一種三維鐳射雕刻機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐳射雕刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維鐳射雕刻機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光雕刻技術(shù)屬于一種比較常見的激光加工技術(shù)，激光雕刻加工主要利用激光對工件的汽化效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)和焰蝕效應(yīng)實(shí)現(xiàn)加工效果。激光雕刻具有非接觸、低噪聲、高速度等特點(diǎn)，非常適合于亞克力、橡膠、木材等非金屬材料的雕刻加工，并在廣告、服裝、印刷和工藝品等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的三維鐳射雕刻機(jī)大多采用工作臺移動、定梁式龍門結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)一般只能用于加工幅面較小的工件，而且因?yàn)橐?qū)動重量較大的工作臺，所以其定位速度和動態(tài)響應(yīng)較差。所以，目前的三維鐳射雕刻機(jī)對超出機(jī)床行程范圍的長形工件不能實(shí)現(xiàn)多次定位雕刻，不能夠滿足雕刻高質(zhì)量大型的工件。同時，現(xiàn)有的三維鐳射雕刻機(jī)只能實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸、Z軸三軸聯(lián)動，整個機(jī)器不具有旋轉(zhuǎn)、伸縮等功能，使機(jī)器運(yùn)動不靈活，切割工件不方便，造成工作效率低，雕刻質(zhì)量不能夠保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種三維鐳射雕刻機(jī)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種三維鐳射雕刻機(jī)，包括支架、FPGA控制裝置、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動裝置，所述支架的頂部設(shè)有導(dǎo)軌，所述支架的內(nèi)側(cè)面設(shè)有CCD攝像裝置，所述CCD攝像裝置通過導(dǎo)線與FPGA控制裝置電性連接，所述傳動機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)和滑塊，所述伺服電機(jī)與滑塊傳動連接，所述支架的右側(cè)固定有驅(qū)動器，所述驅(qū)動器通過導(dǎo)線分別與伺服電機(jī)和FPGA控制裝置電性連接，所述滑塊與導(dǎo)軌滑動連接，所述滑塊的底部通過固定座設(shè)有伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)與FPGA控制裝置電性連接，所述伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動連接有激光器，所述激光器的下端與機(jī)械傳動裝置固定連接，所述機(jī)械傳動裝置的下端設(shè)有激光雕刻頭，所述激光器連接有激光控制裝置，所述激光控制裝置設(shè)置在支架的左外側(cè)面，所述激光控制裝置包括ARM微處理器、信息存儲器和圖像采集裝置，所述ARM微處理器的輸入端分別與信息存儲器、電源和FPGA控制裝置電性連接，所述圖像采集裝置的輸出端與ARM微處理器的輸入端電性連接，所述ARM微處理器的輸出端信號連接于激光器，所述激光器信號連接有光纖耦合器，所述光纖耦合器連接有繪圖儀，所述繪圖儀與激光雕刻頭信號連接，且所述繪圖儀通過驅(qū)動電路與ARM微處理器的輸出端電性連接，所述ARM微處理器的輸入端還電性連接有圖像采集裝置，所述ARM微處理器的輸出端還電性連接有控制按鈕。
[0006]優(yōu)選的，所述機(jī)械傳動裝置包括前臂部、后臂部和機(jī)身，所述激光雕刻頭通過第一旋轉(zhuǎn)軸與前臂部活動連接，所述前臂部通過第二旋轉(zhuǎn)軸與后臂部活動連接，所述后臂部通過第三旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)身活動連接，所述機(jī)身與激光器固定連接。
[0007]優(yōu)選的，所述機(jī)械傳動裝置包括X軸驅(qū)動裝置和Y軸液壓伸縮裝置，所述X軸驅(qū)動裝置包括X軸傳動塊、X軸伺服電機(jī)和固定座，所述固定座通過軸承與激光器固定連接，所述固定座的正面上設(shè)有X軸導(dǎo)軌，所述X傳動塊與X軸導(dǎo)軌傳動連接，所述X軸伺服電機(jī)安裝在X軸傳動塊的側(cè)面，所述Y軸液壓伸縮裝置設(shè)有液壓伸縮桿，所述激光雕刻頭安裝在液壓伸縮桿的底部。
[0008]優(yōu)選的，所述激光器為紅外區(qū)0)2激光器，紅外區(qū)CO 2激光器的輸出功率為0-40W。
[0009]優(yōu)選的，所述ARM微處理器的輸出端還電性連接有打印機(jī)。
[0010]優(yōu)選的，所述光纖耦合器的內(nèi)部設(shè)有聚焦透鏡。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌設(shè)置為凹槽形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌對稱設(shè)置為兩組。
[0012]優(yōu)選的，所述支架的兩內(nèi)側(cè)面對稱設(shè)置有兩組反光凸面鏡。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn):該三維鐳射雕刻機(jī)，與傳統(tǒng)的三維鐳射雕刻機(jī)相比，本行發(fā)明通過傳動機(jī)構(gòu)能夠使機(jī)械傳動裝置在水平方向移動，實(shí)現(xiàn)X軸移動，通過伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠使機(jī)械傳動裝置在水平方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，而機(jī)械傳動裝置自身能夠伸縮轉(zhuǎn)動和上下移動等，同時，CCD攝像裝置能夠隨時采集激光雕刻頭雕刻的畫面，確保雕刻出高質(zhì)量的工藝品；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單、數(shù)學(xué)運(yùn)算復(fù)雜精準(zhǔn)，它具有剛度大、響應(yīng)快、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)附加值高和靈活性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的機(jī)械傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的激光控制裝置模塊示意圖；
圖4為本發(fā)明的機(jī)械傳動裝置另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1支架、2導(dǎo)軌、3 C⑶攝像裝置、4反光凸面鏡、5 FPGA控制裝置、6傳動機(jī)構(gòu)、61伺服電機(jī)、62滑塊、63驅(qū)動器、7伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)、8激光器、9機(jī)械傳動裝置、91前臂部、92后臂部、93機(jī)身、94 X軸驅(qū)動裝置、941X軸傳動塊(41)、942X軸伺服電機(jī)(42)、943固定座(43)、944X軸導(dǎo)軌、95 Y軸液壓伸縮裝置、951液壓伸縮桿、10激光雕刻頭、11激光控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]實(shí)施例一
本發(fā)明提供了如圖1-3所示的一種三維鐳射雕刻機(jī)，包括支架UFPGA控制裝置5、傳動機(jī)構(gòu)6和機(jī)械傳動裝置9，所述支架I的兩內(nèi)側(cè)面對稱設(shè)置有兩組反光凸面鏡4，所述支架I的頂部設(shè)有導(dǎo)軌2，所述導(dǎo)軌2設(shè)置為凹槽形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌2對稱設(shè)置為兩組，所述支架I的內(nèi)側(cè)面設(shè)有CCD攝像裝置3，所述CCD攝像裝置3通過導(dǎo)線與FPGA控制裝置5電性連接，所述傳動機(jī)構(gòu)6包括伺服電機(jī)61和滑塊62，所述伺服電機(jī)61與滑塊62傳動連接，所述支架I的右側(cè)固定有驅(qū)動器63，所述驅(qū)動器63通過導(dǎo)線分別與伺服電機(jī)61和FPGA控制裝置5電性連接，所述滑塊62與導(dǎo)軌2滑動連接，所述滑塊62的底部通過固定座設(shè)有伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，所述伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)7與FPGA控制裝置5電性連接，所述伺服直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)7的輸出軸通過聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動連接有激光器8，所述激光器8的下端與機(jī)械傳動裝置9固定連接，所述機(jī)械傳動裝置9的下端設(shè)有激光雕刻頭10，所述激光器8連接有激光控制裝置11，所述激光控制裝置11設(shè)置在支架I的左外側(cè)面，所述激光控制裝置11包括ARM微處理器、信息存儲器和圖像采集裝置，所述ARM微處理器的輸入端分別與信息存儲器、電源和FPGA控制裝置5電性連接，所述圖像采集裝置的輸出端與ARM微處理器的輸入端電性連接，所述ARM微處理器的輸出端信號連接于激光器8所述激光器8為紅外區(qū)0)2激光器，紅外區(qū)CO2激光器的輸出功率為0-40W，所述激光器8信號連接有光纖親合器，所述光纖親合器的內(nèi)部設(shè)有聚焦透鏡，所述光纖耦合器連接有繪圖儀，所述繪圖儀與激光雕刻頭10信號連接，且所述繪圖儀通過驅(qū)動電路與ARM微處理器的輸出端電性連接，所述ARM微處理器的輸入端還電性連接有圖像采集裝置，所述ARM微處理器的輸出端還電性連接有控制按鈕，所述ARM微處理器的輸出端還電性連接有打印機(jī)，所述機(jī)械傳動裝置9包括前臂部91