一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)裝置，特別涉及自動化控制裝置，尤其涉及激光聚能加工裝置，具體的是涉及一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水晶、玻璃激光內(nèi)雕機是用于水晶、玻璃內(nèi)雕刻的機器，主要工作過程是將水晶或玻璃放在機器的工作臺上，通過計算機控制并輸出三維或平面圖案，利用激光聚焦原理，在水晶或玻璃內(nèi)部雕刻圖案。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中利用激光在玻璃內(nèi)部雕刻三維圖像，需要被雕刻面是平面，即大多數(shù)都是在平板玻璃內(nèi)進行雕刻，所以存在很大的局限性，很多圓筒狀物體就沒法實現(xiàn)360度一周的雕刻，比如圓柱形玻璃茶杯等。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供了一種激光光路穩(wěn)定、可以在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)進行三維圖像雕刻的裝置。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置，包括支架、機械手夾具及設(shè)置在支架上的移動定位機構(gòu)及高速振鏡系統(tǒng)，其中，所述的玻璃設(shè)置在機械手夾具上，機械手夾具連接有用于其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，所述的移動定位機構(gòu)包括兩個獨立的Y方向運動部件和一個Z方向運動部件，機械手夾具設(shè)置在所述的Y方向運動部件上，高速振鏡系統(tǒng)則設(shè)置在z方向運動部件上。
[0007]作為優(yōu)選，所述的高速振鏡系統(tǒng)包括高速振鏡、反射鏡與激光源，利用反射鏡將來自激光源的激光射向所述的高速振鏡，激光源的出射方向與Y方向運動部件的運動軌跡垂直。
[0008]作為優(yōu)選，所述的機械手夾具為三爪卡盤，所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機、小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤，所述的轉(zhuǎn)盤設(shè)置在三爪卡盤下方，在小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤上套有皮帶，電機驅(qū)動小皮帶輪旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。
[0009]作為優(yōu)選，所述的機械手夾具為三爪卡盤，所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機、減速機、小齒輪與大齒盤，所述的大齒盤設(shè)置在三爪卡盤下方，小齒輪與大齒盤相嚙合，電機通過減速機驅(qū)動小齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動大齒盤及三爪卡盤轉(zhuǎn)動。
[0010]作為優(yōu)選，所述的Y方向運動部件和Z方向運動部件均各自與一個驅(qū)動裝置連接，所述的驅(qū)動裝置均由絲桿螺母副和伺服電機連接構(gòu)成，任意一個所述的伺服電機均與一個控制器連接。
[0011]作為優(yōu)選，所述的具有規(guī)則弧面的玻璃的形狀為圓筒形或圓柱形。
[0012]采用了上述技術(shù)方案的本實用新型的原理及有益效果是:
[0013]本實用新型主要是針對具有規(guī)則弧面的玻璃進行雕刻，比如圓筒狀、圓柱狀玻璃，將高速振鏡系統(tǒng)設(shè)置為上下移動狀態(tài)以使得可以在沿玻璃長度方向進行雕刻，而將搭載玻璃的機械手夾具設(shè)置為前后移動及自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，機械手夾具沿Y方向前后移動一方面方便調(diào)節(jié)激光的焦距，使激光聚焦于玻璃內(nèi)；另一方面又使得激光聚焦點在不同的雕刻深度區(qū)域進行雕刻，機械手夾具旋轉(zhuǎn)使得激光聚焦點在沿玻璃周向方向的不同區(qū)域進行雕刻；從而可以完成對圓筒狀、圓柱狀這類玻璃的三維圖像雕刻，使得三維圖像的雕刻向著更廣闊的空間發(fā)展，滿足了市場的多樣化需求。
[0014]進一步說，機械手夾具與高速振鏡系統(tǒng)在X方向保持不動，而Y方向運動部件與Z方向運動部件分開設(shè)置，可以方便進行調(diào)節(jié)，以盡可能滿足各種加工所需。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型雕刻裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型雕刻裝置另一方向的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為在Y軸方向劃分雕刻區(qū)塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型的【具體實施方式】如下:
[0019]實施例:首先定義下方位，本實用新型以裝置正常擺放時來進行方位約定，X-Y方向所確定的平面為水平面，Y方向為Y方向運動部件運動的方向，亦即前后方向；Z方向為高度方向，亦即上下方向；Y方向運動部件前后運動使得激光聚焦點在玻璃的不同深度進行雕刻以達(dá)到三維的雕刻效果。
[0020]—種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的方法，包括一個利用激光聚焦方法在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)形成損傷點的過程，還包括一個在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)移動激光聚焦點的過程，其中，所述玻璃與激光聚焦點的間距可調(diào)，且玻璃自身旋轉(zhuǎn)使得激光聚焦點在沿玻璃周向方向的不同區(qū)域進行雕刻，激光聚焦點上下移動對沿玻璃長度方向的不同區(qū)域進行雕刻。
[0021]具體的說，將具有規(guī)則弧面的玻璃設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)的機械手夾具上，將所述的機械手夾具設(shè)置在一個Υ方向運動部件上；在具有規(guī)則弧面的玻璃的旁邊設(shè)置高速振鏡系統(tǒng)，將所述的高速振鏡系統(tǒng)設(shè)置在一個Ζ方向運動部件上；通過移動Ζ方向運動部件來改變高速振鏡系統(tǒng)的空間位置從而移動激光聚焦點，通過移動Υ方向運動部件以改變玻璃與激光聚焦點的間距，通過對機械手夾具進行旋轉(zhuǎn)來改變激光聚焦點在玻璃周向方向的雕刻區(qū)域。
[0022]再進一步說，所述的雕刻區(qū)域可以劃分為多個規(guī)則或不規(guī)則的雕刻分區(qū)，在劃分不規(guī)則雕刻分區(qū)時，具體的說，在控制雕刻的激光雕刻控制系統(tǒng)軟件控制界面中，先框選第一塊雕刻分區(qū)，再依次框選所需雕刻的下一個雕刻分區(qū)，直至完成所有雕刻分區(qū)的劃分。采用此方法，使得可以手動分割不規(guī)則的雕刻分區(qū)，解決了以往規(guī)則分區(qū)、規(guī)則移動玻璃雕刻所浪費的時間。
[0023]同時，每個雕刻分區(qū)的雕刻順序可以根據(jù)需要由人工進行編排，玻璃結(jié)合位移路徑按照雕刻順序移動使激光聚焦點雕刻相應(yīng)的雕刻分區(qū)。從而可以進一步滿足雕刻的多樣化需求，提高雕刻效率。
[0024]在三維圖案太厚時，如圖3所示，在Y軸方向?qū)⒈坏窨虆^(qū)域劃分為至少兩層平行的雕刻區(qū)塊19，在Y軸方向最里層或最外層雕刻完X-Z軸方向的雕刻分區(qū)后，再外移或內(nèi)移一層雕刻本層的x-z軸方向的雕刻分區(qū)，直至完成Y軸方向各分層區(qū)塊的雕刻。此方法解決了在三維圖案太厚時，會引起X-Z軸方向的雕刻分區(qū)在Y軸方向某部分被遮光導(dǎo)致的拼接痕跡嚴(yán)重的問題。
[0025]而在雕刻過程中，會有斷電及設(shè)備死機的可能，本實用新型在激光雕刻控制系統(tǒng)軟件中配備了續(xù)雕模塊，在激光雕刻時，該續(xù)雕模塊記憶每個已完成雕刻的雕刻分區(qū)的X、Y、Z軸的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及已完成的雕刻點數(shù)。此方法可以在電腦斷電或設(shè)備斷電重啟后，方便還未雕刻完的廣品進彳丁續(xù)雕，以節(jié)約時間提尚效率，并且不浪費廣品。
[0026]而在斷電或雕刻系統(tǒng)重啟后，可在軟件中手動輸入已完成的大致雕刻點數(shù)，根據(jù)續(xù)雕模塊記憶的數(shù)據(jù)，玻璃即移動至記憶的上次所處的坐標(biāo)位置，以進入下一步雕刻。
[0027]—種在玻璃內(nèi)雕刻三維圖案的裝置，如圖1、2所示，包括支架1、機械手夾具2及設(shè)置在支架1上的移動定位機構(gòu)及高速振鏡系統(tǒng)，其中，所述的玻璃3為圓筒形玻璃，所述的玻璃3設(shè)置在機械手夾具2上，機械手夾具2連接有用于其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，所述的移動定位機構(gòu)包括兩個獨立的Y方向運動部件4和一個Z方向運動部件5，機械手夾具2設(shè)置在所述的Y方向運動部件4上，高速振鏡系統(tǒng)則設(shè)置在Z方向運動部件5上。
[0028]具體的說，所述的高速振鏡系統(tǒng)包括高速振鏡6、反射鏡7與激光源8，利用反射鏡7將來自激光源8的激光射向所述的高速振鏡6，激光源8的出射方向與Y方向運動部件4的運動軌跡垂直。
[0029]所述的機械手夾具2為三爪卡盤，所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機9、小皮帶輪10與轉(zhuǎn)盤11，所述的轉(zhuǎn)盤11設(shè)置在三爪卡盤下方，在小皮帶輪10與轉(zhuǎn)盤11上套有皮帶(未圖示)，電機9驅(qū)動小皮帶輪10旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)盤11轉(zhuǎn)動，進而帶動三爪卡盤及玻璃旋轉(zhuǎn)。所述的Y方向運動部件和Z方向運動部件均各自與一個驅(qū)動裝置連接，所述的驅(qū)動裝置均由絲桿螺母副(未圖示)和伺服電機12連接構(gòu)成，任意一個所述的伺服電機12均與一個控制器連接。
[0030]工作時，在機械手夾具2上放置圓筒形的玻璃3，并且夾牢，打開高速振鏡系統(tǒng)，控制Y方向運動部件移動以對激光進行調(diào)焦，調(diào)焦調(diào)好后，開始雕刻，比如玻璃3先不動，可先控制高速振鏡系統(tǒng)沿Z軸方向?qū)ΣＡ?進行上下雕刻，然后再使機械手夾具2轉(zhuǎn)動一定弧度，進行下一次Z軸方向的雕刻，周而復(fù)始，直至按照預(yù)定的圖像雕刻完成。
【主權(quán)項】
1.一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置，其特征是:包括支架、機械手夾具及設(shè)置在支架上的移動定位機構(gòu)及高速振鏡系統(tǒng)，其中，所述的玻璃設(shè)置在機械手夾具上，機械手夾具連接有用于其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，所述的移動定位機構(gòu)包括兩個獨立的Y方向運動部件和一個Z方向運動部件，機械手夾具設(shè)置在所述的Y方向運動部件上，高速振鏡系統(tǒng)則設(shè)置在z方向運動部件上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是:所述的高速振鏡系統(tǒng)包括高速振鏡、反射鏡與激光源，利用反射鏡將來自激光源的激光射向所述的高速振鏡，激光源的出射方向與Y方向運動部件的運動軌跡垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是:所述的機械手夾具為三爪卡盤，所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機、小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤，所述的轉(zhuǎn)盤設(shè)置在三爪卡盤下方，在小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤上套有皮帶，電機驅(qū)動小皮帶輪旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是:所述的機械手夾具為三爪卡盤，所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機、減速機、小齒輪與大齒盤，所述的大齒盤設(shè)置在三爪卡盤下方，小齒輪與大齒盤相嚙合，電機通過減速機驅(qū)動小齒輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動大齒盤及三爪卡盤轉(zhuǎn)動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是:所述的Y方向運動部件和Z方向運動部件均各自與一個驅(qū)動裝置連接，所述的驅(qū)動裝置均由絲桿螺母副和伺服電機連接構(gòu)成，任意一個所述的伺服電機均與一個控制器連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是:所述的具有規(guī)則弧面的玻璃的形狀為圓筒形或圓柱形。
【專利摘要】本實用新型公開了一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置，一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的裝置，包括支架、機械手夾具及設(shè)置在支架上的移動定位機構(gòu)及高速振鏡系統(tǒng)，其中，所述的玻璃設(shè)置在機械手夾具上，機械手夾具連接有用于其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，所述的移動定位機構(gòu)包括兩個獨立的Y方向運動部件和一個Z方向運動部件，機械手夾具設(shè)置在所述的Y方向運動部件上，高速振鏡系統(tǒng)則設(shè)置在Z方向運動部件上。本實用新型可以完成對圓筒狀、圓柱狀這類玻璃的三維圖像雕刻，使得三維圖像的雕刻向著更廣闊的空間發(fā)展，滿足了市場的多樣化需求。
【IPC分類】B23K26/362, B23K26/08, B23K26/70, B23K26/402
【公開號】CN205043352
【申請?zhí)枴緾N201520790201
【發(fā)明人】曹衛(wèi)
【申請人】浙江圣石激光科技股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月5日