一种自动化激光雕刻系统技术方案

本发明专利技术提供了一种自动化激光雕刻系统，包括机架，机架的前侧设置有上料工位、激光雕刻工位以及下料工位，机架的后侧安装有在上料工位、下料工位之间往复运的第一装夹机构、第二装夹机构，激光雕刻工位上安装有激光雕刻主机，上料工位包括上料输送机构以及上料辅助机构；下料工位包括下料输送机构以及下料辅助机构。本发明专利技术提供一种自动化激光雕刻系统，能够实现工件的端面、柱面双通道夹装加工，同时提供旋转雕刻、定点雕刻以及变转雕刻功能，并且整个加工过程中自动化上、下料，无需人工操作，有效提高加工效率。有效提高加工效率。有效提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化激光雕刻系统


[0001]本专利技术涉及激光雕刻加工
，具体地说是一种自动化激光雕刻系统。

技术介绍

[0002]目前国内激光雕刻加工技术逐渐受到重视，但是目前的雕刻加工装置一般都是通过人工装夹定位零件，加工效率低下，并且加工高精度工件时经常无法达到预期要求；另外的，现有的激光雕刻装置中一般只能进行单通道加工，即一台设备中只能实现对工件的柱形侧面进行夹紧定位加工或者对工件的水平端面进行定位加工，当某一工件在雕刻加工过程中需要对柱形侧面以及水平端面分别进行夹装加工时，一般需要通过两台独立的设备分开进行加工，其中一台装置用于柱形端面的定位加工，待柱面夹装加工完成后换到另一台装置用于水平端面的定位加工；即目前的雕刻生产中对于端面、柱面同时进行的双通道表面精细化雕刻成型工艺无法做到工业化，没有形成智能化、集成化、模块化的产线，从而导致加工效率低下，并且加工成本一直居高不下。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是，为了克服现有技术中的缺陷，提供一种自动化激光雕刻系统，能够实现工件的端面、柱面双通道夹装加工，并且整个加工过程中自动化上料、下料，无需人工操作，有效提高加工效率，并且能保证每一次加工的精度保持一致。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种自动化激光雕刻系统，包括机架，所述机架的前侧设置有沿其左右方向依次间隔排的上料工位、激光雕刻工位以及下料工位，所述机架的后侧安装有用于对工件的圆形柱面进行定位的第一装夹机构以及用于对工件的水平端面进行定位的第二装夹机构，且所述第一装夹机构以及第二装夹机构在上料工位、下料工位之间往复运动，以实现工件从上料工位自动上料，经过激光雕刻工位加工后从下料工位自动下料；所述激光雕刻工位上安装有激光雕刻主机，所述上料工位包括上料输送机构以及用于将所述上料输送机构上的工件自动上料转移至第一装夹机构或第二装夹机构的上料辅助机构；所述下料工位包括下料输送机构以及用于将第一装夹机构或第二装夹机构上的工件自动下料转移至下料输送机构上的下料辅助机构。
[0005]本专利技术的激光雕刻系统与现有技术相比具有以下优点：
[0006]整个系统为集成化系统，即，整个加工过程中通过上料输送机构将待加工工件送入，通过上料辅助机构夹取，将其转移至柱面夹紧组件或端面定位组件夹紧，然后经过激光雕刻主机的激光加工，待加工完成后，由下料辅助结构将加工好的工件取出转移至下料输送机构的传送带自动化送出；实现了工件柱面、端面双通道多线程激光雕刻的功能，达到了提高生产效率，增加产业优势的效果；另外的，通过机械话化设备自动安装定位生产，可以达到人工安装或定位不能到达的精度，并且加工效率显著提高。
[0007]进一步的，所述第一装夹机构包括水平固定在机架后侧壁上的第一连接板，所述第一连接板上延其长度方向可滑动的配装有第一滑块，所述第一滑块上连接有柱面夹紧组
件以及第一驱动电机，所述第一连接板上还连接有延其长度方向延伸的第一齿条，所述第一驱动电机的输出轴上连接有与第一齿条啮合的第一传动齿轮。上述结构中通过齿轮、齿条结构实现柱面夹紧组件在水平方向上的往复运动，即，实现工件从上料工位、激光雕刻工位以及下料工位之间灵活、平稳的移动。
[0008]作为改进的，所述柱面夹紧组件包括沿径向从外而内设置的外壳体、中间壳体以及内壳体，所述外壳体固定于所述第一滑块上，所述中间壳体沿轴向可滑动的配装在所述外壳体内壁以及所述内壳体外壁之间形成的通道中，且所述外壳体上连接有用于驱动所述中间壳体滑动的驱动缸；所述内壳体的前端连接有卡爪底盘，所述卡爪底盘的前端面上连接有多个延其周向均匀分布且延其径向可滑动的卡爪，所述中间壳体与内壳体之间设有驱动组件，当所述驱动缸驱动所述中间壳体前后移动时，所述驱动组件用于驱动各所述卡爪在所述卡爪底盘上沿径向内外滑动，以实现工件的卡紧或松开；所述内壳体的前端连接有用于对卡爪进行轴向限位的限位盘。上述改进结构中，通过驱动缸的水平运动，经过驱动组件的转换后，实现卡爪底盘的旋转运动，进而使得卡爪底盘上的卡爪沿径向自动内缩或外伸运动，实现对于工件的夹紧或松开，结构简单，操作方便，无需人工旋拧相应的螺钉来进行卡爪的运动，自动化程度高。
[0009]再改进的，所述驱动组件包括设置在所述中间壳体的内壁上且延其轴向延伸的第二齿条，所述内壳体上连接有减速齿轮副，所述减速齿轮副的输入齿与所述第二齿条啮合；所述卡爪底盘的后端面上设有环形锥齿，所述环形锥齿与所述减速齿轮副的输出齿啮合；所述卡爪底盘的前端面上设有螺旋槽，各所述卡爪近所述卡爪底盘的端面上均开设有与所述螺旋槽相配合的齿牙；当所述第二齿条前后运动时，所述减速齿轮副驱动所述卡爪底盘沿正反向圆周运动，以使得各所述卡爪沿径向相互靠近或分离。上述改进结构中，仅仅通过减速齿轮副即可将外壳体的前后水平运动转化成卡爪底盘的旋转，结构简单，占用空间小，相较于传统的电机驱动方式不会存在线缆缠绕的问题，使得整体结构零部件布局规范、合理，故障率低。
[0010]再改进的，所述减速齿轮副包括输入齿柱、中间齿柱以及输出齿柱，所述输入齿柱沿水平方向设置，所述中间齿柱和输出齿柱沿竖向设置，且沿着所述内壳体的轴向相互平行；所述输入齿柱的一端设有与第二齿条啮合的输入齿，所述输入齿柱的另一端设有第一锥齿，所述中间齿柱的一端设有与第一锥齿啮合的第二锥齿，所述中间齿柱的另一端设有第一减速齿，所述输出齿柱的一端设有与所述第一减速齿啮合的第二减速齿，所述输出齿柱的另一端设有与所述环形锥齿啮合的输出锥齿。
[0011]再改进的，所述外壳体的后端面上连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴与所述内壳体传动连接；所述内壳体的外壁与所述中间壳体的内壁之间还连接有联动壳体，所述联动壳体的内壁与所述内壳体的外壁沿轴向滑动连接，所述联动壳体的外壁与所述中间壳体的内壁之间相对可旋转的连接。上述改进结构中，通过第二驱动电机促使内壳体匀速旋转，可以做到一边激光雕刻一边进行柱面旋转，保证了工件柱面加工的稳定运行。
[0012]再进一步的，所述第二装夹机构包括沿所述机架左右方向水平设置的第二连接板，所述第二连接板上延其长度方向可滑动的配装有第二滑块，所述第二滑块上连接有端面定位组件以及第三驱动电机，所述第二连接板上还连接有延其长度方向延伸的第三齿
条，所述第三驱动电机的输出轴上连接有与所述第三齿条啮合的第二传动齿轮。上述结构中，同样的通过传动齿轮以及齿条的啮合结构实现端面定位组件的灵活平移，保证工件端面加工的效率以及加工精度。
[0013]再改进的，所述端面定位组件包括连接在所述第二连接板上端的安装板，所述安装板上连接有用于对工件的端面进行吸附定位的真空吸盘组件，所述真空吸盘组件与所述安装板可拆卸连接。上述改进结构中，选用真空吸盘组件作为端面定位机构，通过真空吸盘代替了传统的夹装机构，减小了端面夹紧机构的体积，在保证同轴度的同时提高了装夹的快捷方便性，在启停真空发生器的时候即可完成装夹，防止传统装夹可能产生的压力过大破坏工件的情况，从而保证激光雕刻的效率性与实用性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化激光雕刻系统，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)的前侧设置有沿其左右方向依次间隔排的上料工位、激光雕刻工位以及下料工位，所述机架(1)的后侧安装有用于对工件的圆形柱面进行定位的第一装夹机构(100)以及用于对工件的水平端面进行定位的第二装夹机构(200)，且所述第一装夹机构(100)以及第二装夹机构(200)在上料工位、下料工位之间往复运动，以实现工件从上料工位自动上料，经过激光雕刻工位加工后从下料工位自动下料；所述激光雕刻工位上安装有激光雕刻主机(2)，所述上料工位包括上料输送机构(300)以及用于将所述上料输送机构(300)上的工件自动上料转移至第一装夹机构(100)或第二装夹机构(200)的上料辅助机构(400)；所述下料工位包括下料输送机构(500)以及用于将第一装夹机构(100)或第二装夹机构(200)上的工件自动下料转移至下料输送机构(500)上的下料辅助机构(600)。2.根据权利要求1所述的自动化激光雕刻系统，其特征在于：所述第一装夹机构(100)包括水平固定在机架(1)后侧壁上的第一连接板(3)，所述第一连接板(3)上延其长度方向可滑动的配装有第一滑块(4)，所述第一滑块(4)上连接有柱面夹紧组件以及第一驱动电机(5)，所述第一连接板(3)上还连接有延其长度方向延伸的第一齿条(6)，所述第一驱动电机(5)的输出轴上连接有与第一齿条(6)啮合的第一传动齿轮。3.根据权利要求2所述的自动化激光雕刻系统，其特征在于：所述柱面夹紧组件包括沿径向从外而内设置的外壳体(7)、中间壳体(8)以及内壳体(9)，所述外壳体(7)固定于所述第一滑块(4)上，所述中间壳体(8)沿轴向可滑动的配装在所述外壳体(7)内壁以及所述内壳体(9)外壁之间形成的通道中，且所述外壳体(7)上连接有用于驱动所述中间壳体(8)滑动的驱动缸(10)；所述内壳体(9)的前端连接有卡爪底盘(11)，所述卡爪底盘(11)的前端面上连接有多个延其周向均匀分布且延其径向可滑动的卡爪(12)，所述中间壳体(8)与内壳体(9)之间设有驱动组件，当所述驱动缸(10)驱动所述中间壳体(8)前后移动时，所述驱动组件用于驱动各所述卡爪(12)在所述卡爪底盘(11)上沿径向内外滑动，以实现工件的卡紧或松开。4.根据权利要求3所述的自动化激光雕刻系统，其特征在于：所述驱动组件包括设置在所述中间壳体(8)的内壁上且延其轴向延伸的第二齿条(13)，所述内壳体(9)上连接有减速齿轮副，所述减速齿轮副的输入齿与所述第二齿条(13)啮合；所述卡爪底盘(11)的后端面上设有环形锥齿(11.1)，所述环形锥齿(11.1)与所述减速齿轮副的输出齿啮合；所述卡爪底盘(11)的前端面上设有螺旋槽(11.2)，各所述卡爪(12)近所述卡爪底盘(11)的端面上均开设有与所述螺旋槽(11.2)相配合的齿牙(12.1)；当所述第二齿条(13)前后运动时，所述减速齿轮副驱动所述卡爪底盘(11)沿正反向圆周运动，以使得各所述卡爪(12)沿径向相互靠近或分离，所述内壳体(9)的前端连接有用于对卡爪(12)进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊杰，马雨润，张炜，许少锋，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：