專利名稱：激光切割及雕刻加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種激光切割及雕刻加工設(shè)備，屬激光技術(shù)在雕刻和切割中的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)和市場形勢的迅速發(fā)展，電子產(chǎn)品主要元器件之一的印刷電路板更新很快，尤其在新產(chǎn)品的開發(fā)、試制階段，更是幾套方案同時投入試驗，所以對印刷電路板的制作提出了高質(zhì)、快速、方便的要求。目前制作印刷電路板的通用方法是根據(jù)繪制的設(shè)計圖樣，在激光照排機上發(fā)出黑白膠片(底片)，將此膠片覆在涂有感光膠的板坯上進行曝光、清洗后形成一層圖樣形狀的保護膜，然后在化學槽液中腐蝕而成。此方法工藝繁復(fù)，周期較長，廢氣、廢液處理不當極易造成環(huán)境污染。
另外，由于計算機技術(shù)的出現(xiàn)，各種圖案的繪制已顯得極為簡單，但要把計算機屏幕上的圖案轉(zhuǎn)移到待加工工件上必須通過紙張或通過激光照排機發(fā)出感光膠片來實現(xiàn)。如在玻璃板上雕刻花紋，簡單圖案用紙貼在玻璃上進行雕刻，復(fù)雜圖案就需在玻璃上涂復(fù)感光膠，然后把制有圖案的膠片(底片)覆在上面進行曝光來獲得，前者圖案過于粗放后者工藝過程繁雜，都難以達到原有圖案的美感效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種設(shè)計合理，具有快捷、精確、經(jīng)濟效果，能有效實現(xiàn)圖案美感效果，提高加工效率，減少環(huán)境污染的激光切割及雕刻加工設(shè)備。
本實用新型為激光切割及雕刻加工設(shè)備，包括機架，其特征在于機架上部設(shè)有帶橫梁的縱向移動機構(gòu)，橫梁上設(shè)有帶激光器的橫向移動機構(gòu)；所述的縱向移動機構(gòu)還包括置于機架上帶縱向滑塊的兩個縱向?qū)к壓蛶Эv向電機的縱向絲桿等，所述的橫梁置于縱向滑塊之間，其中部設(shè)有與縱向絲桿嚙合的縱向螺母；所述的橫向移動機構(gòu)還包括固定在橫梁上的橫向?qū)к壓妥笾Ъ堋⒂抑Ъ埽糜谧笾Ъ芎陀抑Ъ苤g帶橫向電機的橫向絲桿，置于橫向?qū)к壣蠋M向螺母座的橫向滑塊等；所述的橫向滑塊內(nèi)設(shè)有與橫向絲桿嚙合的橫向螺母，下部設(shè)有帶反射鏡和聚焦鏡的鏡座；所述的激光器置于右支架或左支架上。工作時，通過縱向絲桿與縱向螺母的嚙合傳動，使橫梁在縱向?qū)к壣弦苿?，實現(xiàn)縱向的運動；通過橫向絲桿與橫向螺母的嚙合傳動，帶動橫向螺母座和鏡座在橫向?qū)к壣弦苿?，實現(xiàn)橫向運動；激光器隨橫梁一起移動，所發(fā)出的激光投射到反射鏡上，經(jīng)反射后的激光改變投射方向，透過聚焦鏡形成高能光束，投射到待加工工件上實施切割或雕刻。
所述的機架下部還可設(shè)有帶工作臺的可調(diào)支架。
所述帶激光器的右支架或左支架上還可設(shè)有擴束準直器。
所述的鏡座上還可設(shè)有與空氣壓縮機相連的進氣管嘴。
所述的橫向絲桿可由橫向電機通過橫向主動齒輪和橫向被動齒輪驅(qū)動，所述的縱向絲桿可由縱向電機通過縱向主動齒輪、同步帶、縱向被動齒輪驅(qū)動。
所述的激光器可為CO2激光器或YG激光器?？筛鶕?jù)需要用于不同工件的切割或雕刻。
所述CO2激光器的功率可為50W～200W，其激光波長可為10.2um。所述YG激光器的功率可為100W～200W，其激光波長可為1.02um。
本實用新型設(shè)計合理，采用橫向移動機構(gòu)與縱向移動機構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，將激光技術(shù)應(yīng)用于工件的切割和雕刻，能使激光器發(fā)出的高能光束在待加工工件上隨意位置的橫向、縱向移動和準確定位，實現(xiàn)不同斜率的直線運動和不同曲率的圓弧運動，從而實現(xiàn)工件的預(yù)定切割和雕刻，具有快捷、精確、方便之效果?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)圖案過于粗放、工藝繁復(fù)、周期較長、易造成環(huán)境污染等缺陷。本實用新型可根據(jù)不同工件切割或雕刻的需要，選擇CO2激光器或YG激光器，如采用CO2激光器可適用于對平面圖案的雕刻及布料、皮革、塑料板材、異形構(gòu)件等的切割加工；如采用YG激光器則可適用于印刷電路板的切割加工。


圖1為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)及局部剖視圖；圖2為圖1所述A-A面結(jié)構(gòu)剖視。
圖中1為機架，2為可調(diào)支架，3為工作臺，4為待加工工件，5為橫向被動齒輪，6為橫向主動齒輪，7為橫向電機，8為左支架，9為橫向?qū)к墸?0為橫向滑塊，11為橫向螺母，12為橫向螺母座，13為橫向絲桿，14為右支架，15為擴束準直器，16為激光器，17為反射鏡，18為聚焦鏡，19為鏡座，20為進氣管嘴，21為縱向?qū)к墸?2為縱向絲桿，23為橫梁，24為縱向滑塊，25為縱向螺母，26為縱向螺母座，27為軸承座，28為縱向被動齒輪，29為同步帶，30為縱向主動齒輪，31為縱向電機。
具體實施方式
本實用新型主要由機架1，置于機架1上部帶橫梁23的縱向移動機構(gòu)，置于橫梁23上帶激光器16的橫向移動機構(gòu)等構(gòu)成。
縱向移動機構(gòu)包括置于機架1上帶縱向滑塊24的兩個縱向?qū)к?1和帶縱向電機31的縱向絲桿22等，橫梁23置于縱向滑塊24之間，其中部設(shè)有與縱向絲桿22嚙合的帶縱向螺母座26的縱向螺母25，縱向絲桿22通過兩個軸承座27與機架1剛性連接。轉(zhuǎn)動安裝在機架1上的縱向電機31，通過縱向主動齒輪30、同步帶29、縱向被動齒輪28的傳動，使縱向絲桿22轉(zhuǎn)動，通過縱向絲桿22與縱向螺母25的嚙合傳動，使橫梁23在縱向?qū)к?1上移動，實現(xiàn)縱向的運動。
橫向移動機構(gòu)包括固定在橫梁23上的橫向?qū)к?和左支架8、右支架14，置于左支架8和右支架14之間帶橫向電機7的橫向絲桿13，置于橫向?qū)к?上帶橫向螺母座12的橫向滑塊10等；橫向滑塊10內(nèi)設(shè)有與橫向絲桿13嚙合的橫向螺母11，下部設(shè)有帶反射鏡17和聚焦鏡18的鏡座19。當橫向電機7轉(zhuǎn)動時，通過橫向主動齒輪6和橫向被動齒輪5的傳動，使橫向絲桿13轉(zhuǎn)動，從而帶動螺母11、橫向螺母座12、鏡座19在橫向?qū)к?上的移動，實現(xiàn)橫向的運動。
激光器16與擴束準直器15一起固定在右支架14上，隨橫梁23一起移動，當開啟激光器16時，激光通過擴束準直器15投射到反射鏡17上，經(jīng)反射后的激光改變投射方向而透過聚焦鏡18形成高能光束，射到待加工工件4上實施雕刻。聚焦鏡18可以微量調(diào)節(jié)，使聚焦鏡18到待加工工件4之間的距離符合聚焦鏡18的固有焦距，以達到最佳的雕刻效果。
機架的下部還設(shè)有帶可調(diào)支架2的工作臺3，可使工作臺3隨可調(diào)支架2而上下移動，以保證聚焦鏡18和待加工工件4之間的距離達到固有焦距的要求。
工作時，計算機根據(jù)雕刻圖樣將圖形信息通過輸出卡傳遞給橫向電機7和縱向電機31以及激光器16，通過橫向移動機構(gòu)與縱向移動機構(gòu)的隨意運動，使激光器16發(fā)出的高能光束在待加工工件4上隨意位置的橫向、縱向移動和準確定位，實現(xiàn)不同斜率的直線運動和不同曲率的圓弧運動，從而實現(xiàn)預(yù)定的切割和雕刻。
當對印刷電路板進行切割加工時，YG激光器發(fā)出的激光通過擴束準直器15投射到反射鏡17上，經(jīng)反射后的激光改變投射方向而透過聚焦鏡18形成直徑為φ0.03～φ0.08mm的光束，投射到印刷電路板板坯4的銅片上，使投射到的銅片迅速熔化、氧化，實現(xiàn)切割。
當對平面圖案進行雕刻加工時，先在待加工工件上涂覆一層有機涂料，CO2激光器所發(fā)出的激光投射到反射鏡上，經(jīng)反射后的激光改變投射方向，透過聚焦鏡形成直徑為φ0.05～φ0.10mm的高能光束，投射到待加工工件的有機涂層上，使投射到有機涂料迅速氣化，呈現(xiàn)所需的圖案，實現(xiàn)圖案的雕刻。
權(quán)利要求1.一種激光切割及雕刻加工設(shè)備，包括機架(1)，其特征在于機架(1)上部設(shè)有帶橫梁(23)的縱向移動機構(gòu)，橫梁(23)上設(shè)有帶激光器(16)的橫向移動機構(gòu)；所述的縱向移動機構(gòu)還包括置于機架(1)上帶縱向滑塊(24)的兩個縱向?qū)к?21)和帶縱向電機(31)的縱向絲桿(22)，所述的橫梁(23)置于縱向滑塊(24)之間，其中部設(shè)有與縱向絲桿(22)嚙合的縱向螺母(25)；所述的橫向移動機構(gòu)還包括固定在橫梁(23)上的橫向?qū)к?9)和左支架(8)、右支架(14)，置于左支架(8)和右支架(14)之間帶橫向電機(7)的橫向絲桿(13)，置于橫向?qū)к?9)上帶橫向螺母座(12)的橫向滑塊(10)等；所述的橫向滑塊(10)內(nèi)設(shè)有與橫向絲桿(13)嚙合的橫向螺母(11)，下部設(shè)有帶反射鏡(17)和聚焦鏡(18)的鏡座(19)；所述的激光器(16)置于右支架(14)或左支架(8)上。
2.按權(quán)利要求1所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述的機架(1)下部還設(shè)有帶工作臺(3)的可調(diào)支架(2)。
3.按權(quán)利要求1所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述帶激光器(16)的右支架(14)或左支架(8)上還設(shè)有擴束準直器(15)。
4.按權(quán)利要求1或3所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述的鏡座(19)上還設(shè)有與空氣壓縮機相連的進氣管嘴(20)。
5.按權(quán)利要求1所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述的橫向絲桿(13)由橫向電機(7)通過橫向主動齒輪(6)和橫向被動齒輪(5)驅(qū)動，所述的縱向絲桿(22)可由縱向電機(31)通過縱向主動齒輪(30)、同步帶(29)、縱向被動齒輪(28)驅(qū)動。
6.按權(quán)利要求1所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述的激光器(16)為CO2激光器或YG激光器。
7.按權(quán)利要求1或6所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述CO2激光器的功率為50W～200W，其激光波長為10.2um。
8.按權(quán)利要求1或6所述的激光切割及雕刻加工設(shè)備，其特征在于所述YG激光器的功率為100W～200W，其激光波長為1.02um。
專利摘要一種激光切割及雕刻加工設(shè)備，屬激光技術(shù)在雕刻和切割中的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，包括機架(1)，帶橫梁(23)的縱向移動機構(gòu)，帶激光器(16)的橫向移動機構(gòu)；縱向移動機構(gòu)包括縱向絲桿(22)和縱向螺母(25)；橫向移動機構(gòu)包括橫向絲桿(13)和帶橫向螺母座(12)的橫向螺母(11)橫向螺母座(12)下部設(shè)有帶反射鏡(17)和聚焦鏡(18)的鏡座(19)。本實用新型設(shè)計合理，采用橫向移動機構(gòu)與縱向移動機構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，將激光技術(shù)應(yīng)用于工件的切割和雕刻，能使激光器發(fā)出的高能光束在待加工工件上隨意位置的橫向、縱向移動和準確定位，實現(xiàn)不同斜率的直線運動和不同曲率的圓弧運動，從而實現(xiàn)工件的預(yù)定切割和雕刻，具有快捷、精確、方便之效果。
文檔編號B44B3/00GK2623474SQ0323070
公開日2004年7月7日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者徐建平 申請人:徐建平