激光加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种激光加工设备。


背景技术：

2.在激光加工设备运行前需要调试，在调试过程中寻找激光的焦点很重要，准确的焦点是激光加工良好效果的保证；在激光加工过程中，由于技术人员移动激光发生器本体或更换不同的待加工件等原因，使得激光加工设备需要重新找焦点，传统的激光加工设备工作时，失去焦点或更换不同工件后需要人工重新对焦，导致加工工作效率低，且人工多次对焦也会产生一定的偏差。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种激光加工设备，旨在减少激光加工设备失焦或更换工件后需要人工对焦而导致加工效率低的情况。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的激光加工设备，包括
5.机架；
6.工作台，设于所述机架，所述工作台用于供待加工件放置；
7.升降模组，设于所述机架，并沿上下方向延伸；
8.安装支架，安装于所述升降模组，并位于所述工作台的上方；
9.激光系统，包括激光头组件，所述激光头组件安装于所述安装支架，并位于所述工作台的上方；
10.视觉系统，设于所述安装支架，所述视觉系统用于拍摄所述待加工件；以及
11.测距系统，设于所述安装支架，并位于所述视觉系统的一侧，所述测距系统朝向所述工作台设置。
12.可选地，所述安装支架包括固定板、安装板以及两个支撑侧板，所述固定板安装于所述升降模组，两个所述支撑侧板在横向方向上相间隔地连接在所述固定板背离所述升降模组的一侧，所述安装板的一侧连接于其中一个所述支撑侧板远离所述固定板的一端，所述安装板的另一侧连接于另一个所述支撑侧板远离所述固定板的一端，所述固定板、所述安装板和两个所述支撑侧板围合形成安装空间，所述激光头组件设于所述安装空间内，所述视觉系统和所述测距系统均安装在所述安装板背离所述固定板的一侧。
13.可选地，所述视觉系统包括第一ccd相机以及第一安装件，所述第一ccd相机安装在所述第一安装件，所述第一安装件安装在所述安装板背离所述固定板的一侧，所述第一安装件相对所述固定板的位置在上下方向上可调。
14.可选地，所述视觉系统还包括照明光源以及第二安装件，所述照明光源安装在所述第二安装件，所述第二安装件安装在所述安装板背离所述固定板的一侧，所述第二安装件相对所述固定板的位置在上下方向上可调。
15.可选地，所述测距系统包括测距仪以及第三安装件，所述测距仪安装在所述第三
安装件，所述第三安装件安装在所述安装板背离所述固定板的一侧，所述第三安装件相对所述固定板的位置在上下方向上可调。
16.可选地，所述激光系统还包括所述激光发生器组件、第一折光部和第一激光导管，所述激光发生器组件安装在所述机架上，所述第一折光部设于所述安装支架，并位于所述激光发生器组件的下方，所述第一激光导管的上端连接于所述激光发生器组件，下端连接于所述第一折光部，以将所述激光发生器组件发出的激光传导至所述第一折光部，所述第一折光部用于将激光折射至所述激光头组件，所述第一激光导管在上下方向上可伸缩。
17.可选地，所述视觉系统包括第二ccd相机，所述激光系统还包括合束镜，所述合束镜呈倾斜状设于所述第一折光部和所述激光头组件之间，所述第二ccd相机设于所述合束镜的上方。
18.可选地，所述激光系统还包括吸烟罩，所述吸烟罩固定在所述安装支架上，所述吸烟罩设置在所述激光头组件的下方，所述吸烟罩设有朝下的集烟口、与所述集烟口相对的激光过口、及位于所述集烟口和所述激光过口之间的排烟口。
19.可选地，所述激光系统还包括烟罩固定件，所述烟罩固定件安装于所述安装支架，所述吸烟罩安装于所述烟罩固定件，所述烟罩固定件相对所述安装支架的位置在上下方向上可调。
20.可选地，所述激光加工设备包括第一移动模组以及第二移动模组，所述第一移动模组设于所述机架，所述第二移动模组滑动安装于所述第一移动模组，所述工作台滑动安装于所述第二移动模组，所述工作台相对所述第二移动模组的运动方向与所述第二移动模组相对所述第一移动模组的移动方向呈夹角设置。
21.本实用新型技术方案的激光加工设备包括机架、工作台、升降模组、安装支架、激光系统、视觉系统以及测距系统，工作台设于机架，用以供待加工件放置。升降模组设于机架，并沿上下方向延伸，安装支架安装于升降模组时，安装支架可以沿上下方向移动，进而将激光系统的激光头组件、视觉系统和测距系统安装于安装支架上时，使得激光头组件、视觉系统和测距系统可以在上下方向移动。
22.在使用激光加工设备前，先对激光加工设备进行调试，调试时，可以先通过调整激光系统和视觉系统在上下方向上的位置，以使激光系统和视觉系统的焦点处于工作台表面，此时可以通过测距系统测得其与工作台表面的距离z，该距离z即为激光系统和视觉系统的焦点与测距系统的距离。从而加工待加工件时或在加工过程中更换不同尺寸的待加工件时，只要通过升降模组驱动安装支架上下移动，使得测距系统测得其与待加工件的加工面的距离与z相同时，即可使得激光系统和视觉系统的焦点处于待加工件的加工面上，从而实现自动调节激光系统和视觉系统的焦点位。如此可以减少激光加工设备失焦或更换工件后需要人工对焦而导致加工效率低的情况。相较于将视觉系统和测距系统固定在激光头组件上的方式，通过将激光系统、视觉系统以及测距系统分别独立安装在安装支架上，使激光系统、视觉系统以及测距系统均能够稳定地固定在安装支架上，保证各个系统的安装更加稳定。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本实用新型激光加工设备一实施例的结构示意图；
25.图2为图1中a处的放大图；
26.图3为图1中激光系统的结构示意图；
27.图4为图1中视觉系统和测距系统的结构示意图；
28.图5为图1中安装支架的结构示意图；
29.图6为图1中吸烟罩的结构示意图；
30.图7为图1中第一平移模组和第二平移模组的结构示意图。
31.附图标号说明：
32.标号名称标号名称10机架11底座12安装座20工作台30升降模组31安装支架311固定板312安装板313支撑侧板40激光头组件41激光发生器本体42第一折光部43第二折光部44第一激光导管45第二激光导管46支撑架47吸烟罩471烟罩固定件472挡条48第三激光导管50视觉系统51第一ccd相机52第一安装件53照明光源54第二安装件55固定座551安装口60测距系统61测距仪62第三安装件71第一移动模组711第一移动台712第一导轨72第二移动模组721第二移动台722第二导轨
33.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
37.本实用新型提出一种激光加工设备。
38.在本实用新型实施例中，如图1至7所示，该激光加工设备包括机架10、工作台20、升降模组30、安装支架31、激光系统、视觉系统50以及测距系统60；工作台20设于机架10，工作台20用于供待加工件放置；升降模组30设于机架10，并沿上下方向延伸；安装支架31安装于升降模组30，并位于工作台20的上方；激光系统包括激光头组件40，激光头组件40安装于安装支架31，并位于工作台20的上方；视觉系统50设于安装支架31，视觉系统50用于拍摄待加工件；测距系统60设于安装支架31，并位于视觉系统50的一侧，测距系统60朝向工作台20设置。即测距系统60用于检测其与待加工件的加工面之间的距离。
39.其中，在本实施例中，机架10还包括底座11和安装座12，安装座12竖直地设置在底座11上且从底座向上延伸，工作台20设置在底座11上，升降模组30设置在安装座12。激光头组件40、视觉系统50以及测距系统60能够随着安装支架31来上下移动，当激光头组件40和视觉系统50需要回到聚焦位置时，只需要移动安装支架31即可，这样设置可以减少人工再次对焦的步骤，减少激光加工设备失焦后需要人工对焦而导致加工效率低的情况。
40.本实用新型技术方案的激光加工设备包括机架10、工作台20、升降模组30、安装支架31、激光系统、视觉系统50以及测距系统60，工作台20设于机架10，用以供待加工件放置。升降模组30设于机架10，并沿上下方向延伸，安装支架31安装于升降模组30时，安装支架31可以沿上下方向移动，进而将激光系统的激光头组件40、视觉系统50和测距系统60安装于安装支架31上时，使得激光头组件40、视觉系统50和测距系统60可以在上下方向移动。
41.在使用激光加工设备前，先对激光加工设备进行调试，调试时，可以先通过调整激光系统和视觉系统50在上下方向上的位置，以使激光系统和视觉系统50的焦点处于工作台20表面，此时可以通过测距系统60测得其与工作台20表面的距离z0，该距离z0即为激光系统和视觉系统50的焦点与测距系统60的距离。从而加工待加工件时或在加工过程中更换不同尺寸的待加工件时，只要通过升降模组驱动安装支架31上下移动，使得测距系统60测得其与待加工件的加工面的距离与z0相同时，即可使得激光系统和视觉系统50的焦点处于待加工件的加工面上，从而实现自动调节激光系统和视觉系统50的焦点位。如此可以减少激光加工设备失焦或更换工件后需要人工对焦而导致加工效率低的情况。相较于将视觉系统50和测距系统60固定在激光头组件40上的方式，通过将激光系统、视觉系统50以及测距系统60分别独立安装在安装支架31上，使激光系统、视觉系统50以及测距系统60均能够稳定地固定在安装支架31上，保证各个系统的安装更加稳定。
42.本实施例中，安装支架31包括固定板311、安装板312以及两个支撑侧板313，固定
板311安装于升降模组30，两个支撑侧板313在横向方向上相间隔地连接在固定板311背离升降模组30的一侧，安装板312的一侧连接于其中一个支撑侧板313远离固定板311的一端，安装板312的另一侧连接于另一个支撑侧板313远离固定板311的一端，固定板311、安装板312和两个支撑侧板313围合形成安装空间，激光头组件40设于安装空间内，视觉系统50和测距系统60均安装在安装板312背离固定板311的一侧。
43.具体来说，固定板311设置在升降模组30上，此时固定板311与工作台20大致垂直，两个支撑侧板313均通过螺钉安装在固定板311，且两个支撑侧板313相间隔的设置，安装板312与固定板311相对设置，安装板312朝向固定板311的一面上安装两个支撑侧板313，两个支撑侧板313的边缘与安装板312的侧边缘平齐，如此固定板311、安装板312和两个支撑侧板313围合成一个安装空间供激光头组件40设置在此，激光头组件40安装在固定板311上且与其他板相间隔，视觉系统50和测距系统60间隔的安装在安装板312背离固定板311的一侧。这样设置整体结构紧凑且各个结构之间不会产生干涉，占用的空间体积较小。
44.在其他的一些实施例中，安装支架31包括固定板311，固定板311安装于升降模组30，激光头组件40、视觉系统50和测距系统60均安装在固定板311背离升降模组30的一侧。
45.本实施例中，视觉系统50包括第一ccd相机51以及第一安装件52，第一ccd相机51安装在第一安装件52，第一安装件52安装在安装板312背离固定板311的一侧，第一安装件52相对固定板311的位置在上下方向上可调。
46.具体来说，第一安装件52上设有至少一个长条孔，长条孔沿竖直方向上下延伸，第一安装件52设置在安装板312背离固定板311的一侧。每一个长条孔对应穿设有至少一个螺栓，安装板312上设有螺栓过孔，螺栓依次穿过第一安装件52上的长条孔和安装板312上的螺栓过孔，此时拧紧螺栓能够将第一安装件52紧固在安装板312上；拧松螺栓，可以移动第一安装件52，将长条孔的上端移向螺栓可以使第一安装件52向下移动，将长条孔的下端移向螺栓可以使第一安装件52向上移动。因为第一ccd相机51安装在第一安装件52上，所以，当改变第一安装件52的位置时，也能改变第一ccd相机51的位置。在加工前进行调试时可以移动第一ccd相机51到合适的位置进行对焦。在其他的一些实施例中，安装板312上设有导轨，第一安装件52上设有与导轨配合的导轨槽，导轨上设有多个固定孔，第一安装件52安装在安装板312上，导轨卡入导轨槽内，在第一安装件52上设有插销，插销插入导轨上的任一固定孔来固定第一安装件52。
47.本实施例中，视觉系统50还包括照明光源53以及第二安装件54，照明光源53安装在第二安装件54，第二安装件54安装在安装板312背离固定板311的一侧，第二安装件54相对固定板311的位置在上下方向上可调。
48.具体来说，第二安装件54上间隔地至少设有一个长条孔，第二安装件54设置在安装板312背离固定板311的一侧，每一个长条孔对应穿设有至少一个螺栓，螺栓依次穿过第二安装件54上的长条孔和安装板312上的螺栓过孔，此时拧紧螺栓能够将第二安装件54紧固在安装板312上；拧松螺栓，可以移动第二安装件54，将长条孔的上端移向螺栓可以使第二安装件54向下移动，将长条孔的下端移向螺栓可以使第二安装件54向上移动。因为照明光源53安装在第二安装件54上，所以，当改变第二安装件54的位置时也能改变照明光源53的位置，在加工前进行调试时可以移动照明光源53到合适的位置进行补光。在其他的一些实施例中，安装板312上设有导轨，第二安装件54上设有与导轨配合的导轨槽，导轨上设有
多个固定孔，第二安装件54安装在安装板312上，导轨卡入导轨槽内，在第二安装件54上设有插销，插销插入导轨上的任一固定孔来固定第二安装件54。
49.本实施例中，测距系统60包括测距仪61以及第三安装件62，测距仪61安装在第三安装件62，第三安装件62安装在安装板312背离固定板311的一侧，第三安装件62相对固定板311的位置在上下方向上可调。
50.具体来说，第三安装件62上设有一个长条孔，第三安装件62设置在安装板312背离固定板311的一侧，每一个长条孔对应穿设有至少一个螺栓，螺栓依次穿过第三安装件62上的长条孔和安装板312上的螺栓过孔，此时拧紧螺栓能够将第三安装件62紧固在安装板312上；拧松螺栓，可以移动第三安装件62，将长条孔的上端移向螺栓可以使第三安装件62向下移动，将长条孔的下端移向螺栓可以使第三安装件62向上移动。因为测距仪61安装在第三安装件62上，所以，当改变第三安装件62的位置时也能改变测距的位置，在加工前进行调试时可以移动测距仪61到合适的位置以便于测距仪61进入最佳的测量范围进行测距。在其他的一些实施例中，安装板312上设有导轨，第三安装件62上设有与导轨配合的导轨槽，导轨上设有多个固定孔，第三安装件62安装在安装板312上，导轨卡入导轨槽内，在第三安装件62上设有插销，插销插入导轨上的任一固定孔来固定第三安装件62。
51.本实施例中，激光系统还包括激光发生器组件、第一折光部42和第一激光导管44，激光发生器组件安装在所述安装座12上，第一折光部42设于安装支架31，并位于激光发生器组件的下方，第一激光导管44的上端连接于激光发生器组件，下端连接于第一折光部42，以将激光发生器组件发出的激光传导至第一折光部42，第一折光部42用于将激光折射至激光头组件40，第一激光导管44在上下方向上可伸缩。
52.具体来说，激光发生器组件包括激光发生器本体41和第二折光部43，激光发生器本体41设置在安装座12上，激光发生器本体41与第二折光部43通过第二激光导管45连接，所有连接处需要进行密封处理防止灰尘进入，安装座12上设有支撑架46，支撑架46位于第一折光部42的上方，支撑架46设有管过孔，第二折光部43安装在支撑架46上，第二折光部43通过管过孔连接第一激光导管44的上端，第一激光导管44的下端与第一折光部42连接，所有连接处需要进行密封处理防止灰尘进入，第一折光部42再通过第三激光导管48连接激光头组件40，将激光发生器本体41发出的激光传导到第二折光部43，再由第二折光部43折射给第一折光部42，其次从第一折光部42传递到激光头组件40中，最后激光从激光头组件40照射到工作台20上，第一折光部42安装在固定板311上。第一激光导管44和第二激光导管45和第三激光导管48为金属直管，在激光传导过程中不会变形而阻挡激光光路，且第一激光导管44为伸缩管，即第一激光导管44分为母管与子管，母管与第二折光部43连接，子管与第一折光部42连接，母管套在子管上，子管与母管连接的一端设有限位部使母管不会脱出，第一激光导管44可以上下伸缩来调节长度，这样设置，在升降模组30控制固定板311升降时，第一激光导管44进行伸缩，使第一折光部42能够上下移动，结构更加灵活，同时调节激光头组件40的高度，根据不同厚度待加工件，来调整到相应的聚焦高度进行加工。
53.在其他的一些实施例中，
54.本实施例中，视觉系统50包括第二ccd相机，激光系统还包括合束镜，合束镜呈倾斜状设于第一折光部42和激光头组件40之间，第二ccd相机设于合束镜的上方。
55.具体来说，激光系统还包括固定座55，固定座55设有安装腔，合束镜安装在安装腔
内，固定座55设置在第一折光部42与激光头组件40之间，合束镜呈倾斜状设置在固定座55内，固定座55还设有分别与安装腔连通的激光入口和激光出口，激光入口设置在固定座55朝向第一折光部42的一侧，激光出口设置在激光入口的相对侧，在固定座55的上方设有安装口551，第二ccd相机安装在安装口551。激光从第一折光部42传导至固定座55，再由固定座55中的合束镜传导至激光头组件40内，待加工件表面反射的光进入到激光头组件40，再由激光头组件40传导至合束镜上，合束镜在通过激光的同时能够将待加工件反射出来的光折射到第二ccd相机上，激光光路是依次穿过固定座55和激光头组件40，第二ccd相机进光光路依次激光头组件40和固定座55，即第二ccd相机与激光头组件40的光路是同轴的。这样设置，第二ccd相机不需要设置额外的光源也能够对待加工件进行对焦拍摄。
56.本实施例中，激光系统还包括吸烟罩47，吸烟罩47固定在安装支架31上，吸烟罩47设置在激光头组件40的下方，吸烟罩47设有朝下的集烟口、与集烟口相对的激光过口、及位于集烟口和激光过口之间的排烟口。
57.具体来说，吸烟罩47安装在固定板311上，并位于激光头组件40下方，吸烟罩47朝向激光头组件40的一侧开设有激光过口，相对激光过口的另一侧开设有集烟口，集烟口的尺寸大于激光过口的尺寸，吸烟罩47的周壁上设有排烟口，且排烟口与激光过口间隔，激光过口用于穿过从激光头组件40发出的激光，集烟口能够收集激光加工中的产生的烟气，收集的烟气从排烟口排出，可以在排烟口处设置风机进行主动排烟，这样设置能够防止烟气污染激光头组件40。在其他的一些实施例中，激光系统还包括排烟风机，排烟风机设置在安装支架31上，排烟风机的进风口朝向工作台20，排烟风机的出风口朝向机架10外，排烟风机用于排出激光加工时产生的烟气。
58.本实施例中，激光系统还包括烟罩固定件471，烟罩固定件471安装于安装支架31，吸烟罩47安装于烟罩固定件471，烟罩固定件471相对安装支架31的位置在上下方向上可调。
59.具体来说，烟罩固定件471上设有避让孔，烟罩固定件471设置在激光过口处，激光过口与避让孔连接，避让孔用于通过激光头组件40传导出的激光，烟罩固定件471呈朝上开口的u型，烟罩固定件471的最底端通过螺栓与吸烟罩47连接，烟罩固定件471上还设有间隔设置的两个挡条472，挡条472设置在激光头组件40与吸烟罩47之间，并将两者间隔，在烟罩固定件471的两边均设有至少一个长条孔，每一个长条孔对应穿设有至少一个螺栓，螺栓依次穿过烟罩固定件471上的长条孔和固定板311上的螺栓过孔，此时拧紧螺栓能够将烟罩固定件471紧固在固定板311上；拧松螺栓，可以移动烟罩固定件471，将长条孔的上端移向螺栓可以使烟罩固定件471向下移动，将长条孔的下端移向螺栓可以使烟罩固定件471向上移动。在激光头组件40与吸烟罩47直接设置烟罩固定件471，如此能够防止加工中产生的烟气直接与激光头组件40接触在，同时加工过程中如果产生的烟气过大，则可以将吸烟罩47往下移动，如此吸烟罩47能够更快的接触烟气来更快的排走烟气。
60.在其他的一些实施例中，激光系统还包括烟罩固定件471，烟罩固定件471安装在固定板311背离升降模组30的一侧，烟罩固定件471呈板状，烟罩固定件471上设有多个螺纹孔，通过螺栓将烟罩固定件471安装在吸烟罩47的侧壁上。
61.本实施例中，激光加工设备包括第一移动模组71以及第二移动模组72，第一移动模组71设于机架10，第二移动模组72滑动安装于第一移动模组71，工作台20滑动安装于第
二移动模组72，工作台20相对第二移动模组72的运动方向与第二移动模组72相对第一移动模组71的移动方向呈夹角设置。
62.具体来说，第一移动模组71以及第二移动模组72均沿水平方向延伸设置，第一移动模组71设置在机架10的底座11上，第一移动模组71包括第一移动台711和第一导轨712，第一导轨712设置在底座11上，第一移动台711设置在第一导轨712上，第二移动模组72安装在第一移动台711上，第二移动模组72包括第二移动台721和第二导轨722，第二导轨722设置在第一移动台711上，第一移动台711承载着第二移动模组72在第一导轨712上移动，第二移动台721设置在第二导轨722上，工作台20设置在第二移动台721上，第二移动台721承载着工作台20在第二导轨722上移动，第一导轨与第二导轨722可以是呈直角设置，还可以是呈锐角设置。
63.在其他的一些实施例中，激光加工设备包括第一移动模组71，第一移动模组71设于机架10，工作台20设置在第一移动模组71上，第一移动模组71沿机架10水平方向移动。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。