一平面与所述第二平面相垂直；

所述激光反射系统还包括角度调整组件，所述角度调整组件与所述第一反射镜组件和所述第二反射镜组件均连接，用于调整所述第一反射镜组件和所述第二反射镜组件的反射角度。

进一步地，所述第一反射镜组件包括第一反射镜基座和第一反射镜，所述第一反射镜固定连接在所述第一反射镜基座上；

所述第二反射镜组件包括第二反射镜基座、第二反射镜以及第二出射口，所述第二反射镜固定连接在所述第二反射镜基座上，所述第二出射口连接在所述第二反射镜基座上且朝向所述第三反射镜组件；

所述第三反射镜组件包括第三反射镜基座、第三反射镜以及第三入射口，所述第三反射镜固定连接在所述第三反射镜基座上，所述第三入射口连接在所述第三反射镜基座上且朝向所述第二出射口。

进一步地，所述角度调整组件包括：

第一振镜，与所述第一反射镜连接，用于调整所述第一反射镜的反射角度；

第二振镜，与所述第二反射镜连接，用于调整所述第二反射镜的反射角度。

进一步地，所述第三反射镜和所述场镜之间还设有聚焦镜片。

进一步地，所述第三反射镜组件与所述场镜组件连接；

所述打标系统还包括第一纵向移动组件，所述第一纵向移动组件与所述场镜组件连接，且可带动所述场镜组件靠近或远离所述来料工件。

进一步地，所述第一纵向移动组件包括：

第一纵向电机；

第一丝杆，沿纵向分布，且与所述第一纵向电机连接；

第一螺母，与所述第一丝杆配合连接，且可沿所述第一丝杆运动，所述第一螺母与所述场镜组件连接；

第一纵向导轨，沿纵向分布且位于所述第一丝杆的一侧，所述场镜组件与所述第一纵向导轨配合连接且可沿所述第一纵向导轨运动。

进一步地，所述切割系统包括：

激光切割组件，与所述激光器连接，用于对所述来料工件进行加工；

横向移动组件，与所述激光切割组件连接，且与所述激光器连接，用于带动所述激光切割组件横向移动；

第二纵向移动组件，与所述激光切割组件连接，用于带动所述激光切割组件靠近或远离所述来料工件。

进一步地，所述横向移动组件包括：

工作机台；

滑轨，固定设于所述工作机台上，且沿所述工作平台的横向设置；

横向移动部，与所述滑轨配合连接且可沿所述滑轨滑动，所述横向移动部与所述激光切割组件连接；

伺服电机，设于所述工作机台的一端，且与所述横向移动部连接。

本实用新型提供的一种激光切割打标一体机的有益效果在于：

（1）由于设置了切割系统和打标系统，从而可以在对来料工件进行加工的同时对来料工件进行打标，操作简单，加工流程更加简单方便，提高加工效率。

（2）现有的激光切割打标机在进行打标时，打标系统需要通过机床在X方向和Y方向的移动来运动到打标位置，不仅打标速度慢、打标效果差，而且由于移动机构在带动打标系统移动时负载重、行程小，因而移动机构的寿命会大大降低，进而使得激光切割打标机的整体寿命降低。本实施例的激光切割打标一体机通过激光反射系统对激光器的激光进行反射并对激光的位置进行调整，避免了在打标过程中对整个打标系统的X方向和Y方向移动，不仅大大提高了打标速度，改善了打标效果，而且延长了激光切割打标一体机的整体寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的打标系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的激光反射系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的横向移动组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的激光切割打标一体机的第二纵向移动组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的激光打标方法的流程示意图。

其中，图中各附图标记：

1-切割系统；11-激光切割组件；110-保护罩；12-横向移动组件；121-滑轨；122-横向移动部；123-伺服电机；13-第二纵向移动组件；131-第二纵向电机；132-第二丝杆；133-第二螺母；134-第二纵向导轨；

2-打标系统；21-激光器；22-激光反射系统；221-第一反射镜组件；2211-第一反射镜基座；2212-第一反射镜；222-第二反射镜组件；2221-第二反射镜基座；2222-第二反射镜；2223-第二出射口；223-第三反射镜组件；2231-第三反射镜基座；2232-第三反射镜；2233-第三入射口；23-场镜组件；231-场镜；232-场镜盖体；233-场镜连接件；24-第一纵向移动组件；241-第一纵向电机；242-第一丝杆；243-第一螺母；244-第一纵向导轨；

3-外壳系统。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

图1至图6为本实施例提供的一种激光切割打标一体机的结构示意图，图7为本实施例提供的一种激光打标方法的流程示意图。

请参阅图1至图4，一种激光切割打标一体机，包括用于对来料工件进行加工的切割系统1以及用于打标的打标系统2，切割系统1与打标系统2连接；打标系统2包括沿光路依次设置的激光器21、激光反射系统22以及场镜组件23，其中激光器21用于提供激光；激光反射系统22用于对激光器21的激光进行反射并对激光的位置进行调整；场镜组件23包括用于对来料工件进行打标的场镜231。

在本实施例中，为了描述方便，定义来料工件的运动方向为Y方向，横向运动方向为X方向，纵向运动方向为Z方向，X方向、Y方向与Z方向相互垂直。

本实施例提供的一种激光切割打标一体机的工作原理为：

首先，来料工件沿Y方向输送至工件加工区；

然后，打标系统2对来料工件进行打标：激光器21发射的激光经过激光反射系统22反射后到达场镜组件23的场镜231处，通过场镜231后出射，从而对来料工件进行打标；

然后，通过切割系统1对来料工件进行加工，从而可以获得经过加工和打标的工件。

本实施例提供的一种激光切割打标一体机的有益效果为：

（1）由于设置了切割系统1和打标系统2，从而可以在对来料工件进行加工的同时对来料工件进行打标，操作简单，加工流程更加简单方便，提高加工效率。

（2）现有的激光切割打标机在进行打标时，打标系统需要通过机床在X方向和Y方向的移动来运动到打标位置，不仅打标速度慢、打标效果差，而且由于移动机构在带动打标系统移动时负载重、行程小，因而移动机构的寿命会大大降低，进而使得激光切割打标机的整体寿命降低。本实施例的激光切割打标一体机通过激光反射系统22对激光器21的激光进行反射并对激光的位置进行调整，避免了在打标过程中对整个打标系统的X方向和Y方向移动，不仅大大提高了打标速度，改善了打标效果，而且延长了激光切割打标一体机的整体寿命。

在一个实施例中，激光切割打标一体机还包括主控系统，切割系统1和用于打标的打标系统2均与主控系统连接，从而可以通过主控系统对切割系统1以及打标系统2进行控制。具体地，激光器21与主控系统连接，从而可以通过主控系统控制激光器21的工作状态；激光反射系统22与主控系统连接，从而可以通过主控系统控制激光反射系统，进而对激光的位置进行调整。激光器21为射频打标激光器，例如可为轴快流二氧化碳（CO2）激光器，从而满足切割和打标要求，且大大降低了激光器的使用成本。

请参阅图4，进一步地，激光反射系统22包括沿光路依次设置的第一反射镜组件221、第二反射镜组件222以及第三反射镜组件223，第一反射镜组件221设于激光器21的出光口，第三反射镜组件223将激光反射至场镜231。经第一反射镜组件221反射至第二反射镜组件222的激光与经第二反射镜组件222反射至第三反射镜组件223的激光所在的平面为第一平面，经第二反射镜组件222反射至第三反射镜组件223的激光与经第三反射镜组件223反射至场镜231的激光所在的平面为第二平面，第一平面与第二平面相垂直。激光反射系统22还包括角度调整组件，角度调整组件与第一反射镜组件221和第二反射镜组件222均连接，用于调整第一反射镜组件221和第二反射镜组件222的反射角度，从而可以调整激光通过场镜231输出后在X方向和Y方向的位置，避免了对整个打标系统的X方向和Y方向移动。

请参阅图4，在一个实施例中，第一反射镜组件221包括第一反射镜基座2211和第一反射镜2212，第一反射镜2212固定连接在第一反射镜基座2211上。第二反射镜组件222包括第二反射镜基座2221、第二反射镜2222以及第二出射口2223，第二反射镜2222固定连接在第二反射镜基座2221上，第二出射口2223连接在第二反射镜基座2221上且朝向第三反射镜组件223。第三反射镜组件223包括第三反射镜基座2231、第三反射镜2232以及第三入射口2233，第三反射镜2232固定连接在第三反射镜基座2231上，第三入射口2233连接在第三反射镜基座2231上且朝向第二出射口2223。

激光器21发射的激光经第一反射镜2212反射后到达第二反射镜2222，并经第二反射镜2222反射后从第二出射口2223出射、并到达第三反射镜2232，并经第三反射镜2232反射后从第三入射口2233出射至场镜231处。通过设置三个反射镜（包括第一反射镜2212、第二反射镜2222和第三反射镜2232），从而可以改变激光的出射路径，使得激光按照预设要求出射，拓展了打标系统的使用场景。

进一步地，角度调整组件包括第一振镜和第二振镜，第一振镜与第一反射镜2212连接，用于调整第一反射镜2212的反射角度；第二振镜与第二反射镜2222连接，用于调整第二反射镜2222的反射角度。通过设置第一振镜和第二振镜，可以调整第一反射镜组件221和第二反射镜组件222的反射角度，从而可以调整激光通过场镜231输出后在X方向和Y方向的位置，满足打标要求，避免了对整个打标系统的X方向和Y方向移动。

在一个实施例中，第三反射镜2232和场镜231之间还设有聚焦镜片，从而可以对激光进行聚焦，有利于形成一个强有力的光点。场镜231可以将激光在整个打标平面内形成均匀大小的聚焦光斑，从而可以解决打标系统2中激光穿过聚焦镜片后会产生离轴偏转现象，改善打标效果。

在一个实施例中，第三反射镜2232和场镜231之间还设有扩束镜，可以减小激光的发散角，有利于改善打标质量。

请参阅图3，在一个实施例中，场镜组件23还包括场镜盖体232和场镜连接件233，场镜231设于场镜盖体232内且朝向来料加工，场镜连接件233与场镜盖体232连接。

进一步地，第三反射镜组件223的第三反射镜基座2231与场镜组件23的场镜盖体232连接，从而使得第三反射镜组件223可随着场镜组件23的移动而移动。打标系统2还包括第一纵向移动组件24，第一纵向移动组件24与场镜组件23连接，且可带动场镜组件23靠近或远离来料工件，从而使得场镜231的位置调整更加灵活。

请参阅图3，在一个实施例中，第一纵向移动组件24包括用于提供驱动力的第一纵向电机241、第一丝杆242、与第一丝杆242配合连接的第一螺母243以及第一纵向导轨244，第一丝杆242沿纵向（即Z方向）分布且与第一纵向电机241连接，第一螺母243可沿第一丝杆242运动，且第一螺母243与场镜组件23的场镜连接件233连接，从而可带动场镜组件23沿纵向移动。第一纵向导轨244沿纵向分布且位于第一丝杆242的一侧，场镜组件23的场镜盖体232与第一纵向导轨244配合连接且可沿第一纵向导轨244运动。优选地，第一纵向电机241与主控系统连接，从而通过主控系统进行控制。第一纵向导轨244的数量为两个，两个第一纵向导轨244平行排列，且均与场镜盖体232配合连接，从而确保场镜盖体232移动时更加平稳。

请参阅图5和图6，进一步地，切割系统1包括激光切割组件11、用于带动激光切割组件11横向移动（即沿X方向）的横向移动组件12以及用于带动激光切割组件11靠近或远离来料工件（即沿Z方向）的第二纵向移动组件13，激光切割组件11与激光器21连接，从而可以将激光器21发射的激光用于对来料工件进行加工；横向移动组件12与激光切割组件11连接，且与激光器21连接；第二纵向移动组件13与激光切割组件11连接。在本实施例中，横向移动组件12与打标系统2连接，从而可带动打标系统2移动。激光切割组件11上还套设有保护罩110，从而可以对激光切割组件11起到保护作用。激光切割组件41包括沿光路设置的光纤激光器、激光头以及设于激光头中的聚焦镜片，光纤激光器产生的激光通过光纤传输到激光头，然后通过激光头中的聚焦镜片将光斑进行聚焦（例如可以聚焦到0.71mm），然后出射对来料工件101进行加工，从而可以在平面木板和圆弧木板上切割出相应的产品图形。

进一步地，横向移动组件12包括工作机台、滑轨121、横向移动部122以及伺服电机123，滑轨121固定设于工作机台上，且沿工作平台的横向（即X方向）设置；横向移动部122与滑轨121配合连接且可沿滑轨121滑动，横向移动部122与激光切割组件11连接；伺服电机123设于工作机台的一端，且与横向移动部122连接。在工作时，伺服电机123驱动横向移动部122沿滑轨121运动，从而带动与横向移动部122连接的激光切割组件11沿X方向移动。

进一步地，伺服电机123与主控系统连接，从而可以通过主控系统对伺服电机123的工作状态进行控制，进而可以对激光切割组件11的运动状态进行控制。第二向移动组件13与主控系统连接，从而可以通过主控系统对第二纵向移动组件13的工作状态进行控制，进而可以对激光切割组件11的运动状态进行控制。

在一个实施例中，第二向移动组件13包括用于提供驱动力的第二纵向电机131、第二丝杆132、与第二丝杆132配合连接的第二螺母133以及第二纵向导轨134，第二丝杆132沿纵向（即Z方向）分布且与第二纵向电机131连接，第二螺母133可沿第二丝杆132运动，且第二螺母133与激光切割组件11的连接件连接，从而可带动激光切割组件11沿纵向移动。第二纵向导轨134沿纵向分布且位于第二丝杆132的一侧，激光切割组件11的连接件与第二纵向导轨134配合连接且可沿第二纵向导轨134运动。优选地，第二纵向导轨134与主控系统连接，从而通过主控系统进行控制。第二纵向导轨134的数量为两个，两个第二纵向导轨134平行排列，且均与激光切割组件11的连接件配合连接，从而确保激光切割组件11移动时更加平稳。

请参阅图1和图2，在一个实施例中，激光切割打标一体机还包括外壳系统3，打标系统2和切割系统1均设于外壳系统3中，从而可以对打标系统2和切割系统1起到很好的保护作用，且整体结构更加美观。打标系统2的场镜组件23和切割系统的激光切割组件11从外壳系统3中延伸出，从而可以对来料工件进行打标和加工。

请参阅图7，本实施例的目的还在于提供一种激光打标方法，包括：

步骤S11：运行打标预设文件：激光切割打标一体机存储打标预设文件并运行打标预设文件；

步骤S12：位置调整：第一纵向移动组件带动场镜组件运动到预设位置，同时角度调整组件将第一反射镜和第二反射镜的反射角度调整到预设位置；

步骤S13：激光器工作：激光器的激光通过场镜后对来料工件进行打标。

进一步地，在进行激光打标时，打标系统的各个部件均通过主控系统进行控制，例如：

在步骤S11中，通过主控系统存储打标预设文件并运行打标预设文件。

在步骤S12中，第一纵向移动组件的第一纵向移动组件的第一纵向电机通过主控系统控制工作状态，从而可以调节打标系统的场镜相对来料工件在竖直方向（Z方向）的位置；第一振镜和第二振镜通过主控系统进行控制，可以调整第一反射镜组件221和第二反射镜组件222的反射角度，从而可以调整激光通过场镜231输出后在X方向和Y方向的位置。

在步骤S13中，通过主控系统对激光器的工作状态进行控制，从而可以对来料工件进行打标。

现有的激光切割打标机在进行打标时，打标系统需要通过机床在X方向和Y方向的移动来运动到打标位置，不仅打标速度慢、打标效果差，而且由于移动机构在带动打标系统移动时负载重、行程小，因而移动机构的寿命会大大降低，进而使得激光切割打标机的整体寿命降低。本实施例的激光切割打标一体机通过激光反射系统对激光器的激光进行反射并对激光的位置进行调整，避免了在打标过程中对整个打标系统的X方向和Y方向移动，不仅大大提高了打标速度，改善了打标效果，而且延长了激光切割打标一体机的整体寿命。

进一步地，在步骤S13后还包括：

在步骤S14：来料工件加工：通过切割系统对来料工件进行加工，从而获得满足要求的工件。

在一个实施例中，步骤S14具体为：通过主控系统对横向移动组件和纵向移动组件进行控制，使得横向移动组件带动激光切割组件横向移动（X方向）移动到相应位置，纵向移动组件带动激光切割组件纵向移动（Z方向）移动到相应位置，然后主控系统控制激光器工作，从而按照预设要求对来料工件进行加工，切割得到所需的工件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。