專利名稱：恒定式飛行光路激光切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種激光切割機(jī)，更具體說，它涉及一種恒定式飛行光路激光切 割機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的飛行式光路激光切割機(jī)從激光器出來激光經(jīng)過反射鏡之后到達(dá)加工 工件。其中激光切割頭需要在X、Y方向往復(fù)移動來形成切割圖案，在激光切割的過程當(dāng)中 光程在X、Y方向運動的同時都是在不斷變化的。這個特點決定了光路總的飛行距離隨著 激光切割的運動過程不斷改變。光程的改變就引發(fā)了光在空氣中傳播的損耗值變化。這就 意味著我們在整個切割過程中不能保證每個位置激光輸出強(qiáng)度是一致的，從而影響切割效
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實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種總光程趨于固定值，全幅 面激光能量穩(wěn)定輸出，穩(wěn)定性，精確性，簡便性好的恒定式飛行光路激光切割機(jī)。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。這種恒定式飛行光路激光切割 機(jī)，包括激光發(fā)生器、X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、激光切割頭，還包括光程控制器，所述光 程控制器包括光程左同步輪、光程導(dǎo)軌、光程右同步輪、光程步進(jìn)電機(jī)、光程導(dǎo)軌，光程步 進(jìn)電機(jī)通過光程減速帶輪連接至光程右同步輪，光程左同步輪與光程右同步輪通過套有光 程皮帶同步運動，光程皮帶連接有光程滑車，光程滑車架設(shè)在光程導(dǎo)軌上，光程導(dǎo)軌和光程 皮帶平行，光程滑車上設(shè)有呈90°夾角的第一反射鏡、第二反射鏡，與第二反射鏡平行相對 還設(shè)有第三反射鏡。作為優(yōu)選所述Y軸移動機(jī)構(gòu)包括Y軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸左下同步輪、Y軸左上同步 輪、Y軸右下同步輪、Y軸左導(dǎo)軌、Y軸右導(dǎo)軌、聯(lián)軸器，Y軸步進(jìn)電機(jī)通過Y軸減速帶輪連接 至聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與Y軸右下同步輪通過套有Y軸右皮帶同步運動，聯(lián)軸器還與Y軸左上同 步輪通過同步軸連接，Y軸左上同步輪與Y軸左下同步輪通過套有Y軸左皮帶同步運動，Y 軸左皮帶連接有Y軸左滑車，Y軸左滑車架設(shè)在Y軸左導(dǎo)軌上，Y軸右皮帶連接有Y軸右滑 車，Y軸右滑車架設(shè)在Y軸右導(dǎo)軌上；所述X軸移動機(jī)構(gòu)包括Χ軸左同步輪、X軸右同步輪、X軸步進(jìn)電機(jī)、X軸導(dǎo)軌，其 中X軸步進(jìn)電機(jī)通過X軸減速帶輪連接至X軸右同步輪，X軸左同步輪與X軸右同步輪通 過套有X軸皮帶同步運動，X軸皮帶連接有X軸滑車，X軸滑車架設(shè)在X軸導(dǎo)軌上，X軸導(dǎo)軌 兩端連接至Y軸左滑車和Y軸右滑車，X軸滑車上設(shè)有第五反射與聚焦鏡作為激光切割頭， 與第五反射鏡平行相對還設(shè)有第四反射鏡，所述第四反射鏡與第三反射鏡相互垂直。作為優(yōu)選光程步進(jìn)電機(jī)、X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)均還連接有用于控制的步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。本實用新型的有益效果是通過設(shè)置光程控制器，當(dāng)激光切割頭運行移動導(dǎo)致光程發(fā)生變化時，光程控制器通過光程滑車在光程導(dǎo)軌上移動補(bǔ)償光程變化，使得總光程趨 于恒定，激光功率變化始終保持在以內(nèi)。能夠大大提高激光能量輸出穩(wěn)定性。此系統(tǒng)中 使用計算機(jī)控制，以步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了光程自動調(diào)節(jié)恒定飛行光路系統(tǒng)的設(shè) 計。實驗表明恒定式飛行光路激光切割機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)全幅面激光能量穩(wěn)定輸出。該系統(tǒng)的穩(wěn) 定性，精確性，簡便性具有較高的使用價值。

圖1為本實用新型主示結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型控制部分流程圖；附圖標(biāo)記說明光程步進(jìn)電機(jī)1 ；光程滑車2 ；光程導(dǎo)軌3 ；光程皮帶4 ；光程左同 步輪5 ；聯(lián)軸器6 ；光程減速帶輪7 ；激光發(fā)生器8 ；同步軸9 ；Y軸步進(jìn)電機(jī)10 ；X軸步進(jìn)電 機(jī)11 ;Y軸右滑車12 ；X軸滑車13 ；Y軸左滑車14 ；Y軸左導(dǎo)軌15 ；Y軸右導(dǎo)軌16 ；X軸導(dǎo)軌 17 ；X軸皮帶18 ；Y軸左皮帶19 ；光程右同步輪20 ；X軸右同步輪21 ；Y軸左下同步輪22 ；Y 軸左上同步輪23 ；Y軸右下同步輪24 ；X軸左同步輪25 ；X軸減速帶輪26 ；Y軸右皮帶27 ；Y 軸減速帶輪28 ；激光切割頭29 ；第一反射鏡30 ；第二反射鏡31 ；第三反射鏡32 ；第四反射 鏡33 ；第五反射鏡34 ；聚焦鏡35。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步描述。雖然本實用新型將結(jié)合較 佳實施例進(jìn)行描述，但應(yīng)知道，并不表示本實用新型限制在所述實施例中。相反，本實用新 型將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書限定的本實用新型的范圍內(nèi)的替換物、改進(jìn)型和等同 物。參見圖1至圖2所示，這里介紹的恒定式飛行光路激光切割機(jī)一般用于繡花機(jī)激 光切割，然而應(yīng)知道，本實用新型也可用于其它類似需要輸出激光的設(shè)備。這種恒定式飛行 光路激光切割機(jī)，包括激光發(fā)生器8、Χ軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、激光切割頭29，還包括光 程控制器，所述光程控制器包括光程左同步輪5、光程導(dǎo)軌3、光程右同步輪20、光程步進(jìn) 電機(jī)1、光程導(dǎo)軌3，光程步進(jìn)電機(jī)1通過光程減速帶輪7連接至光程右同步輪20，光程左同 步輪5與光程右同步輪20通過套有光程皮帶4同步運動，光程皮帶4連接有光程滑車2，光 程滑車2架設(shè)在光程導(dǎo)軌3上，光程導(dǎo)軌3和光程皮帶4平行，光程滑車2上設(shè)有呈90°夾 角的第一反射鏡30、第二反射鏡31，與第二反射鏡31平行相對還設(shè)有第三反射鏡32。所述Y軸移動機(jī)構(gòu)包括Υ軸步進(jìn)電機(jī)10、Υ軸左下同步輪22、Υ軸左上同步輪23、 Y軸右下同步輪24、Y軸左導(dǎo)軌15、Y軸右導(dǎo)軌16、聯(lián)軸器6，Y軸步進(jìn)電機(jī)10通過Y軸減 速帶輪28連接至聯(lián)軸器6，聯(lián)軸器6與Y軸右下同步輪24通過套有Y軸右皮帶27同步運 動，聯(lián)軸器6還與Y軸左上同步輪23通過同步軸9連接，Y軸左上同步輪23與Y軸左下同 步輪22通過套有Y軸左皮帶19同步運動，Y軸左皮帶19連接有Y軸左滑車14，Y軸左滑 車14架設(shè)在Y軸左導(dǎo)軌15上，Y軸右皮帶27連接有Y軸右滑車12，Y軸右滑車12架設(shè)在 Y軸右導(dǎo)軌16上。所述X軸移動機(jī)構(gòu)包括Χ軸左同步輪25、Χ軸右同步輪21、Χ軸步進(jìn)電機(jī)11、Χ軸 導(dǎo)軌17，其中X軸步進(jìn)電機(jī)11通過X軸減速帶輪26連接至X軸右同步輪21，Χ軸左同步輪
425與X軸右同步輪21通過套有X軸皮帶18同步運動，X軸皮帶18連接有X軸滑車13，X 軸滑車13架設(shè)在X軸導(dǎo)軌17上，X軸導(dǎo)軌17兩端連接至Y軸左滑車14和Y軸右滑車12， X軸滑車13上設(shè)有第五反射鏡34與聚焦鏡35作為激光切割頭29，與第五反射鏡34平行 相對還設(shè)有第四反射鏡33，所述第四反射鏡33與第三反射鏡32相互垂直并左端對齊安裝 于X導(dǎo)軌墊上。激光發(fā)生器8將激光發(fā)出以后，首先射到第一反射鏡30上形成光路Li，再反射到 第二反射鏡31形成光路L2，再反射到第三反射鏡32形成光路L3，再反射到第四反射鏡33 形成光路L4，再反射到第五反射鏡34形成光路L5。本實用新型中光程步進(jìn)電機(jī)1、Y軸步進(jìn)電機(jī)10、X軸步進(jìn)電機(jī)11為執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 光程皮帶4、X軸皮帶18、Y軸左皮帶19、Y軸右皮帶27為傳動機(jī)構(gòu)，Y軸右滑車12、X軸滑 車13、Y軸左滑車14、光程滑車2為運行機(jī)構(gòu)。光程控制器的運動光程步進(jìn)電機(jī)1帶動光程皮帶4拖動光程滑車2在光程導(dǎo)軌 3上往復(fù)運動，使得設(shè)于光程滑車2上的呈90°夾角的第一反射鏡30、第二反射鏡31形成 的光程Ll和L3的長度對應(yīng)產(chǎn)生變化。激光切割頭29的運動設(shè)有第五反射鏡34作為激光切割頭29的X軸滑車13放 置在X軸導(dǎo)軌17上。X軸導(dǎo)軌17安裝在導(dǎo)軌墊上，導(dǎo)軌墊兩邊分別安裝上小車安裝在兩 側(cè)導(dǎo)軌上。Y軸步進(jìn)電機(jī)10帶動導(dǎo)軌墊進(jìn)行Y向運動。X軸步進(jìn)電機(jī)11與激光切割頭29 安裝在同一導(dǎo)軌墊上，由X軸步進(jìn)電機(jī)11帶動X軸皮帶18拖動X軸滑車13在X軸導(dǎo)軌17 上進(jìn)行X向運動。當(dāng)恒定式飛行光路激光切割機(jī)運行時，隨著激光切割頭29的移動，L4和L5的長度 會發(fā)生變化，這時通過光程滑車在光程導(dǎo)軌上移動使得Ll和L3的長度對應(yīng)產(chǎn)生變化。保 證總光程(固定值)=L1+L2+L3+L4+L5。實驗一在實驗中我們采用900X600幅面現(xiàn)有技術(shù)的飛行光路激光切割機(jī)對A4紙 張進(jìn)行完全切穿實驗。過程中我們始終保持切割速度和激光頻率為固定值。步驟1 在光程最短處(即激光切割幅面左上角)對A4紙做剛好切斷實驗，然后 使用激光功率計測量激光輸出功率為6. OSff0步驟2 在光程居中處(即激光切割幅面的中點處)對A4紙做切割實驗，我們發(fā) 現(xiàn)A4紙切割起始點位置并沒有斷開。使用激光功率計測量激光輸出功率為5. 8W。步驟3 在光程最遠(yuǎn)處(即激光切割幅面右下角)對A4紙做切割實驗，發(fā)現(xiàn)切割 處完全沒有斷開。使用激光功率計測量激光輸出功率為5.6W。實驗二 在實驗中我們采用900X600幅面本實用新型的恒定式飛行光路激光切割 機(jī)對A4紙張進(jìn)行完全切穿實驗。過程中我們始終保持切割速度和激光頻率為固定值。步驟1 在光程最短處(激光切割幅面左上角)對A4紙做切割實驗，我們發(fā)現(xiàn)A4 紙切割起始點位置并沒有斷開。使用激光功率計測量激光輸出功率為6. 071步驟2 在光程居中處(即激光切割幅面的中點處)對A4紙做切割實驗，發(fā)現(xiàn)切 割處完全沒有斷開。使用激光功率計測量激光輸出功率為6. 06ffo步驟3 在光程最遠(yuǎn)處(激光切割幅面右下角)對A4紙做切割實驗，發(fā)現(xiàn)切割處 完全沒有斷開。使用激光功率計測量激光輸出功率為6. 04W。通過實驗對比，我們得出普通飛行光路激光切割機(jī)在900X600的運動范圍內(nèi)激光功率不穩(wěn)定大于7%，而本實用新型的恒定飛行光路激光切割機(jī)激光功率變化始終保持在 以內(nèi)。 具體使用時，如圖2，首先從外部輸入切割圖形文件到PC，PC通過切割軟件將圖形 轉(zhuǎn)換成激光切割程序，再通過PC的鑲?cè)胧桨蹇▽?shù)據(jù)變成電信號傳達(dá)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。 驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)運行。切割軟件即板卡應(yīng)具備3軸聯(lián)動功能，其中X，Y軸來控制切割頭運 動路程。Z軸控制光程控制器運動路程。Z軸的步進(jìn)量Cz始終等于Cz= (Cx+Cy)/2。將此 函數(shù)式鑲?cè)胲浖崿F(xiàn)對Z軸運動的自動編程，實現(xiàn)光程的自動調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求一種恒定式飛行光路激光切割機(jī)，包括激光發(fā)生器(8)、X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、激光切割頭(29)，其特征在于還包括光程控制器，所述光程控制器包括光程左同步輪(5)、光程導(dǎo)軌(3)、光程右同步輪(20)、光程步進(jìn)電機(jī)(1)、光程導(dǎo)軌(3)，光程步進(jìn)電機(jī)(1)通過光程減速帶輪(7)連接至光程右同步輪(20)，光程左同步輪(5)與光程右同步輪(20)通過套有光程皮帶(4)同步運動，光程皮帶(4)連接有光程滑車(2)，光程滑車(2)架設(shè)在光程導(dǎo)軌(3)上，光程導(dǎo)軌(3)和光程皮帶(4)平行，光程滑車(2)上設(shè)有呈90°夾角的第一反射鏡(30)、第二反射鏡(31)，與第二反射鏡(31)平行相對還設(shè)有第三反射鏡(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定式飛行光路激光切割機(jī)，其特征在于所述Y軸移動機(jī)構(gòu)包括Y軸步進(jìn)電機(jī)(10)、Y軸左下同步輪(22)、Y軸左上同步輪 (23)、Y軸右下同步輪(24)、Y軸左導(dǎo)軌(15)、Y軸右導(dǎo)軌(16)、聯(lián)軸器(6)，Y軸步進(jìn)電機(jī) (10)通過Y軸減速帶輪(28)連接至聯(lián)軸器(6)，聯(lián)軸器(6)與Y軸右下同步輪(24)通過 套有Y軸右皮帶(27)同步運動，聯(lián)軸器(6)還與Y軸左上同步輪(23)通過同步軸(9)連 接，Y軸左上同步輪(23)與Y軸左下同步輪(22)通過套有Y軸左皮帶(19)同步運動，Y軸 左皮帶(19)連接有Y軸左滑車(14)，Y軸左滑車(14)架設(shè)在Y軸左導(dǎo)軌(15)上，Y軸右 皮帶(27)連接有Y軸右滑車(12)，Y軸右滑車(12)架設(shè)在Y軸右導(dǎo)軌(16)上；所述X軸移動機(jī)構(gòu)包括Χ軸左同步輪(25)、Χ軸右同步輪(21)、Χ軸步進(jìn)電機(jī)(11)、Χ 軸導(dǎo)軌(17)，其中X軸步進(jìn)電機(jī)(11)通過X軸減速帶輪(26)連接至X軸右同步輪(21)， X軸左同步輪(25)與X軸右同步輪(21)通過套有X軸皮帶(18)同步運動，X軸皮帶(18) 連接有X軸滑車(13)，X軸滑車(13)架設(shè)在X軸導(dǎo)軌(17)上，X軸導(dǎo)軌(17)兩端連接至 Y軸左滑車(14)和Y軸右滑車(12)，X軸滑車(13)上設(shè)有第五反射鏡(34)與聚焦鏡(35) 作為激光切割頭(29)，與第五反射鏡(34)平行相對還設(shè)有第四反射鏡(33)，所述第四反射 鏡(33)與第三反射鏡(32)相互垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒定式飛行光路激光切割機(jī)，其特征在于光程步進(jìn)電機(jī) (1)、X軸步進(jìn)電機(jī)(11)、Y軸步進(jìn)電機(jī)(10)均還連接有用于控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。
專利摘要本實用新型公開了一種恒定式飛行光路激光切割機(jī)，包括激光發(fā)生器、X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、激光切割頭，還包括光程控制器，所述光程控制器包括光程左同步輪、光程導(dǎo)軌、光程右同步輪、光程步進(jìn)電機(jī)、光程導(dǎo)軌，光程步進(jìn)電機(jī)通過光程減速帶輪連接至光程右同步輪，光程左同步輪與光程右同步輪通過套有光程皮帶同步運動，光程皮帶連接有光程滑車，光程滑車架設(shè)在光程導(dǎo)軌上，光程導(dǎo)軌和光程皮帶平行，光程滑車上設(shè)有呈90°夾角的第一反射鏡、第二反射鏡，與第二反射鏡平行相對還設(shè)有第三反射鏡。本實用新型的有益效果是光程控制器通過光程滑車在光程導(dǎo)軌上移動補(bǔ)償光程變化，使得總光程趨于恒定。能夠大大提高激光能量輸出穩(wěn)定性。
文檔編號B23K26/08GK201720610SQ20102028260
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者盧新泉, 向勇 申請人:東陽市雙燕設(shè)備有限公司