一种大幅面光纤激光打标机的制作方法

  本实用新型属于激光切割标刻相关设备领域，更具体地，涉及一种大幅面光纤激光打标机,其适于以结构紧密相连、操作灵活的方式实现更大幅面的工件标记及切割操作，并可根据具体需要在三维方向上有效覆盖各类大尺寸工件的加工范围。

  大幅面光纤激光打标机是指采用光纤激光器产生激光束，并在各种不同物质表面打上大幅面连续或不连续永久标记的设备。由于其属于非接触加工，不损坏产品，标记质量好，对高硬度、高熔点、脆性材料以及大尺寸零件更显优势，因而在电脑配件、工业仪表、电子及通讯产品、航天航空器件、各种汽车零件、模具等多种领域获得了广泛应用。

  现有技术中已经提出了一些涉及大幅面光纤激光打标打设备，例如，CN1.2公开了一种大幅面光纤激光打标机，其中激光头通过X向移动机构、Y向移动机构设置在载物台上侧，通过工件不动，移动激光头的方式来进行标刻，由此在某些特定的程度上课解决大尺寸零件没办法一次完成标刻问题。然而，进一步的研究表明，上述现存技术任旧存在以下的缺陷或不足：首先，该设备机壳采用封闭式结构，相应会造成较大零件任旧存在无法安装上去的问题；其次，由于工件保持不动，激光头的最大加工范围仍然会受到其局限，并在真实的操作上对可标刻幅面的扩展增加有限；最后，该现有设备在激光头运动机构方面仍需要用较为复杂结构来实现，例如需要四副的导轨，相应导致整体设备复杂笨重、制造成本高等问题。因此，本领域亟需对此作出进一步的改进和完善，以便更好地贴合大幅面光纤激光打标日渐增长的要求。

  针对现存技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种大幅面光纤激光打标机，其中通过对其整体功能单元的布局及其相对运动布置方式重新进行设计，同时对一些关键组件如工作面板驱动单元、Z向升降单元、激光光路单元和烟雾除尘单元等在具体结构组成以及设置方式等方面做出进一步的改进设计，相应能够以便于操控、高效率、高精度的方式执行更大幅面的激光打标及切割操作，并可在三维方向上有效覆盖各类大尺寸工件的加工范围。

  为实现上述目的，本实用新型提出了一种大幅面光纤激光打标机，该大幅面光纤激光打标机包括工作机柜、光纤激光发生器、工作面板驱动单元、Z向升降单元和激光光路单元，其特征在于：

  所述工作机柜呈封闭柜体的形式，它的内部设置有所述光纤激光发生器，并在它的上表面设置有所述工作面板驱动单元；

  所述工作面板驱动单元包括X向移动机构和Y向移动机构，其中该X向移动机构沿着X轴方向固定安装在所述工作机柜的上表面，该Y向移动机构通过连接件继续安装在所述X向移动机构上，并保持与此X向移动机构相互垂直的布置且可实现彼此之间的相对运动；此外，用于定位及承载待标识工件的工作面板被对称固定在所述Y向移动机构，并随之一同发生运动；

  所述Z向升降单元呈立柱的形式，其沿着Z轴方向固定在所述工作机柜的上表面位于所述工作面板驱动单元的一侧，并用于对安装在其侧面的所述激光光路单元执行Z轴方向的升降运动；

  所述激光光路单元沿着Y轴方向伸出且其末端设置有振镜模块，其中该振镜模块整于所述工作面板的正上方，用于接收来自所述光纤激光发生器的激光束以执行偏振，由此完成对到达所需位置的工件的标识操作。

  作为进一步优选地，上述大幅面光纤激光打标机还包括烟雾除尘单元，该烟雾除尘单元独立配置在所述工作机柜的后方，并通过设置在所述工作面板上方的吸气管对用于对激光标刻所产生的烟雾粉尘吸入至过滤模块。

  作为进一步优选地，上述大幅面光纤激光打标机还包括控制机柜，该控制机柜呈独立柜体的形式，并配置在所述工作机柜的附近。

  作为进一步优选地，对于所述X向移动机构、Y向移动机构和Z向升降单元而言，它们被设置为电动驱动方式或者手动电动一体式驱动方式。

  作为进一步优选地，所述工作机柜和控制机柜的底部均安装有脚轮，以便执行整体的移动。

  作为进一步优选地，对于所述振镜模块而言，它所偏振发出的X向激光被设定为保持与所述X向移动机构相平行，它所偏振发出的Y向激光被设定为保持与所述Y向移动机构相平行。

  总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现存技术相比，主要具备以下的技术优点：

  1、通过在整体布局构造上将工作机柜、控制机柜和工作面板等主要组件独立进行设置，并将工作面板及其XYZ驱动机构均设置在工作机柜的台面上，这样相应不仅仅可以便于大尺寸零件的安装及定位，而且还有利于激光打标在更大的幅面内增加运动范围；

  2、通过对关键组件如X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构分别在其具体结构和布置方面做研究和改进，相应可使得作为待加工对象的工件以及用于发射激光束的激光光路单元两者均能在多维方向上实现自由相对运动，这样与现存技术相比可显著进一步提升打标幅面；此外，针对大行程打标过程中易产生的烟雾粉尘等问题，本实用新型还针对性配置有吸取过滤单元，从而在质量上确保最终的打标效果；

  3、按照本实用新型的光纤激光打标机与现有设备相比，能够明显提高其打标操作的范围，实现大尺寸工件的标刻且装卸方式易于切换，同时具备结构紧密相连、便于操控，制造成本低等优点，因而具备广阔的应用前景和实用价值。

  图1是用于显示按照本实用新型优选实施例的大幅面光纤激光打标机的整体结构示意图；

  1-工作机柜 2-台面 3-X向移动机构 4-工作面板 5-定位板 6-待标识工件 7-吸气管 8-Z向升降单元 9-激光光路单元 10-烟雾除尘单元 11-显示器 12-键盘 13-控制机柜 14-Y向移动机构

  为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

  图1是用于显示按照本实用新型优选实施例的大幅面光纤激光打标机的整体结构示意图。如图1所示，该大幅面光纤激光打标机最重要的包含工作机柜、光纤激光发生器、工作面板驱动单元、Z向升降单元和激光光路单元等功能组件，下面将对其逐一进行解释说明。

  工作机柜1呈封闭柜体譬如矩形体的形式，它的内部设置有光纤激光发生器，并在它的上表面设置有工作面板驱动单元。

  作为本实用新型的关键改进之一，参见图2，工作面板驱动单元包括X向移动机构3和Y向移动机构14，其中该X向移动机构3譬如由X向电机和X向直线导轨共同组成，其沿着X轴方向固定安装在工作机柜1的上表面；该Y向移动机构14譬如由Y向电机和Y向直线导轨共同组成，并通过譬如螺钉之类的连接件继续安装在所述X向移动机构3上，并保持与此X向移动机构3相互垂直的布置(也即呈90度的角度)且可实现彼此之间的相对运动；此外，用于定位及承载待标识工件的工作面板4例如通过定位板5，对称固定在所述Y向移动机构14，并随之一同发生运动，由此实现在X轴和Y轴方向上相对于激光光路单元9的相对运动。

  Z向升降单元8可以呈立柱的形式，其沿着Z轴方向固定在所述工作机柜1的上表面位于所述工作面板驱动单元的一侧，并用于对安装在其侧面的激光光路单元9执行Z轴方向的升降运动，以此方式，激光光路单元9自身也可实现相对于工作面板也即待标识工件6的Z轴相对运动，并且该激光光路单元9可以被设置为沿着Y轴方向伸出且其末端设置有振镜模块，该振镜模块整于工作面板4的正上方，用于接收来自所述光纤激光发生器的激光束以执行偏振，由此完成对到达所需位置的工件的标识操作。

  更具体的，该振镜模块所偏振发出的X向激光被设定为保持与所述X向移动机构3相平行，它所偏振发出的Y向激光被设定为保持与所述Y向移动机构14相平行；以此方式，实现对到达所需位置的工件的高精度标刻操作。此外，上述X向移动机构、Y向移动机构和Z向升降单元均可被设置为电动驱动方式或者手动电动一体式驱动方式，由此更为灵活地满足实际工况。

  按照本实用新型的一个优选实施例，本大幅面光纤激光打标机还可以配有控制机柜13，该控制机柜呈独立柜体的形式，并配置在所述工作机柜1的附近，其内部譬如可包含电脑、控制卡、电源等部件以及显示器11、键盘12等配件，并用于控制激光器开关激光、振镜模块偏振激光、X向移动机构和Y向移动机构带动工件相应移动，以完成图案的标刻。

  此外，按照本实用新型的另一优选实施例，本大幅面光纤激光打标机还可以配有烟雾除尘单元10，该烟雾除尘单元独立配置在工作机柜1的后方，并通过设置在所述工作面板4上方的吸气管对用于对激光标刻所产生的烟雾粉尘吸入至过滤模块。

  标刻大尺寸工件时，将工件直接放置工作面板4上，通过定位板5定位，工作面板4上的螺纹孔固定；烟雾除尘单元10；通过升降机构8调节激光光路单元9与工件之间的距离；由控制机柜控制光纤激光发生器的开关、振镜模块对激光束偏振、X向移动机构和Y向移动机构带动工件移动，并先运用红光功能演示标刻过程，确定程序无误再完成工件标刻。

  综上，按照本实用新型的新型大幅面光纤激光打标机整体结构相对比较简单、便于操控，其适应零件的尺寸范围更大，标记能覆盖不同高度零件，而且制造成本低，因而非常适合于大尺寸规格的多种零件的标识应用场合。

  本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

  如您需求助技术专家，请点此查看客服电线. 高分子成型加工新技术及模具（包括外场对材料物理属性的影响机制、特种成型工艺及模具设计、复合成型技术及模具装备、模具CAD/CAE等） 2. 高分子基生化分析材料（包括生物分析专用试剂盒、高分子型试剂保护助剂等） 3. 药检分析仪器及耗材 4. 功能塑料与功能包装材料

  1.食品科学 2.农产品加工及贮藏工程 主要研究方向： 1. 农产品保鲜与加工技术 2. 鲜切果蔬加工 3. 功能活性酚类物质加工稳定性及其留存规律 4. 超声波声化效应研究

  1.机电一体化系统模块设计与开发 2.嵌入式系统模块设计与开发 3.工业与服务机器人技术探讨研究