CN103286454A - 激光精密加工***及激光去除毛边方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光精密加工***及激光去除毛边方法，该激光精密加工***包含一个用于载置一个经由粗加工后的工件的工作台、一个检测单元、一个激光加工单元，及一个电连接该工作台、该检测单元及该激光加工单元的处理单元。该激光去除毛边方法利用上述激光精密加工***来执行，包含以下步骤：(a)该检测单元对于该工件进行外形轮廓的检测而得到一组检测模型数据；(b)该处理单元将步骤(a)所产生的检测模型数据与一组标准模型数据比对后运算得到一组用以去除毛边的加工路径；(c)该处理单元控制该激光加工单元的激光根据步骤(b)所产生的加工路径对于该工件进行激光去除毛边。

Description

激光精密加工***及激光去除毛边方法
技术领域
本发明涉及一种加工***及加工方法，特别是涉及一种激光精密加工***及激光去除毛边方法。
背景技术
由于经由模具射出成型或由块材经由刀具及激光切削加工成型的工件，往往存有在射出成型的过程中易因模具的间隙而产生多余毛边，或是刀具及激光切削所产生的加工突起毛边的瑕疵。因此，需要以人工的方式先进行去除该工件的瑕疵，如以刀具刮除经由射出成型所产生的多余毛边，或是以砂轮磨平经由刀具切削所产生的突起毛边。但在上述以人工去除该工件瑕疵的过程中，容易因操作员工作疲劳或是在注意力不足情况下，过度切削或过度研磨该工件而造成该工件无法达到可出货的尺寸标准内而报销。
另外，中华人民共和国授权公告号第CN100493810C号专利案及中国台湾公开编号第201136694号专利案各揭露一种具有毛边去除装置的激光加工装置。该毛边去除装置可为一个喷砂装置、一个砂轮装置或一个铣刀装置，且于该激光加工装置激光加工过程中，随着激光加工路径将加工所形成的毛边加以去除。但上述的毛边去除装置无法针对不同大小形状的毛边进行不同程度的喷砂或是研磨切削，因此在同一毛边去除模式下，可能会造成工件的过度研磨切削或是毛边去除不完全的情形产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动检测出粗加工后工件的毛边及加工误差处并进行去除毛边及加工误差处补正的激光精密加工***。
本发明的另一目的在于提供一种激光去除毛边方法。
本发明激光精密加工***适用对于一个经由粗加工后的工件进行精密加工，如多余毛边的去除或是对于加工误差处加以补正，该激光精密加工***包含一个工作台、一个检测单元、一个激光加工单元，及一个处理单元。
该工作台供该工件载置。
该检测单元设置于该工作台上方，用以检测载置于该工作台上的工件的外形轮廓以得到一组检测模型数据。
该激光加工单元设置于该工作台上方，可将激光照射于载置于该工作台上的工件而对于该工件进行激光精密加工。
该处理单元电连接该检测单元及控制该激光加工单元的激光于该工件上的加工路径，且可输入储存一组标准模型数据。
其中，该检测单元将该检测模型数据输出至该处理单元后，该处理单元将该检测模型数据与该标准模型数据比对后运算产生一组加工路径，且控制该激光加工单元的激光根据该加工路径对于该工件进行激光精密加工。
较佳地，该工作台包括一个设置面，及一个设置于该设置面且供该工件限位置放的治具，该工作台受该处理单元控制而可将该工件于一个检测位置、一个加工位置，及一个卸离位置间移动。当该工件位于该检测位置时，该工件是位于该检测单元的检测范围内，当该工件位于该加工位置时，该工件是位于该激光加工单元的加工范围内，当该工件位于该卸离位置时，该工件是位于远离该检测单元及该激光加工单元的位置，以将激光精密加工完毕的工件卸离该治具。
较佳地，该检测单元为一个三维激光扫描仪、一个影像撷取模块，或前述两者的组合。
较佳地，该激光加工单元包括一个对激光的焦点位置进行移动控制的控制镜组。
本发明的一种激光精密加工***，适用对于数个经由粗加工后的工件进行激光精密加工，该激光精密加工***包含一个供所述工件载置的工作台、一个检测单元、一个激光加工单元，及一个处理单元，该检测单元设置于该工作台上方，用以检测载置于该工作台上的工件的外形轮廓以得到数组对应于所述工件的检测模型数据；该激光加工单元设置于该工作台上方，可将激光照射于载置于该工作台上的工件而对于各工件进行激光精密加工；该处理单元电连接该检测单元及控制该激光加工单元的激光于该工件上的加工路径，且可输入储存一组标准模型数据；其中，该检测单元将所述检测模型数据输出至该处理单元后，该处理单元将所述检测模型数据与该标准模型数据比对后运算产生数组加工路径，且控制该激光加工单元的激光根据各加工路径对于相对应的工件进行激光精密加工。
较佳地，该工作台包括一个设置面，及数个间隔设置且分别供所述工件限位置放的治具，该工作台受该处理单元控制而可分别将各工件于一个检测位置、一个加工位置及一个卸离位置间移动，当各工件位于该检测位置时，该工件是位于该检测单元的检测范围内，当各工件位于该加工位置时，该工件是位于该激光加工单元的加工范围内，当各工件位于该卸离位置时，该工件是位于远离该检测单元及该激光加工单元的位置，以将激光精密加工完毕的工件卸离该治具。
本发明激光去除毛边方法，利用一个可输入储存一组标准模型数据的处理单元配合一个检测单元及一个激光加工单元来执行一个经由粗加工后的工件的毛边去除，其包含以下步骤：
(a)该检测单元对于该工件进行外形轮廓的检测而得到一组检测模型数据；
(b)该处理单元将步骤(a)所产生的检测模型数据与该标准模型数据比对后运算得到一组用以去除毛边的加工路径；及
(c)该处理单元控制该激光加工单元的激光根据步骤(b)所产生的加工路径对于该工件进行激光去除毛边。
较佳地，于步骤(c)后，再接续且依序循环进行该步骤(a)、步骤(b)及步骤(c)，直到于该步骤(a)所得到的检测模型数据与该标准模型数据相符合即停止后续步骤。
本发明的有益效果在于：借由该检测单元对于粗加工后的工件进行尺寸的量测而得到一组检测模型数据后，再经由该处理单元将该检测模型数据与该标准模型数据比对后将两者差异处运算转换成一组加工路径，让该处理单元控制该激光加工单元依据该加工路径对于该工件进行多余毛边的去除或加工误差处加以补正，以达到去除毛边及精密加工补正后的工件符合标准模型尺寸的功效。
附图说明
图1是本发明激光精密加工***的一个实施例的立体图；
图2是一示意图，说明该较佳实施例的一个工作台、一个检测单元、一个激光加工单元及一个处理单元的电连接关系；
图3是一剖面示意图，说明一个粗加工后的工件具有一个毛边及数个加工误差处，其中点划线为一组标准模型数据对应于该工件剖面处的剖面轮廓；
图4是本发明激光去除毛边方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1及图2，本发明激光精密加工***的一个实施例，适用于依序对三个经由粗加工后的工件1进行激光精密加工，如图3所示的多余毛边A的去除或是对于加工误差处B加以补正，该激光精密加工***包含一个工作台2、一个检测单元3、一个激光加工单元4，及一个处理单元5。
该工作台2为一个旋转平台，包括一个设置面20，及三个间隔环绕该设置面20的旋转中心而设置于该设置面20且分别供所述工件1限位置放的治具21。
该检测单元3借由一个机器手臂30而可移动地设置于该工作台2上方，且用以检测载置于该工作台2上的工件1的外形轮廓以得到一组检测模型数据。在本实施例中，该检测单元3包括一个为非接触主动式扫描的三维激光扫描仪31，及一个为非接触被动式扫描的CCD(Charge-coupled Device)影像撷取模块32的组合。该三维激光扫描仪31通过将激光投射至待检测的工件1上，且接收该工件1所反射的激光来计算该工件的三维空间信息，进而得到该检测模型数据。该CCD影像撷取模块32利用取得待检测工件1的数个不同旋转角度的影像，再经由图像处理去除背景并取出轮廓线条，再将各角度的轮廓线条演算组合成该工件1的三维轮廓，进而得到该检测模型数据。由于该三维激光扫描仪31不适用于处理脆弱或易变质的表面，而该CCD影像撷取模块32不易处理闪亮(高反射率)、镜面或半透明的表面，因此，对于不同材质的工件1可选择该三维激光扫描仪31及该CCD影像撷取模块32其中一者来进行该工件1的外形轮廓的检测，进而取得该检测模型数据。
该激光加工单元4设置于该工作台2上方，可将激光照射于载置于该工作台2上的工件1而对于该工件1进行激光精密加工。在本实施例中，该激光加工单元4为一个利用一个控制镜组(图未示)对于激光的焦点位置进行三维的移动控制的YVO4激光刻印机。
该处理单元5电连接该检测单元3、该工作台2，及该激光加工单元4，且可输入储存一组与工件1对应的标准模型数据。
其中，该工作台2受该处理单元5控制而可分别将各工件1于一个检测位置、一个加工位置及一个卸离位置间转动，当各工件1位于该检测位置时，该工件1是位于该检测单元3的检测范围内，当各工件1位于该加工位置时，该工件1是位于该激光加工单元4的加工范围内，当各工件1位于该卸离位置时，该工件1是位于远离该检测单元3及该激光加工单元4的位置，以将激光精密加工完毕的工件1卸离该治具21。
其中，该检测单元3将相对应于各工件的检测模型数据输出至该处理单元5后，该处理单元5将各检测模型数据与该标准模型数据比对后将两者差异处运算转换成一组加工路径，且控制该激光加工单元4的激光根据该加工路径对于相对应的工件1进行多余毛边的去除或是加工误差处加以补正。
参阅图1及图4，本发明激光去除毛边方法，是利用前述的激光精密加工***来执行一个经由粗加工后的工件1的毛边去除，该激光去除毛边方法包含以下步骤：
在步骤401中，该检测单元3对于该工件1进行外形轮廓的检测而得到一组检测模型数据。
在步骤402中，该处理单元5将步骤401所产生的检测模型数据与一组标准模型数据比对后运算得到一组用以去除毛边的加工路径。
在步骤403中，该处理单元5控制该激光加工单元4的激光根据步骤402所产生的加工路径对于该工件1进行激光去除毛边。
较佳地，于步骤403后，再接续且依序循环进行该步骤401、步骤402及步骤403，直到于该步骤401所得到的检测模型数据与该标准模型数据相符合即停止后续步骤。
综上所述，本发明激光精密加工***及激光去除毛边方法的功效在于借由该检测单元3对于粗加工后的工件1进行外形轮廓的检测而得到一组检测模型数据后，再经由该处理单元5将该检测模型数据与该标准模型数据比对后将两者差异处运算转换成一组加工路径，然后该处理单元5控制该激光加工单元4依据该加工路径对于该工件1精准且有效率地进行多余毛边的去除或加工误差处加以补正，以达到去除毛边及精密加工后的工件1符合可出货的标准模型尺寸的功效，故确实能达成本发明之目的。

Claims (10)

1.一种激光精密加工***，适用对于一个经由粗加工后的工件进行激光精密加工，其特征在于：该激光精密加工***包含一个供该工件载置的工作台、一个检测单元、一个激光加工单元，及一个处理单元，该检测单元设置于该工作台上方，用以检测载置于该工作台上的工件的外形轮廓以得到一组检测模型数据；该激光加工单元设置于该工作台上方，可将激光照射于载置于该工作台上的工件而对于该工件进行激光精密加工；该处理单元电连接该检测单元及控制该激光加工单元的激光于该工件上的加工路径，且可输入储存一组标准模型数据；其中，该检测单元将该检测模型数据输出至该处理单元后，该处理单元将该检测模型数据与该标准模型数据比对后运算产生一组加工路径，且控制该激光加工单元的激光根据该加工路径对于该工件进行激光精密加工。
2.根据权利要求1所述的激光精密加工***，其特征在于：该工作台包括一个设置面，及一个设置于该设置面且供该工件限位置放的治具，该工作台受该处理单元控制而可将该工件于一个检测位置、一个加工位置，及一个卸离位置间移动，当该工件位于该检测位置时，该工件是位于该检测单元的检测范围内，当该工件位于该加工位置时，该工件是位于该激光加工单元的加工范围内，当该工件位于该卸离位置时，该工件是位于远离该检测单元及该激光加工单元的位置，以将激光精密加工完毕的工件卸离该治具。
3.根据权利要求1或2所述的激光精密加工***，其特征在于：该检测单元为一个三维激光扫描仪、一个影像撷取模块，或前述两者的组合。
4.根据权利要求3所述的激光精密加工***，其特征在于：该激光加工单元包括一个对激光的焦点位置进行移动控制的控制镜组。
5.一种激光精密加工***，适用对于数个经由粗加工后的工件进行激光精密加工，其特征在于：该激光精密加工***包含一个供所述工件载置的工作台、一个检测单元、一个激光加工单元，及一个处理单元，该检测单元设置于该工作台上方，用以检测载置于该工作台上的工件的外形轮廓以得到数组对应于所述工件的检测模型数据；该激光加工单元设置于该工作台上方，可将激光照射于载置于该工作台上的工件而对于各工件进行激光精密加工；该处理单元电连接该检测单元及控制该激光加工单元的激光于该工件上的加工路径，且可输入储存一组标准模型数据；其中，该检测单元将所述检测模型数据输出至该处理单元后，该处理单元将所述检测模型数据与该标准模型数据比对后运算产生数组加工路径，且控制该激光加工单元的激光根据各加工路径对于相对应的工件进行激光精密加工。
6.根据权利要求5所述的激光精密加工***，其特征在于：该工作台包括一个设置面，及数个间隔设置且分别供所述工件限位置放的治具，该工作台受该处理单元控制而可分别将各工件于一个检测位置、一个加工位置及一个卸离位置间移动，当各工件位于该检测位置时，该工件是位于该检测单元的检测范围内，当各工件位于该加工位置时，该工件是位于该激光加工单元的加工范围内，当各工件位于该卸离位置时，该工件是位于远离该检测单元及该激光加工单元的位置，以将激光精密加工完毕的工件卸离该治具。
7.根据权利要求5或6所述的激光精密加工***，其特征在于：该检测单元为一个三维激光扫描仪、一个影像撷取模块，或前述两者的组合。
8.根据权利要求7所述的激光精密加工***，其特征在于：该激光加工单元包括一个对激光的焦点位置进行移动控制的控制镜组。
9.一种激光去除毛边方法，利用一个可输入储存一组标准模型数据的处理单元配合一个检测单元及一个激光加工单元来执行一个经由粗加工后的工件的毛边去除，其特征在于：该激光去除毛边方法包含以下步骤：(a)该检测单元对于该工件进行外形轮廓的检测而得到一组检测模型数据；(b)该处理单元将步骤(a)所产生的检测模型数据与该标准模型数据比对后运算得到一组用以去除毛边的加工路径；及(c)该处理单元控制该激光加工单元的激光根据步骤(b)所产生的加工路径对于该工件进行激光去除毛边。
10.根据权利要求9所述的激光去除毛边方法，其特征在于：于步骤(c)后，再接续且依序循环进行该步骤(a)、步骤(b)及步骤(c)，直到于该步骤(a)所得到的检测模型数据与该标准模型数据相符合即停止后续步骤。
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