CN108161470B - 激光切割与数控雕刻一体机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种激光切割与数控雕刻一体机，包括基板和设于基板上的工作台，所述工作台可在基板上进行X轴和Y轴方向上的移动，所述工作台上设有一主轴电机和三爪卡盘；所述基板的上方中心处设有一Z轴支撑板，所述Z轴支撑板通过四根圆柱导轨连接一工作板，所述工作板与Z轴支撑板之间设有一Z轴滚珠丝杠，所述工作板上设有一激光喷头和一平面镜。本雕刻切割机结构紧凑、体积小，便于搬运携带，便于在教学中演示，学生直观、真切地观看激光雕刻切割机的结构和运行过程，不仅能增加学生学习的积极性，且有利于增加实践能力。此外，本雕刻切割机加工质量好、使用简便，且制造成本低，有效减少学校的教学资金，适于各大院校购买。

Description

激光切割与数控雕刻一体机
技术领域
本发明涉及一种激光雕刻切割机，具体涉及一种激光切割与数控雕刻一体机。
背景技术
随着科技的发展，激光雕刻切割日益成熟，在航空航天设备、船舶制造、仪器仪表、机电产品、汽车制造等行业中广泛应用。激光雕刻加工就是将高能量的激光束，投射到材料表面，利用激光产生的热效应，在材料表面产生清晰图案的激光加工过程，它是激光加工方式中的一种。激光雕刻加工按加工效果一般分为如下两种：1、激光雕刻线条加工，利用激光束在材料表面产生清晰的线条效果的加工方法；2、激光切割加工，将激光束投到物体表面进行切割、雕花，做精美的工艺品和纸制礼品比较多。
目前，为了学生更好掌握机床结构和原理，学校一般购买机床来辅助教学。但是，现有市场上的激光雕刻切割机，不仅体积庞大，而且价格昂贵，一方面由于体积庞大，机床难以搬运携带，因此不便于在教学中实物展示，学生们无法直观、真切地观看激光雕刻切割机的结构和运行过程，不仅影响教师的教学效果，同时也降低学生学习的积极性；另一方面由于价格昂贵，增加学校的教学资金。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种激光切割与数控雕刻一体机，本雕刻切割机结构紧凑、体积小，便于搬运携带，便于在教学中演示，学生直观、真切地观看激光雕刻切割机的结构和运行过程，不仅能增加学生学习的积极性，且有利于增加实践能力。此外，本雕刻切割机高精度雕刻和切割，加工质量好、使用简便，且制造成本低，有效减少学校的教学资金，适于各大院校购买。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案：
激光切割与数控雕刻一体机，包括基板；所述基板上设有一X轴支座，所述X轴支座上设有一X轴滚珠丝杠，所述X轴滚珠丝杠的端部与一固定于基板上的X轴电机连接，所述X轴滚珠丝杠的两侧均设有固定于基板上的X轴导轨；所述X轴滚珠丝杠上配合连接一可沿两X轴导轨直线滑动的Y轴支撑板，则所述Y轴支撑板与基板垂直设置，所述Y轴支撑板的端部中心处设有一Y轴支座，所述Y轴支座上设有一Y轴滚珠丝杠，所述Y轴滚珠丝杠的端部与Y轴电机连接，所述Y轴滚珠丝杠的两侧均设有固定于Y轴支撑板上的Y轴导轨；所述Y轴滚珠丝杠上配合连接一可沿两Y轴导轨直线滑动的支撑台，所述支撑台上设有一工作台，所述工作台上设有一主轴电机和用于固定加工件的三爪卡盘，所述主轴电机通过位于工作台底端的同步带驱动三爪卡盘旋转；所述基板上对称设有四根立柱，相对两两立柱的顶端之间设有一连接板，两连接板相互交错贯穿，两连接板的上方中心处设有一Z轴支撑板，所述Z轴支撑板上设有四根贯穿两连接板后、继续向下延伸的圆柱导轨，四根圆柱导轨的底端均连接在一工作板上，所述工作板与Z轴支撑板之间设有一Z轴滚珠丝杠，所述Z轴滚珠丝杠贯穿两连接板的中心、且其端部设有一固定在Z轴支撑板上的Z轴电机，所述工作板上设有一激光喷头和一平面镜，所述平面镜可将位于基板一侧的激光发射器发射的激光反射到激光喷头上；所述X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、主轴电机均设置为步进电机或伺服电机。
作为优选技术方案，为了使本雕刻切割教学机即可激光加工，也可数控加工，实现多种加工方式，也有利于学生掌握和对比机械加工与激光加工的优缺点，进一步加深了解和提高实践能力，所述工作板上设有一铣刀夹头。
作为优选技术方案，为了保证工作台和激光喷头移位精确，有利于提高雕刻切割的精度，提高加工效果，同时有效控制本雕刻切割机的制造成本，所述X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、主轴电机均设置为步进电机。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1、本雕刻切割机结构紧凑、体积小，便于搬运携带，便于在教学中演示，学生直观、真切地观看激光雕刻切割机的结构和运行过程，不仅能增加学生学习的积极性，且有利于增加实践能力。此外，本雕刻切割机高精度雕刻和切割，加工质量好、使用简便，且制造成本低，有效减少学校的教学资金，适于各大院校购买。
2、工作板上设有一铣刀夹头，使本雕刻切割教学机即可激光加工，也可数控加工，实现多种加工方式，也有利于学生掌握和对比机械加工与激光加工的优缺点，进一步加深了解和提高实践能力。
3、电机均设置为步进电机，保证工作台和激光喷头移位精确，有利于提高雕刻切割的精度，提高加工效果，同时有效控制本雕刻切割机的制造成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视图；
附图标号：1、基板，2、X轴支座，3、X轴滚珠丝杠，4、X轴电机，5、X轴导轨，6、Y轴支撑板，7、Y轴支座，8、Y轴滚珠丝杠，9、Y轴电机，10、Y轴导轨，11、支撑台，12、工作台，13、主轴电机，14、三爪卡盘，15、同步带，16、立柱，17、连接板，18、Z轴支撑板，19、圆柱导轨，20、工作板，21、Z轴滚珠丝杠，22、Z轴电机，23、激光喷头，24、激光发射器，25、铣刀夹头。
具体实施方式
如图1所示提出本发明一种具体实施例，激光切割与数控雕刻一体机，包括呈长方形状的基板1；所述基板1上设有一呈方状的X轴支座2，本实施设置X轴支座2上开设一圆孔，所述圆孔内套设一沿所述基板1长度方向设置的X轴滚珠丝杠3，所述X轴滚珠丝杠3的端部与一固定于基板1上的X轴电机4连接，所述X轴滚珠丝杠3的两侧均设有固定于基板1上的X轴导轨5；所述X轴滚珠丝杠3上配合连接一可沿两X轴导轨5直线滑动的Y轴支撑板6，本实施设置所述Y轴支撑板6呈长方形状，则所述Y轴支撑板6与基板1垂直设置，X轴电机4通过X轴滚珠丝杠3使Y轴支撑板6实现X轴方向上的移动，所述Y轴支撑板6的端部中心处设有一呈方状的Y轴支座7，所述Y轴支座7上设有一沿Y轴支撑板6长度方向设置的Y轴滚珠丝杠8，所述Y轴滚珠丝杠8的端部与Y轴电机9连接，所述Y轴滚珠丝杠8的两侧均设有固定于Y轴支撑板6上的Y轴导轨10，两Y轴导轨10最好与Y轴支撑板6一体成型制造；所述Y轴滚珠丝杠8上配合连接一可沿两Y轴导轨10直线滑动的支撑台11，则Y轴电机9通过Y轴滚珠丝杠8使支撑台11实现Y轴方向上的移动，所述支撑台11上通过连接件设有一工作台12，所述工作台12上设有一主轴电机13和用于固定加工件的三爪卡盘14，所述主轴电机13通过位于工作台12底端的同步带15驱动三爪卡盘14旋转；所述基板1上对称设有四根立柱16，本实施例设置立柱16呈四面体状，相对两两立柱16的顶端之间设有一呈长条状的连接板17，两连接板17相互交错贯穿，两连接板17的上方中心处设有一呈四方状的Z轴支撑板18，所述Z轴支撑板18上设有四根贯穿两连接板17后、继续向下延伸的圆柱导轨19，四根圆柱导轨19的底端均连接在一呈四方状的工作板20上，所述工作板20与Z轴支撑板18之间设有一Z轴滚珠丝杠21，所述Z轴滚珠丝杠21贯穿两连接板17的中心、且其端部设有一固定在Z轴支撑板18上的Z轴电机22，则Z轴电机22通过Z轴滚珠丝杠21使工作板20实现Z轴方向上的移动，所述工作板20上设有一激光喷头23和一平面镜，所述平面镜包括三块依次连接的平面镜，前两块相互成90°夹角，第三块倾斜45°地设于竖向设置平面镜的底端，所述平面镜可将位于基板1一侧的激光发射器24发射的激光反射到激光喷头23上；所述X轴电机4、Y轴电机9、Z轴电机22、主轴电机13均设置为步进电机或伺服电机。
所述工作板20上设有一铣刀夹头25，使本雕刻切割教学机即可激光加工，也可机械加工，实现多种加工方式，也有利于学生掌握和对比机械加工与激光加工的优缺点，进一步加深了解和提高实践能力。
所述X轴电机4、Y轴电机9、Z轴电机22、主轴电机13均设置为步进电机，保证工作台和激光喷头移位精确，有利于提高雕刻切割的精度，提高加工效果，同时有效控制本雕刻切割机的制造成本。
本发明使用时：将需要加工的加工件置于三爪卡盘14上，X轴电机4通过X轴滚珠丝杠3使Y轴支撑板6实现X轴方向上的移动，Y轴电机9通过Y轴滚珠丝杠8使支撑台11实现Y轴方向上的移动，进而使工作台12实现X轴和Y轴方向上的移动，Z轴电机22通过Z轴滚珠丝杠21使工作板20实现Z轴方向上的移动，则工作板20上的激光喷头23和铣刀夹头25的Z轴移动，同时主轴电机13驱动三爪卡盘14上的工件旋转，进而实现了加工件三维度的加工；若使用激光雕刻切割时，启动激光发射器24，平面镜将激光发射汇集到激光喷头23上，实现工件的激光加工；若是机械雕刻切割时，根据加工件的材料选择适宜的铣刀置于铣刀夹头25上，三轴运动实现铣刀对加工价的机械加工。本雕刻切割机主要应用于教学，因此激光发射器24的功率低，激光加工时，可对亚克力板材料的加工件进行雕刻和切割，对金属材料的加工件只能进行雕刻。
当然，上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.激光切割与数控雕刻一体机，其特征在于：包括基板(1)；所述基板(1)上设有一X轴支座(2)，所述X轴支座(2)上设有一X轴滚珠丝杠(3)，所述X轴滚珠丝杠(3)的端部与一固定于基板(1)上的X轴电机(4)连接，所述X轴滚珠丝杠(3)的两侧均设有固定于基板(1)上的X轴导轨(5)；所述X轴滚珠丝杠(3)上配合连接一可沿两X轴导轨(5)直线滑动的Y轴支撑板(6)，所述Y轴支撑板(6)的端部中心处设有一Y轴支座(7)，所述Y轴支座(7)上设有一Y轴滚珠丝杠(8)，所述Y轴滚珠丝杠(8)的端部与Y轴电机(9)连接，所述Y轴滚珠丝杠(8)的两侧均设有固定于Y轴支撑板(6)上的Y轴导轨(10)；所述Y轴滚珠丝杠(8)上配合连接一可沿两Y轴导轨(10)直线滑动的支撑台(11)，所述支撑台(11)上设有一工作台(12)，所述工作台(12)上设有一主轴电机(13)和用于固定加工件的三爪卡盘(14)，所述主轴电机(13)通过位于工作台(12)底端的同步带(15)驱动三爪卡盘(14)旋转；所述基板(1)上对称设有四根立柱(16)，四根立柱(16)均呈四面体状，相对两两立柱(16)的顶端之间设有一连接板(17)，两连接板(17)相互交错贯穿，两连接板(17)的上方中心处设有一Z轴支撑板(18)，所述Z轴支撑板(18)上设有四根贯穿两连接板(17)后、继续向下延伸的圆柱导轨(19)，四根圆柱导轨(19)的底端均连接在一工作板(20)上，所述工作板(20)与Z轴支撑板(18)之间设有一Z轴滚珠丝杠(21)，所述Z轴滚珠丝杠(21)贯穿两连接板(17)的中心、且其端部设有一固定在Z轴支撑板(18)上的Z轴电机(22)，所述工作板(20)上设有一激光喷头(23)和一平面镜，所述平面镜包括三块依次连接的平面镜，前两块相互成90°夹角，第三块倾斜45°地设于竖向设置平面镜的底端，所述平面镜可将位于基板(1)一侧的激光发射器(24)发射的激光反射到激光喷头(23)上；所述X轴电机(4)、Y轴电机(9)、Z轴电机(22)、主轴电机(13)均设置为步进电机或伺服电机。
2.根据权利要求1所述的激光切割与数控雕刻一体机，其特征在于：所述工作板(20)上设有一铣刀夹头(25)。
3.根据权利要求1或2所述的激光切割与数控雕刻一体机，其特征在于：所述X轴电机(4)、Y轴电机(9)、Z轴电机(22)、主轴电机(13)均设置为步进电机。
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