步进驱动激光雕刻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及对现有激光雕刻机的改进，是一种步进驱动激光雕刻机。
【背景技术】
[0002]1938年国际第一台手动雕刻机在法国嘉宝面世，1950年嘉宝出产出国际第一台真实的电动、可缩放份额手动雕刻机。随后美国日本和法国等国家也开端研发。20世纪90年代跟着微电子技术的日新月异，直接推进微型计算机疾速开展，微电子技术和微型计算机技术带动全部高技术集体飞速开展，从而使雕刻机产生了质的腾跃。雕刻机完结从2D -2-5D - 3D加工的变革，功用完善、功能安稳、外型美观、代价合理变成雕刻机研发基本要求。国外的雕刻机，如美国雕霸、法国嘉宝和日本御牧是此职业突出，但报价十分贵重。内地这几年也开展雕刻机如北京精雕、上海啄木鸟等等，但报价也一样不菲，当前通常像无收入的学生自个自己买一台还对比费劲。
[0003]现目前市场上较为常见的雕刻机在进行加工工作时，由电机驱动丝杆转动，从而推动激光头或者称为激光模组沿着X轴、Y轴、Z轴的轴向移动，通过X、Y轴的轴向移动联动控制和Z轴的下刀完成雕刻的加工工作。较为常见的机架结构有着龙门式，有卧式雕刻机，它们价传动方式大同小异，就是丝杆传动。这种机构的雕刻构结构上较为复杂，造价高，运动机件均多，发生故障的机率较大。有必要进行一定的改进，以降低制造成本，提高工作性能。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是针对上述雕刻机存在的问题，提出一种结构精简、雕刻精度高，造价低的步进驱动激光雕刻机，以克服现有技术的不足。
[0005]本实用新型提出的这种步进驱动激光雕刻机，它有机座、机架、激光模组、X轴、Y轴和步进电机，其特征在于机架固定在机座上，X轴安装在Y轴滑动架上，激光模组安装在X轴上左右移动；￥轴活动架安装在Y轴上前后移动；丫轴固定在机架上，激光模组和Y轴活动架均由步进电机通过各自的同上轮和同步带带动分别作X轴向和Y轴向的移动，X轴上的同步带和Y轴上同步带的两端分别固定在各自所在轴的两端，带齿与同步轮嗤合传动；激光模组的激光开关、X轴上和Y轴上的步进电机均由计算机自动控制。
[0006]X轴和Y轴上的的同步轮左右两边自有一个稳压滑轮，同步带绕过同步轮啮合传动的同时，两稳压滑轮将同步带压帖于各自的轴上，以保证传动的精准性。
[0007]Y轴为两根固定在机架上的平行轴，Y轴活动架由左右两块对称的活动板构成，X轴固定在两活动板间，两活动板上各安装一组同步带和步进电机，以保持Y轴方向运动的平衡性。
[0008]两活动板上还安装在轴承滑轮，以进一步保证活动板在Y轴上的运动平衡。
[0009]激光模组安装在X轴活动架上，X轴活动架还安装有同步轮、稳压滑轮和同步电机。
[0010]两根Y轴固定在机架上的Υ轴前前、后两支架上。
[0011]本实用新型是这样工作的:
[0012]Υ轴、X轴和激光模组由装在控制软件的电脑控制动作，需要雕刻的工作固定在工作台上，而工作台又固定在机座上不动，将需要雕刻的图案文件输入电脑，电脑便在雕刻控制软件的控制下一步一步地执行，各步进电机和激光模组会自动按照电脑的指令完成每一步Υ轴向和X轴向需要移动的距离，以及Ζ轴向上的激光开或者关。程序执行完后，便在工件上形成了所需的图案。
[0013]本实用新型将传统雕刻机的电机丝杆传动改为同步带和同步轮的传动，不仅移动的精度得到了更好的保证，还极大地精简了传动机件，节省了材料，降低了成本。由于同步带是现有成熟技术，传动精确，结构轻巧，安装、使用，以及拆卸维修均十分方便，这些结构能够更好地实现与现有计算机控制软件的结合，产生更精准的雕刻效果。
【附图说明】
[0014]图1是现有丝杆传动式雕刻机结构示意立体图。
[0015]图2是本实用新型的立体结构示意图(省略了机座和工作台)。
[0016]图3是本实用新型Υ轴、Υ轴活动架、步进电机、同步带和同步轮集成主视图。
[0017]图4是本实用新型Υ轴、Υ轴活动架、步进电机、同步带和同步轮集成左视图
[0018]图2-4中，各零部件的标号如下:
[0019]l-Υ轴向梁；2- Υ轴滑动架；3- M6X15mm内六角螺栓；4_步进电机；5-支脚；6_Y轴；7-Υ轴后支架；8-M5X40mm内六角；9_轴承滑轮；10_M5螺母；ll-M5X25mm内六角螺栓；12-Y轴前支架；13_同步轮；14_同步带；15-Μ3圆机螺丝；16-稳压滑轮；17_Χ轴向梁；18-激光模组；19-Χ轴;20_机架;21-20Χ20角码;22_Χ轴活动架。
[0020]图2中标号为4的步进电机代表Υ轴和X轴上全部的步进电机；标号为16的稳压滑轮代表全部的稳压滑轮；标号为14的同步带代表全部的同步带。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面结合附图进一步描述本实用新型。
[0022]现有丝杆传动雕刻机的结构如图1所示。此处不赘述。
[0023]如图2-4所示，机架20由四个支脚5、Υ轴向梁1、Χ轴向梁17等零部件组成，机架与现有的雕刻机基本相同。Υ轴6为两根固定在机架上的平行轨道，在此平行轨道上安装Υ轴活动架2，Υ轴活动架2由两块活动板组成，两活动板间固定X轴19。X轴与Υ轴为同样的材料。在X轴上安装X轴活动架22，Υ轴活动架的左右两边和X轴活动架上各安装一组步进电机、同步轮和稳压滑轮，并安装上同步带14。如上所述，同步带的两端固定在机X轴和Υ轴上不动，同步轮在步进电机带动下转动，进而与同步带嗤合传动，X轴活动架和Υ轴活动架便在轨道上移动。
[0024]激光模组18可以称作激光头，它安装在X轴活动架上，本例的激光模组不作上下移动，相当于取消了 Ζ轴方向的运动。这种设计对于雕刻印章之类的工作来说已经足够。当然本实用新型不排斥在X轴向活动架上再安装一个Ζ轴向活动架，将激光模组安装在Ζ轴向活动架上，使具备Ζ轴方向的移动功能，这样便能雕刻立体作品了。
[0025]其余未提及的零部件及标号如上所述。
[0026]本实用新型的这种步进驱动激光雕刻机，全部的步进电机和激光模组的激光开关全部由计算机或者控制芯片控制，计算机安装现有成熟的雕刻软件，如将Arduino nanov3.0 ATMEGA328P作为核心控制芯片，A4988 DM0S微步驱动器作为步进电机驱动器。激光灼烧雕刻过程通过标准G代码进行编程控制。本设计中将G代码中Z轴负方向移动代码替换为激光模组激光开启(M3)，Z轴正方向移动替换为激光模组关闭(M5)来实现激光开启、关闭的控制。通过带传动的方式使激光模组能够在X轴和Y轴方向是做一个正方向、负方向的来回运动；通过X方向Y方向的联动控制和激光模组的配合完成雕刻灼烧过程，而激光模组选用405nm500mw蓝紫光激光发射器。整个系统由一个5V电源模块和一个12V电源模块供电。
[0027]本机在传统意义雕刻机的基础上进行改进，通过传动装置上改进将传统的丝杆滑块传动方式替换为了同步带同步轮搭配的一种新的传动方式，在此基础上节约制作成本，同样能够完成雕刻机在工作过程中所需要的轴向移动。
【主权项】
1.一种步进驱动激光雕刻机，它有机座、机架、激光模组、X轴、Y轴和步进电机，其特征在于机架固定在机座上，X轴安装在Y轴滑动架上，激光模组安装在X轴上左右移动；￥轴活动架安装在Y轴上前后移动4轴固定在机架上，激光模组和Y轴活动架均由步进电机通过各自的同上轮和同步带带动分别作X轴向和Y轴向的移动，X轴上的同步带和Y轴上同步带的两端分别固定在各自所在轴的两端，带齿与同步轮啮合传动；激光模组的激光开关、X轴上和Y轴上的步进电机均由计算机自动控制。2.根据权利要求1所述步进驱动激光雕刻机，其特征在于X轴和Y轴上的同步轮左右两边自有一个稳压滑轮，同步带绕过同步轮啮合传动的同时，两稳压滑轮将同步带压帖于各自的轴上。3.根据权利要求1所述步进驱动激光雕刻机，其特征在于Y轴为两根固定在机架上的平行轴，Y轴活动架由左右两块对称的活动板构成，X轴固定在两活动板间，两活动板上各安装一组同步带和步进电机。4.根据权利要求3所述步进驱动激光雕刻机，其特征在于两活动板上安装有轴承滑轮。5.根据权利要求1所述步进驱动激光雕刻机，其特征在于激光模组安装在X轴活动架上，X轴活动架还安装有同步轮、稳压滑轮和同步电机。6.根据权利要求1所述步进驱动激光雕刻机，其特征在于两根Y轴固定在机架上的Y轴前、后两支架上。
【专利摘要】本实用新型是一种步进驱动激光雕刻机，它有机座、机架、激光模组、X轴、Y轴和步进电机，机架固定在机座上，X轴安装在Y轴滑动架上，激光模组安装在X轴上左右移动；Y轴活动架安装在Y轴上前后移动；Y轴固定在机架上，激光模组和Y轴活动架均由步进电机通过各自的同上轮和同步带带动分别作X轴向和Y轴向的移动，X轴上的同步带和Y轴上同步带的两端分别固定在各自所在轴的两端，带齿与同步轮啮合传动；激光模组的激光开关、X轴上和Y轴上的步进电机均由计算机自动控制。本实用新型将传统雕刻机的电机丝杆传动改为同步带传动，移动精度得到保证，精简了传动机件，节省了材料，降低了成本。采用成熟的同上涨幅度带使得传动精准，结构轻巧，安装、使用，以及拆卸维修均十分方便，能够更好地实现与现有计算机控制软件的结合，雕刻效果更好。
【IPC分类】B23K26/08, B23K26/362
【公开号】CN205032855
【申请号】CN201520711639
【发明人】王鸿钧, 付俊森, 张文斌, 苏艳萍, 郭德伟, 俞利宾, 闵洁, 吴昊, 普亚松
【申请人】红河学院
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月15日