專利名稱：一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控激光加工機(jī)床，具體是指用半導(dǎo)體激光束刻蝕、熔覆加工精密機(jī)械零件的一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控激光加工機(jī)床采用將激光器設(shè)置在數(shù)控雕銑機(jī)床的Z軸滑板上，利用數(shù)控雕銑機(jī)床的三維運(yùn)動(dòng)功能，對(duì)夾持在數(shù)控雕銑機(jī)床工作臺(tái)上的被加工工件進(jìn)行三維尋的加工；普通數(shù)控雕銑機(jī)床的工作臺(tái)無(wú)象限旋轉(zhuǎn)和仰角跟隨功能，對(duì)于有需求的特殊工件就需要通過改裝五軸數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，由于五軸數(shù)控加工中心為通用設(shè)備，其購(gòu)置和使用費(fèi)用昂貴，致使激光批量加工的成本高、效益低，因此，現(xiàn)有技術(shù)存在成本高、效益低的問題與不足。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本實(shí)用新型采用由床身、X軸部分、Z軸部分、具備極坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系的A軸部分和數(shù)控操作臺(tái)構(gòu)成的激光加工專用裝置，將Z軸部分設(shè)置在床身的懸臂處，將半導(dǎo)體激光器設(shè)置在Z軸部分的Z滑板上，將X軸部分設(shè)置在床身的上面，將A軸部分設(shè)置在X軸部分的X滑板上，將數(shù)控操作臺(tái)設(shè)置在床身的一側(cè)，應(yīng)用時(shí)，將夾持工件的夾具安裝在A軸部分的A滑板上，通過Z軸部分的光束調(diào)角器和Z軸調(diào)焦手輪分別調(diào)節(jié)激光束焦點(diǎn)與加工面正交和位置高度，通過數(shù)控操作臺(tái)操控X軸部分、A軸部分承載工件的加工面追蹤激光束焦點(diǎn)進(jìn)行激光加工的技術(shù)方案，提供一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床，旨在通過增設(shè)A軸部分來(lái)滿足激光加工的全方位要求，使激光加工避免動(dòng)用昂貴的五軸數(shù)控加工中心的弊端，達(dá)到降低成本、提高效益的目的。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床，包括床身、X軸部分、Z軸部分、A軸部分、數(shù)控操作臺(tái)，其中所述的床身為由鋼板焊制的中空矩形箱狀的基座，床身的后面左邊固定設(shè)有垂直向上且凸出高于床身上面的矩形柱狀鋼質(zhì)的立柱，所述立柱的上端前面固定設(shè)有水平位于床身上方的矩形柱狀鋼質(zhì)的懸臂；床身下面的四角處分別設(shè)有用于調(diào)整床身上面水平的支腳；所述的X軸部分為由X軸拖板副、X軸絲杠副和X軸伺服電機(jī)構(gòu)成，沿與床身長(zhǎng)邊平行的中軸線作左右水平拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述X軸拖板副為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為X滑座和X滑板；所述X滑座和X滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為X軸絲杠副；所述X軸絲杠副的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為X絲杠和X螺母，其中，所述X絲杠沿與X滑板長(zhǎng)邊平行的中軸線水平固定連接在所述X滑板的下面，所述X螺母可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述X滑座的上面；所述X滑座的下面固定設(shè)有X軸伺服電機(jī)，所述X軸伺服電機(jī)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，X軸伺服電機(jī)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與X螺母連接；所述的Z軸部分為由光束調(diào)角器、Z軸拖板副和Z軸調(diào)焦手輪構(gòu)成，位于床身的所述懸臂前端，可作端面角度調(diào)整和上下垂直拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述光束調(diào)角器為由圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)座與圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成的用于端面旋轉(zhuǎn)調(diào)整轉(zhuǎn)角的部件；光束調(diào)角器的所述轉(zhuǎn)座固定連接在床身的所述懸臂前端面中心，所述轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述轉(zhuǎn)座的前端面中心；所述Z軸拖板副為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為Z滑座和Z滑板；所述Z滑座和Z滑板之間設(shè)有由絲杠與螺母旋合連接的絲杠副稱為Z絲杠副；所述Z絲杠副的絲杠與螺母分別稱為Z絲杠與Z螺母，其中，所述Z絲杠沿與Z滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述Z滑座的前面，所述Z螺母固定連接在所述Z滑板的后面；所述Z滑座固定連接在所述光束調(diào)角器的所述轉(zhuǎn)盤的前端面中心，Z滑座的長(zhǎng)邊為上下方向；所述Z絲杠的上端固定設(shè)有用于手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Z絲杠的Z軸調(diào)焦手輪；所述Z滑板的前端面處固定設(shè)有半導(dǎo)體激光器，所述半導(dǎo)體激光器為由半導(dǎo)體受激發(fā)射激光的器件，所述半導(dǎo)體激光器的激光輸出端向下；所述的A軸部分為由A軸箱、A軸仰角調(diào)整架、A軸拖板副、A軸拖板伺服電機(jī)、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和A軸光電接口構(gòu)成，可作極坐標(biāo)系拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述A軸箱為 由鋼板焊制的中空矩形的用于承載A軸部分的箱體，A軸箱的內(nèi)部固定設(shè)有一面鋼板的稱為內(nèi)隔板，所述內(nèi)隔板將A軸箱的內(nèi)部分隔成左腔室與右腔室；沿所述左腔室的左右方向中軸線，A軸箱左側(cè)箱壁與所述內(nèi)隔板之間設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的、中空?qǐng)A柱管形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)軸稱為A轉(zhuǎn)軸，所述A轉(zhuǎn)軸的左端穿過并凸出于A軸箱的左側(cè)箱壁的左面，A轉(zhuǎn)軸的右端穿過并凸出于所述內(nèi)隔板的右面；A軸箱下面的右部短邊處設(shè)有和短邊平行的轉(zhuǎn)軸與所述X軸拖板副的所述X滑板的上面右邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，A軸箱的前后二個(gè)側(cè)面分別夾持設(shè)有用于調(diào)整A軸箱仰角調(diào)的由扇形鋼板制成的A軸仰角調(diào)整架，所述A軸仰角調(diào)整架的下邊固定連接在X軸拖板副的所述X滑板的前后二個(gè)側(cè)面，A軸仰角調(diào)整架的圓心角位于所述X滑板的右短邊處4軸箱的前后二個(gè)側(cè)面的左邊中部分別固定設(shè)有凸出的螺栓與A軸仰角調(diào)整架上對(duì)應(yīng)設(shè)置的扇環(huán)形通孔連接；所述A軸拖板副為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為A滑座和A滑板；所述A滑座和A滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為A軸絲杠副；所述A軸絲杠副的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為A絲杠和A螺母，其中，所述A絲杠沿與A滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述A滑座的左面，所述A螺母固定連接在所述A滑板的右面；所述A滑座的前面固定設(shè)有A軸拖板伺服電機(jī)，所述A軸拖板伺服電機(jī)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸拖板伺服電機(jī)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與A絲杠的上端連接；所述A滑座的右面中心與所述A轉(zhuǎn)軸的左端固定連接；所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)位于A軸箱的所述左腔室固定在所述內(nèi)隔板的左面，所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與所述所述A轉(zhuǎn)軸的右部傳動(dòng)連接；所述A軸光電接口位于A軸箱的所述右腔室中與A轉(zhuǎn)軸的右端連接；所述A軸光電接口為用于向所述A軸拖板伺服電機(jī)提供電力和控制信號(hào)，由集電環(huán)和光電信號(hào)耦合器構(gòu)成的可同軸旋轉(zhuǎn)的電氣接口器件；所述的數(shù)控操作臺(tái)為由微電腦處理器、輸入接口、功放輸出接口，操作鍵盤、顯示界面、USB接口組成，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)及程序，通過電力和控制信號(hào)導(dǎo)線連接控制驅(qū)動(dòng)所述X軸伺服電機(jī)、A軸拖板伺服電機(jī)和A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)運(yùn)行的系統(tǒng)控制裝置；X軸拖板副的所述X滑座沿與床身長(zhǎng)邊平行的中心線固定連接在床身的上面，數(shù)控操作臺(tái)輸出端的電力和控制信號(hào)導(dǎo)線分別與X軸伺服電機(jī)、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和A軸光電接口連接，A軸拖板伺服電機(jī)的動(dòng)力電源和控制信號(hào)導(dǎo)線通過所述A轉(zhuǎn)軸的中空管道分別與A軸光電接口的集電環(huán)和光電信號(hào)耦合器相連，數(shù)控操作臺(tái)通過可轉(zhuǎn)動(dòng)支架連接在床身的右側(cè)面；結(jié)構(gòu)表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對(duì)所表述主體的面，后面為與所述前面相對(duì)的面。工作原理及有益效果應(yīng)用時(shí)，將夾持工件的夾具固定在A軸部分的A滑板的左面，用夾具夾持待加工工
件，通過Z軸部分的光束調(diào)角器和Z軸調(diào)焦手輪分別調(diào)節(jié)激光束焦點(diǎn)與待加工工件的加工面正交和位置高度，由數(shù)控操作臺(tái)根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)及程序，控制X軸伺服電機(jī)、A軸拖板伺服電機(jī)和A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)X軸部分和A軸部分承載工件的加工面追蹤激光束的焦點(diǎn)進(jìn)行激光加工；由于A軸部分的A滑板受A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和A軸拖板伺服電機(jī)的共同驅(qū)動(dòng)，可以一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一邊作端面射線運(yùn)動(dòng)的極坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)，因此滿足了激光加工的立體全方位運(yùn)動(dòng)要求,使激光加工避免了動(dòng)用昂貴的五軸數(shù)控加工中心的弊端，降低了加工成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益。上述，本實(shí)用新型采用由床身、X軸部分、Z軸部分、具備極坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系的A軸部分和數(shù)控操作臺(tái)構(gòu)成的激光加工專用裝置，將Z軸部分設(shè)置在床身的懸臂處，將半導(dǎo)體激光器設(shè)置在Z軸部分的Z滑板上，將X軸部分設(shè)置在床身的上面，將A軸部分設(shè)置在X軸部分的X滑板上，將數(shù)控操作臺(tái)設(shè)置在床身的一側(cè)，應(yīng)用時(shí)，將夾持工件的夾具安裝在A軸部分的A滑板上，通過Z軸部分的光束調(diào)角器和Z軸調(diào)焦手輪分別調(diào)節(jié)激光束焦點(diǎn)與加工面正交和位置高度，通過數(shù)控操作臺(tái)操控X軸部分、A軸部分承載工件的加工面追蹤激光束焦點(diǎn)進(jìn)行激光加工的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在成本高、效益低的問題與不足，所提供的一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床,通過增設(shè)A軸部分來(lái)滿足激光加工的全方位要求，使激光的批量加工避免了動(dòng)用昂貴的五軸數(shù)控加工中心的弊端，達(dá)到了降低成本、提高效益的目的。

圖I是本實(shí)用新型的一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床的正面透視的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的右視圖；圖3是圖I的俯視圖。
以下結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。圖中床身I、立柱11、懸臂12、支腳13、X軸部分2、X軸拖板副21、X軸絲杠副22、X軸伺服電機(jī)23、Z軸部分3、光束調(diào)角器31、Z軸拖板副32、Z軸調(diào)焦手輪33、半導(dǎo)體激光器34、激光束35、A軸部分4、A軸箱41、A軸仰角調(diào)整架42、A軸拖板副43、A軸拖板伺服電機(jī)44、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45、A軸光電接口 46、數(shù)控操作臺(tái)5。
具體實(shí)施方式
參閱圖I 圖3，本實(shí)用新型的一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床，包括床身1、X軸部分2、Z軸部分3、A軸部分4、數(shù)控操作臺(tái)5，其中所述的床身I為由鋼板焊制的中空矩形箱狀的基座，床身I的后面左邊固定設(shè)有垂直向上且凸出高于床身I上面的矩形柱狀鋼質(zhì)的立柱11，所述立柱11的上端前面固定設(shè)有水平位于床身I上方的矩形柱狀鋼質(zhì)的懸臂12 ；床身I下面的四角處分別設(shè)有用于調(diào)整床身I上面水平的支腳13 ；所述的X軸部分2為由X軸拖板副21、X軸絲杠副22和X軸伺服電機(jī)23構(gòu)成，沿與床身I長(zhǎng)邊平行的中軸線作左右水平拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述X軸拖板副21為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為X滑座和X滑板；所述X滑座和X滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為X軸絲杠副22 ;所述X軸絲杠副22的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為X絲杠和X螺母，其中，所述X絲杠沿與X滑板長(zhǎng)邊平行的中軸線水平固定連接在所述X滑板的下面，所述X螺母可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在 所述X滑座的上面；所述X滑座的下面固定設(shè)有X軸伺服電機(jī)23，所述X軸伺服電機(jī)23為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，X軸伺服電機(jī)23的輸出端通過同步 傳動(dòng)皮帶與X螺母連接；所述的Z軸部分3為由光束調(diào)角器31、Z軸拖板副32和Z軸調(diào)焦手輪33構(gòu)成，位于床身I的所述懸臂12前端，可作端面角度調(diào)整和上下垂直拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述光束調(diào)角器31為由圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)座與圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成的用于端面旋轉(zhuǎn)調(diào)整轉(zhuǎn)角的部件；光束調(diào)角器31的所述轉(zhuǎn)座固定連接在床身I的所述懸臂12前端面中心，所述轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述轉(zhuǎn)座的前端面中心；所述Z軸拖板副32為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為Z滑座和Z滑板；所述Z滑座和Z滑板之間設(shè)有由絲杠與螺母旋合連接的絲杠副稱為Z絲杠副；所述Z絲杠副的絲杠與螺母分別稱為Z絲杠與Z螺母，其中，所述Z絲杠沿與Z滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述Z滑座的前面，所述Z螺母固定連接在所述Z滑板的后面；所述Z滑座固定連接在所述光束調(diào)角器31的所述轉(zhuǎn)盤的前端面中心，Z滑座的長(zhǎng)邊為上下方向；所述Z絲杠的上端固定設(shè)有用于手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Z絲杠的Z軸調(diào)焦手輪33 ;所述Z滑板的前端面處固定設(shè)有半導(dǎo)體激光器34，所述半導(dǎo)體激光器34為由半導(dǎo)體受激發(fā)射激光的器件，所述半導(dǎo)體激光器34的激光輸出端向下；所述的A軸部分4為由A軸箱41、A軸仰角調(diào)整架42、A軸拖板副43、A軸拖板伺服電機(jī)44、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45和A軸光電接口 46構(gòu)成，可作極坐標(biāo)系拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述A軸箱41為由鋼板焊制的中空矩形的用于承載A軸部分4的箱體，A軸箱41的內(nèi)部固定設(shè)有一面鋼板的稱為內(nèi)隔板，所述內(nèi)隔板將A軸箱41的內(nèi)部分隔成左腔室與右腔室；沿所述左腔室的左右方向中軸線，A軸箱41左側(cè)箱壁與所述內(nèi)隔板之間設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的、中空?qǐng)A柱管形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)軸稱為A轉(zhuǎn)軸，所述A轉(zhuǎn)軸的左端穿過并凸出于A軸箱41的左側(cè)箱壁的左面，A轉(zhuǎn)軸的右端穿過并凸出于所述內(nèi)隔板的右面；A軸箱41下面的右部短邊處設(shè)有和短邊平行的轉(zhuǎn)軸與所述X軸拖板副21的所述X滑板的上面右邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，A軸箱41的前后二個(gè)側(cè)面分別夾持設(shè)有用于調(diào)整A軸箱41仰角調(diào)的由扇形鋼板制成的A軸仰角調(diào)整架42，所述A軸仰角調(diào)整架42的下邊固定連接在X軸拖板副21的所述X滑板的前后二個(gè)側(cè)面，A軸仰角調(diào)整架42的圓心角位于所述X滑板的右短邊處;A軸箱41的前后二個(gè)側(cè)面的左邊中部分別固定設(shè)有凸出的螺栓與A軸仰角調(diào)整架42上對(duì)應(yīng)設(shè)置的扇環(huán)形通孔連接；所述A軸拖板副43為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為A滑座和A滑板；所述A滑座和A滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為A軸絲杠副；所述A軸絲杠副的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為A絲杠和A螺母，其中，所述A絲杠沿與A滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述A滑座的左面，所述A螺母固定連接在所述A滑板的右面；所述A滑座的前面固定設(shè)有A軸拖板伺服電機(jī)44，所述A軸拖板伺服電機(jī)44為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸拖板伺服電機(jī)44的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與A絲杠的上端連接；所述A滑座的右面中心與所述A轉(zhuǎn)軸的左端固定連接；所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45位于A軸箱41的所述左腔室固定在所述內(nèi)隔板的左面，所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與所述所述A轉(zhuǎn)軸的右部傳動(dòng)連接；·所述A軸光電接口 46位于A軸箱41的所述右腔室中與A轉(zhuǎn)軸的右端連接；所述A軸光電接口 46為用于向所述A軸拖板伺服電機(jī)44提供電力和控制信號(hào)，由集電環(huán)和光電信號(hào)耦合器構(gòu)成的可同軸旋轉(zhuǎn)的電氣接口器件；所述的數(shù)控操作臺(tái)5為由微電腦處理器、輸入接口、功放輸出接口，操作鍵盤、顯示界面、USB接口組成，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)及程序，通過電力和控制信號(hào)導(dǎo)線連接控制驅(qū)動(dòng)所述X軸伺服電機(jī)23、A軸拖板伺服電機(jī)44和A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45運(yùn)行的系統(tǒng)控制裝置；X軸拖板副21的所述X滑座沿與床身I長(zhǎng)邊平行的中心線固定連接在床身I的上面，數(shù)控操作臺(tái)5輸出端的電力和控制信號(hào)導(dǎo)線分別與X軸伺服電機(jī)23、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45和A軸光電接口 46連接,A軸拖板伺服電機(jī)44的動(dòng)力電源和控制信號(hào)導(dǎo)線通過所述A轉(zhuǎn)軸的中空管道分別與A軸光電接口 46的集電環(huán)和光電信號(hào)耦合器相連，數(shù)控操作臺(tái)5通過可轉(zhuǎn)動(dòng)支架連接在床身I的右側(cè)面；結(jié)構(gòu)表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對(duì)所表述主體的面，后面為與所述前面相對(duì)的面。工作原理及有益效果應(yīng)用時(shí)，將夾持工件的夾具固定在A軸部分4的A滑板的左面，用夾具夾持待加工工件，通過Z軸部分3的光束調(diào)角器31和Z軸調(diào)焦手輪33分別調(diào)節(jié)激光束35焦點(diǎn)與待加工工件的加工面正交和位置高度，由數(shù)控操作臺(tái)5根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)及程序，控制X軸伺服電機(jī)23、A軸拖板伺服電機(jī)44和A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45驅(qū)動(dòng)X軸部分2和A軸部分4承載工件的加工面追蹤激光束35的焦點(diǎn)進(jìn)行激光加工；由于A軸部分4的A滑板受A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)45和A軸拖板伺服電機(jī)44的共同驅(qū)動(dòng)，可以一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一邊作端面射線運(yùn)動(dòng)的極坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)，因此滿足了激光加工的立體全方位運(yùn)動(dòng)要求，使激光加工避免了動(dòng)用昂貴的五軸數(shù)控加工中心的弊端，降低了加工成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床，其特征在于包括床身(I)、X軸部分(2)、Z軸部分(3)、A軸部分(4)、數(shù)控操作臺(tái)(5)，所述的床身(I)為由鋼板焊制的中空矩形箱狀的基座，床身(I)的后面左邊固定設(shè)有垂直向上且凸出高于床身(I)上面的矩形柱狀鋼質(zhì)的立柱(11)，所述立柱(11)的上端前面固定設(shè)有水平位于床身(I)上方的矩形柱狀鋼質(zhì)的懸臂(12);床身(I)下面的四角處分別設(shè)有用于調(diào)整床身(I)上面水平的支腳(13)； 所述的X軸部分(2)為由X軸拖板副(21)、X軸絲杠副(22)和X軸伺服電機(jī)(23)構(gòu)成，沿與床身(I)長(zhǎng)邊平行的中軸線作左右水平拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述X軸拖板副`(21)為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為X滑座和X滑板；所述X滑座和X滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為X軸絲杠副(22);所述X軸絲杠副(22)的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為X絲杠和X螺母，其中，所述X絲杠沿與X滑板長(zhǎng)邊平行的中軸線水平固定連接在所述X滑板的下面，所述X螺母可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述X滑座的上面；所述X滑座的下面固定設(shè)有X軸伺服電機(jī)(23)，所述X軸伺服電機(jī)(23)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，X軸伺服電機(jī)(23)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與X螺母連接； 所述的Z軸部分(3)為由光束調(diào)角器(31)、Z軸拖板副(32)和Z軸調(diào)焦手輪(33)構(gòu)成，位于床身(I)的所述懸臂(12)前端，可作端面角度調(diào)整和上下垂直拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述光束調(diào)角器(31)為由圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)座與圓盤形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成的用于端面旋轉(zhuǎn)調(diào)整轉(zhuǎn)角的部件；光束調(diào)角器(31)的所述轉(zhuǎn)座固定連接在床身(I)的所述懸臂(12)前端面中心，所述轉(zhuǎn)盤經(jīng)轉(zhuǎn)軸扣合轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述轉(zhuǎn)座的前端面中心；所述Z軸拖板副(32)為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為Z滑座和Z滑板；所述Z滑座和Z滑板之間設(shè)有由絲杠與螺母旋合連接的絲杠副稱為Z絲杠副；所述Z絲杠副的絲杠與螺母分別稱為Z絲杠與Z螺母，其中，所述Z絲杠沿與Z滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述Z滑座的前面，所述Z螺母固定連接在所述Z滑板的后面；所述Z滑座固定連接在所述光束調(diào)角器(31)的所述轉(zhuǎn)盤的前端面中心，Z滑座的長(zhǎng)邊為上下方向；所述Z絲杠的上端固定設(shè)有用于手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Z絲杠的Z軸調(diào)焦手輪(33)；所述Z滑板的前端面處固定設(shè)有半導(dǎo)體激光器(34)，所述半導(dǎo)體激光器(34)為由半導(dǎo)體受激發(fā)射激光的器件，所述半導(dǎo)體激光器(34)的激光輸出端向下； 所述的A軸部分(4)為由A軸箱(41)、A軸仰角調(diào)整架(42)、A軸拖板副(43)、A軸拖板伺服電機(jī)(44)、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)和A軸光電接口(46)構(gòu)成，可作極坐標(biāo)系拖動(dòng)運(yùn)行的部分；其中，所述A軸箱(41)為由鋼板焊制的中空矩形的用于承載A軸部分(4)的箱體，A軸箱(41)的內(nèi)部固定設(shè)有一面鋼板的稱為內(nèi)隔板，所述內(nèi)隔板將A軸箱(41)的內(nèi)部分隔成左腔室與右腔室；沿所述左腔室的左右方向中軸線，A軸箱(41)左側(cè)箱壁與所述內(nèi)隔板之間設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的、中空?qǐng)A柱管形的鋼質(zhì)轉(zhuǎn)軸稱為A轉(zhuǎn)軸，所述A轉(zhuǎn)軸的左端穿過并凸出于A軸箱(41)的左側(cè)箱壁的左面，A轉(zhuǎn)軸的右端穿過并凸出于所述內(nèi)隔板的右面； A軸箱(41)下面的右部短邊處設(shè)有和短邊平行的轉(zhuǎn)軸與所述X軸拖板副(21)的所述X滑板的上面右邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，A軸箱(41)的前后二個(gè)側(cè)面分別夾持設(shè)有用于調(diào)整A軸箱(41)仰角調(diào)的由扇形鋼板制成的A軸仰角調(diào)整架(42)，所述A軸仰角調(diào)整架(42)的下邊固定連接在X軸拖板副(21)的所述X滑板的前后二個(gè)側(cè)面，A軸仰角調(diào)整架(42)的圓心角位于所述X滑板的右短邊處;A軸箱(41)的前后二個(gè)側(cè)面的左邊中部分別固定設(shè)有凸出的螺栓與A軸仰角調(diào)整架(42)上對(duì)應(yīng)設(shè)置的扇環(huán)形通孔連接； 所述A軸拖板副(43)為由鋼質(zhì)矩形滑座與鋼質(zhì)矩形滑板經(jīng)槽軌滑動(dòng)扣合連接構(gòu)成，分別稱為A滑座和A滑板；所述A滑座和A滑板之間設(shè)有由滾珠絲杠與滾珠螺母旋合連接的絲杠副稱為A軸絲杠副；所述A軸絲杠副的滾珠絲杠與滾珠螺母分別稱為A絲杠和A螺母，其中，所述A絲杠沿與A滑座長(zhǎng)邊平行的中軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接在所述A滑座的左面，所述A螺母固定連接在所述A滑板的右面；所述A滑座的前面固定設(shè)有A軸拖板伺服電機(jī)(44)，所述A軸拖板伺服電機(jī)(44)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸拖板伺服電機(jī)(44)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與A絲杠的上端連接；所述A滑座的右面中心與所述A轉(zhuǎn)軸的左端固定連接； 所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)位于A軸箱(41)的所述左腔室固定在所述內(nèi)隔板的左面，所述A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)的輸出端通過同步傳動(dòng)皮帶與所述所述A轉(zhuǎn)軸的右部傳動(dòng)連接； 所述A軸光電接口(46)位于A軸箱(41)的所述右腔室中與A轉(zhuǎn)軸的右端連接；所述A軸光電接口(46)為用于向所述A軸拖板伺服電機(jī)(44)提供電力和控制信號(hào)，由集電環(huán)和光電信號(hào)稱合器構(gòu)成的可同軸旋轉(zhuǎn)的電氣接口器件； 所述的數(shù)控操作臺(tái)(5)為由微電腦處理器、輸入接口、功放輸出接口，操作鍵盤、顯示界面、USB接口組成，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)及程序，通過電力和控制信號(hào)導(dǎo)線連接控制驅(qū)動(dòng)所述X軸伺服電機(jī)(23)、A軸拖板伺服電機(jī)(44)和A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)運(yùn)行的系統(tǒng)控制裝置； X軸拖板副(21)的所述X滑座沿與床身(I)長(zhǎng)邊平行的 中心線固定連接在床身(I)的上面，數(shù)控操作臺(tái)(5)輸出端的電力和控制信號(hào)導(dǎo)線分別與X軸伺服電機(jī)(23)、A軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(45)和A軸光電接口(46)連接，A軸拖板伺服電機(jī)(44)的動(dòng)力電源和控制信號(hào)導(dǎo)線通過所述A轉(zhuǎn)軸的中空管道分別與A軸光電接口(46)的集電環(huán)和光電信號(hào)耦合器相連，數(shù)控操作臺(tái)(5)通過可轉(zhuǎn)動(dòng)支架連接在床身(I)的右側(cè)面； 結(jié)構(gòu)表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對(duì)所表述主體的面，后面為與所述前面相對(duì)的面。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控半導(dǎo)體激光加工機(jī)床，包括床身(1)、X軸部分(2)、Z軸部分(3)、A軸部分(4)、數(shù)控操作臺(tái)(5)。本實(shí)用新型采用由上述構(gòu)件構(gòu)成的裝置，將Z軸部分設(shè)置在床身的懸臂處，將半導(dǎo)體激光器設(shè)置在Z軸部分的Z滑板上，將X軸部分設(shè)置在床身的上面，將具備極坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系的A軸部分設(shè)置在X軸部分的X滑板上，將數(shù)控操作臺(tái)設(shè)置在床身的一側(cè)，將夾持工件的夾具安裝在A軸部分的A滑板上，通過Z軸部分的光束調(diào)角器和調(diào)焦手輪分別調(diào)節(jié)激光束焦點(diǎn)與加工面正交和位置高度，通過數(shù)控操作臺(tái)操控X軸部分、A軸部分承載工件的加工面追蹤激光束焦點(diǎn)進(jìn)行激光加工的技術(shù)方案，使激光的批量加工達(dá)到了降低成本、提高效益的目的。
文檔編號(hào)B23K26/00GK202701606SQ20122037987
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者陳中強(qiáng), 涂群, 鄧正大 申請(qǐng)人:寧?？h盛源激光科技有限公司