教學型雷射雕刻切割機的製作方法

2023-04-26 19:18:01

本發明涉及一種雷射雕刻切割機，具體涉及一種教學型雷射雕刻切割機。

背景技術：

隨著科技的發展，雷射雕刻切割日益成熟，在航空航天設備、船舶製造、儀器儀表、機電產品、汽車製造等行業中廣泛應用。雷射雕刻加工就是將高能量的雷射束，投射到材料表面，利用雷射產生的熱效應，在材料表面產生清晰圖案的雷射加工過程，它是雷射加工方式中的一種。雷射雕刻加工按加工效果一般分為如下兩種：1、雷射雕刻線條加工，利用雷射束在材料表面產生清晰的線條效果的加工方法；2、雷射切割加工，將雷射束投到物體表面進行切割、雕花，做精美的工藝品和紙制禮品比較多。

但是，由於目前市場上的雷射雕刻切割機體積龐大、價格昂貴，在教學中無法實物展示，學生們無法直觀、真切地觀看雷射雕刻切割機的運行，降低學生學習的積極性。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種教學型雷射雕刻切割機，本雕刻切割機體積小，便於搬運，用於教學中的演示設備，不僅能增加學生學習的積極性，且有利於學生更直觀的觀察設備的運行情況，增加實踐能力，本雕刻切割機高精度雕刻和切割，加工質量好、使用簡便。

為了達到上述目的，本發明採取的技術方案：

教學型雷射雕刻切割機，包括底座，所述底座的後方設有一雷射發射器，所述底座四角的上方均設有一豎向設置的支撐杆，位於同一側的兩支撐杆的頂端之間連接有一y軸圓杆，兩y軸圓杆上均套設有可沿其直線滑動的y軸直線導軌，所述y軸直線導軌與y軸同步帶連接，所述y軸同步帶與位於底座上的y軸電機連接；所述y軸直線導軌上設有一橫向設置的x軸支撐板，所述x軸支撐板的兩側均設有一x軸圓杆，兩x軸圓杆上均套設有可沿其直線滑動的x軸直線導軌，所述x軸直線導軌與一x軸同步帶連接，所述x軸同步帶與位於x軸支撐板上的x軸電機連接；所述x軸直線導軌上設有一橫向設置的z軸支撐板，所述z軸支撐板上設有一齒條支架，所述齒條支架上有一豎向設置的齒條，所述齒條的頂端設有與其嚙合的齒輪，所述齒輪與位於z軸支撐板上的z軸電機連接，所述齒條依次貫穿齒條支架、z軸支撐板、x軸支撐板後向下延伸，且所述齒條的底端連接一雷射頭，所述雷射頭上設有一可將雷射發射器發射的雷射反射到其上的平面鏡；所述y軸電機、x軸電機、z軸電機均設置為步進電機或伺服電機。

作為優選技術方案，為了滿足無論方形還是圓形的加工件雕刻切割，從而擴大本雷射雕刻切割的適用範圍，有效提高實用性，所述底座上、且位於同側的兩支撐杆之間設有一旋轉電機，所述旋轉電機設有一可連接圓形加工件的卡盤。

作為優選技術方案，為了保證雷射頭移位精確，有利於提高雕刻切割的效果，同時有效控制本雕刻切割機的製造成本，所述y軸電機、x軸電機、z軸電機、旋轉電機均設置為步進電機。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果：

1、本雕刻切割機體積小，便於搬運，用於教學中的演示設備，不僅能增加學生學習的積極性，且有利於學生更直觀的觀察設備的運行情況，增加實踐能力；本雕刻切割機高精度雕刻和切割，加工質量好、使用簡便。

2、設置旋轉電機和卡盤，可連接圓形加工件，使本雕刻切割機適用於不同形狀的加工件，適用範圍廣，實用性好。

3、電機均設置為步進電機，一方面使雷射頭移位精確，保證高精度雕刻與切割，另一方面有效控制本雕刻切割機的製造成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步地詳細說明。

圖1為本發明的結構示意圖；

附圖標號：1、底座，2、雷射發射器，3、支撐杆，4、y軸圓杆，5、y軸直線導軌，6、y軸同步帶，7、y軸電機，8、x軸支撐杆，9、x軸圓杆，10、x軸直線導軌，11、x軸同步帶，12、x軸電機，13、z軸支撐板，14、齒條支架，15、齒條，16、齒輪，17、z軸電機，18、卡盤，19、雷射頭，20、平面鏡，21、旋轉電機。

具體實施方式

如圖1所示提出本發明一種具體實施例，教學型雷射雕刻切割機，包括呈方狀的底座1，所述底座1的後方設有一雷射發射器2，所述底座1四角的上方均設有一豎向設置的支撐杆3，本實施例設置4根支撐杆3與底座1一體成型，位於同一側的兩支撐杆3的頂端之間連接有一y軸圓杆4，兩y軸圓杆4上均套設有可沿其直線滑動的y軸直線導軌5，所述y軸直線導軌5與y軸同步帶6連接，所述y軸同步帶6與位於底座1上的y軸電機7連接；所述y軸直線導軌5上設有一橫向設置的x軸支撐板8，所述x軸支撐板8的兩側均設有一x軸圓杆9，兩x軸圓杆9與兩y軸圓杆4相互垂直，兩x軸圓杆9上均套設有可沿其直線滑動的x軸直線導軌10，所述x軸直線導軌10與一x軸同步帶11連接，所述x軸同步帶11與位於x軸支撐板8上的x軸電機12連接；所述x軸直線導軌10上設有一橫向設置的z軸支撐板13，所述z軸支撐板13上設有一齒條支架14，所述齒條支架14上有一豎向設置的齒條15，所述齒條15的頂端設有與其嚙合的齒輪16，所述齒輪16與位於z軸支撐板13上的z軸電機17連接，所述齒條15依次貫穿齒條支架14、z軸支撐板13、x軸支撐板8後向下延伸，且所述齒條15的底端連接一雷射頭19，述雷射頭19上設有一可將雷射發射器2發射的雷射反射到其上的平面鏡20，所述平面鏡20包括三塊依次連接的平面鏡，前兩塊相互成90°夾角，第三塊傾斜45°地設於豎向設置平面鏡的底端；所述y軸電機7、x軸電機12、z軸電機17均設置為步進電機或伺服電機。

所述底座1上、且位於同側的兩支撐杆3之間設有一旋轉電機21，所述旋轉電機21選擇步進電機或伺服電機，所述旋轉電機21設有一可連接圓形加工件的卡盤18，圓形加工件可放置於卡盤18上完成雕刻切割，非圓形件放置於底座1表面上完成雕刻切割，滿足不同形狀加工件的雕刻切割，本雷射雕刻切割的適用範圍廣，實用性好。

所述y軸電機7、x軸電機12、z軸電機17、旋轉電機21均設置為步進電機，步進電機是將電脈衝信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件，可準確定位，還可調速，從而保證雷射頭19移位精確，有利於提高雕刻切割的效果，加工效果好，同時有效控制本雕刻切割機的製造成本。

本發明使用時：根據加工件不同形狀置於卡盤18或底座1的表面上，連接電源，首先對加工件進行對焦，啟動z軸電機17，帶動齒輪16轉動，進而使齒條15上下移動，使雷射頭19對準加工件，關閉z軸電機17；其次，通過y軸電機7、x軸電機12的旋轉實現加工件的二維雕刻切割，若進行y軸方向上移動，啟動y軸電機7，y軸同步帶6帶動y軸直線導軌5在y軸圓杆4移動，x軸支撐板、z軸支撐板13隨著y軸直線導軌5移動，實現雷射頭19在y軸方向的移動，若進行x軸方向上移動，啟動x軸電機12，x軸同步帶11帶動x軸直線導軌10在x軸圓杆9上移動，z軸支撐板13隨著x軸直線導軌10移動，實現雷射頭19在x軸方向上的移動；雕刻或切割通過調節雷射發射器2的功率，本雷射切割機主要應用於教學，因此雷射發射器2的功率低，可對亞克力板材料的加工件進行雕刻和切割，對金屬材料的加工件只能進行雕刻。

當然，上面只是結合附圖對本發明優選的具體實施方式作了詳細描述，並非以此限制本發明的實施範圍，凡依本發明的原理、構造以及結構所作的等效變化，均應涵蓋於本發明的保護範圍內。