一种基于数控加工的激光雕刻装置

1.本发明涉及数控加工技术领域，具体为一种基于数控加工的激光雕刻装置。


背景技术：

2.激光雕刻加工技术是利用数控技术为基础，以激光为加工媒介，利用激光照射下使加工材料表面瞬间的熔化和气化，从而达到激光雕刻的目的。
3.如中国专利公开号cn108637688b，公开了一种多功能激光雕刻装置，包括固定安装在调节臂手下侧的加工主体，所述加工主体内壁体中设有传接腔，所述传接腔顶部的所述加工主体内设有调节腔，所述调节腔中滑动配合安装有调节架，所述传接腔右侧内壁连通设有滑动腔。所述滑动腔中滑动配合安装有滑动座，所述滑动腔与所述调节腔之间固设有第一电机，所述第一电机顶端动力配合连接有上螺纹杆，所述上螺纹杆与所述调节架螺纹配合连接且顶部末端与所述调节腔内顶壁转动配合连接，所述第一电机底端动力配合连接有下螺纹杆，所述下螺纹杆与所述滑动座螺纹配合连接且底部末端与所述滑动腔内底壁转动配合连接。
4.该装置虽然可以在对工件激光雕刻前对其表面先进行抛光，以便于对其进行后续的激光加工，但是该装置还存在以下问题：只能对板状材料进行抛光以及激光雕刻，无法对球状物体的表面进行抛光和激光雕刻。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于数控加工的激光雕刻装置，通过结构之间的配合，达到对球状工件进行雕刻加工的目的，而且还可以对其表面先进行抛光打磨，打磨后再对其表面进行激光雕刻，达到一体化的设置，解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数控加工的激光雕刻装置，包括底板，所述底板的顶部安装有加工管，所述加工管的内壁滑动安装有弧形板，所述弧形板绕着加工管的轴线滑动，所述弧形板的两端均开设有通孔，且两个通孔内均安装有可转动的转动轴，两个所述转动轴可相对或相背滑动，两个所述转动轴的轴线均贯穿弧形板的圆心，所述弧形板的内弧外壁固定有可与球状工件表面贴合的打磨条；
7.所述激光雕刻装置还包括用于对球状工件表面进行激光雕刻的雕刻组件。
8.优选的，所述弧形板的顶部通过支撑杆固定有横板，所述横板两侧的顶部均开设有滑槽，两个所述滑槽内均滑动安装有滑块，且两个所述滑块可相对或相背滑动，两个所述滑块的底部均固定有竖板，两个所述转动轴相背的一端均穿出加工管并分别转动安装在两个竖板的相对面外壁。
9.优选的，所述雕刻组件包括开设在加工管外壁的第一弧槽，且所述第一弧槽与弧形板相对设置，所述第一弧槽的内壁安装有可沿第一弧槽内壁往复滑动的滑动管，所述滑动管的内壁滑动安装有调节杆，且所述调节杆沿加工管的半径方向移动，所述调节杆朝向加工管内部的外壁安装有第一激光头；
10.所述雕刻组件还包括将转动轴切换为单向间歇转动的切换组件，切换后，当所述滑动管往程移动时，所述第一激光头对球状工件表面进行雕刻，当所述滑动管返程移动时，所述转动轴带动球状工件转动一定角度，且所述第一激光头停止雕刻。
11.优选的，所述加工管的管外壁固定有圆盘，所述圆盘的顶部转动安装有齿环，所述齿环和加工管同心设置，其中一个所述转动轴的外壁通过平键滑动安装有齿轮，所述齿轮与齿环相啮合，所述调节杆的底部固定有竖杆，所述竖杆的底部固定有插杆，所述齿环的外壁开设有可供插杆插入的孔，所述插杆插入孔内，两个所述转动轴均贯穿加工管的外壁，并分别可在两个贯穿孔内滑动和转动。
12.优选的，所述切换组件包括转动安装在所述圆盘顶部的内圈环，所述内圈环与齿环呈同心设置，且内圈环位于齿环的环内，所述内圈环的顶部固定有多个斜面块，所述齿轮的外壁通过连接管固定有棘轮，且所述棘轮通过平键滑动安装在转动轴上，所述棘轮的环形外壁安装有多个呈环形设置的拨齿，当所述斜面块接触到拨齿时会带动连接管单向转动，当连接管移动时会使齿环与齿轮啮合或棘轮与内圈环轨迹部分重合，所述加工管靠近棘轮的外壁固定有限位块，当棘轮与内圈环轨迹部分重合时，所述限位块会伸入相邻的两个拨齿之间限制棘轮为单向转动，所述内圈环的侧壁开设有可供插杆插入的孔，当所述调节杆移动时会使插杆插入内圈环或齿环上的孔内。
13.优选的，所述雕刻组件包括开设在加工管外壁的两个第二弧槽，两个所述转动轴分别从两个第二弧槽内穿出，所述加工管的内壁安装有第二激光头，所述第二激光头与所述弧形板相对设置，且激光照射方向朝向球状工件的球心；
14.所述雕刻组件还包括将转动轴切换为间歇转动的转换组件，切换后，所述转动轴从持续转动转变为转动一圈后绕加工管轴线旋转一定角度。
15.优选的，其中一个所述竖板的外壁安装有用于驱动转动轴转动的电机。
16.优选的，所述转换组件包括固定在其中一个竖板底部的安装板，所述安装板的顶部转动安装有转轴，所述转轴的外壁固定有转动盘，所述转动盘的边缘处与转轴轴线之间的距离沿旋转方向逐渐增大，所述转动轴与转轴之间安装有两个可相互啮合的锥齿轮，且位于所述转动轴上的锥齿轮通过平键滑动安装在转动轴的外壁，所述竖板靠近安装板的外壁开设有通孔，且通孔内滑动安装有滑板，所述滑板的外壁固定有挡板，且挡板与竖板之间安装有弹簧，所述滑板的顶部固定有传动杆，所述传动杆与转动盘的弧形外壁相抵，所述滑板靠近加工管的外壁转动安装有拨杆，所述加工管的管外壁开设有多个呈环形分布的拨槽，当所述滑板向靠近加工管移动时会使拨杆插入拨槽内并推动转动轴转动。
17.优选的，所述加工管的内底部安装有吸尘器。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
19.本发明通过结构之间的配合，达到了对球状工件进行雕刻加工的目的，而且还可以对其表面先进行抛光打磨，打磨后再对其表面进行激光雕刻，而如果激光雕刻的深度比较深，由于激光停留的时间会比较长，可能会导致球状工件的表面出现挂渣等杂质，在雕刻完后，还可以通过打磨条再次对其表面的残渣进行清除。
附图说明
20.图1为本发明实施例一的立体图一结构示意图；
21.图2为本发明实施例一的立体图二结构示意图；
22.图3为本发明实施例一的左视图结构示意图；
23.图4为本发明图3中沿a-a剖视图结构示意图；
24.图5为本发明实施例一的主视图结构示意图；
25.图6为本发明图5中沿b-b剖视图结构示意图；
26.图7为本发明实施例二的立体图结构示意图；
27.图8为本发明图7中的c处放大图结构示意图；
28.图9为本发明实施例二的右视图结构示意图；
29.图10为本发明图9中沿d-d剖视图结构示意图。
30.图中：1、底板；2、加工管；3、弧形板；4、打磨条；5、横板；6、滑槽；7、滑块；8、竖板；9、转动轴；10、内圈环；11、斜面块；12、齿环；13、齿轮；14、棘轮；15、拨齿；16、连接管；17、调节杆；18、限位块；19、第一弧槽；20、滑动管；21、调节杆；22、竖杆；23、插杆；24、圆盘；25、第一激光头；26、第二弧槽；27、拨槽；28、安装板；29、转轴；30、滑板；31、弹簧；32、转动盘；33、拨杆；34、传动杆；35、锥齿轮；36、第二激光头。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种基于数控加工的激光雕刻装置，包括底板1，底板1的顶部安装有加工管2，加工管2的内壁滑动安装有弧形板3，弧形板3绕着加工管2的轴线滑动，弧形板3的两端均开设有通孔，且两个通孔内均安装有可转动的转动轴9，两个转动轴9可相对或相背滑动，两个转动轴9的轴线均贯穿弧形板3的圆心，弧形板3的内弧外壁固定有可与球状工件表面贴合的打磨条4；
33.所述激光雕刻装置还包括用于对球状工件表面进行激光雕刻的雕刻组件。
34.对球状工件加工时，将其放在加工管2内，然后通过外部机构带动两个转动轴9相对移动，对球状工件进行夹持固定，在两个转动轴9相对的一端安装防滑吸盘，提高与球状工件的接触面积，防止球状打滑，同时设置为锥面状，可以保证球状工件的球心在两个转动轴9的轴线上。
35.固定好后，再通过外部结构带动转动轴9转动，通过打磨条4对球状工件的表面进行抛光打磨，进而方便后续的雕刻，打磨好后，再通过雕刻组件对工件表面激光雕刻，如果激光雕刻的深度比较深，由于激光停留的时间会比较长，从而可能会导致球状工件的表面出现挂渣等杂质，雕刻完后，还可以通过打磨条4再次对其表面的残渣进行清除。
36.进一步地，弧形板3的顶部通过支撑杆固定有横板5，横板5两侧的顶部均开设有滑槽6，两个滑槽6内均滑动安装有滑块7，且两个滑块7可相对或相背滑动，两个滑块7的底部均固定有竖板8，两个转动轴9相背的一端均穿出加工管2并分别转动安装在两个竖板8的相对面外壁。
37.参照图2，通过外部机构带动两个滑块7在滑槽6内相对滑动或者相背滑动，通过两
个竖板8带动两个转动轴9移动，从而方便对球状工件的夹持固定，可以通过气缸或者电动伸缩杆驱动滑块7移动。
38.实施例一：提供一种雕刻组件的实施方式；
39.进一步地，所述雕刻组件包括开设在加工管2外壁的第一弧槽19，且第一弧槽19与弧形板3相对设置，第一弧槽19的内壁安装有可沿第一弧槽19内壁往复滑动的滑动管20，滑动管20的内壁滑动安装有调节杆21，且调节杆21沿加工管2的半径方向移动，调节杆21朝向加工管2内部的外壁安装有第一激光头25。
40.所述雕刻组件还包括将转动轴9切换为单向间歇转动的切换组件，切换后，当滑动管20往程移动时，第一激光头25对球状工件表面进行雕刻，当滑动管20返程移动时，转动轴9带动球状工件转动一定角度，且第一激光头25停止雕刻。
41.由之前内容可知，通过外部机构驱动转动轴9转动，从而对球状工件表面进行抛光打磨，抛光完后通过切换组件切换转动轴9的转动状态，使其转为单向间歇转动，然后通过外部机构带动滑动管20沿着第一弧槽19往复滑动，可参看图2，图2为滑动管20移动到第一弧槽19中间位置的状态，并且滑动管20滑动时是以加工管2的轴线为圆点，做圆弧往复式地移动。
42.激光雕刻时，滑动管20从第一弧槽19的一端开始往程滑动，在此过程中，第一激光头25对球状工件表面进行雕刻，直至滑动管20移动到第一弧槽19的末端，此时对球状工件表面的一条弧线进行雕刻，然后当滑动管20返程移动时，此时第一激光头25停止雕刻，同时转动轴9绕轴线转动一定角度，然后滑动管20再往程移动，以此循环，从而达到对球状工件表面进行激光雕刻的效果。
43.而且可以根据第一弧槽19所开的角度大小，来控制第一激光头25可以激光雕刻的面积。
44.进一步地，加工管2的管外壁固定有圆盘24，圆盘24的顶部转动安装有齿环12，齿环12和加工管2同心设置，其中一个转动轴9的外壁通过平键滑动安装有齿轮13，齿轮13与齿环12相啮合，调节杆21的底部固定有竖杆22，竖杆22的底部固定有插杆23，齿环12的外壁开设有可供插杆23插入的孔，插杆23插入孔内，两个转动轴9均贯穿加工管2的外壁，并分别可在两个贯穿孔内滑动和转动。
45.提供一种供实施例一中的转动轴9转动的实施方式，可参看图2-6，通过移动调节杆21，将插杆23插入齿环12上的孔内，这样滑动管20在往复移动时，会通过插杆23带动齿环12往复转动，通过与齿轮13的啮合作用，带动其一起转动，从而带动转动轴9正反向转动，进而使球状工件也可以正反向转动，这样可以更加方便打磨条4对球状工件表面进行打磨抛光，因为打磨条4安装在弧形板3上，球状工件的往复转动，可以使打磨条4双侧的受力更加均匀，减少其形变，进而提高对工件的打磨抛光效果。
46.进一步地，切换组件包括转动安装在圆盘24顶部的内圈环10，内圈环10与齿环12呈同心设置，且内圈环10位于齿环12的环内，内圈环10的顶部固定有多个斜面块11，齿轮13的外壁通过连接管16固定有棘轮14，且棘轮14通过平键滑动安装在转动轴9上，棘轮14的环形外壁安装有多个呈环形设置的拨齿15，当斜面块11接触到拨齿15时会带动连接管16单向转动，当连接管16移动时会使齿环12与齿轮13啮合或棘轮14与内圈环10轨迹部分重合，加工管2靠近棘轮14的外壁固定有限位块18，当棘轮14与内圈环10轨迹部分重合时，限位块18
会伸入相邻的两个拨齿15之间限制棘轮14为单向转动，内圈环10的侧壁开设有可供插杆23插入的孔，当调节杆21移动时会使插杆23插入内圈环10或齿环12上的孔内。
47.抛光结束后，通过移动连接管16，使齿轮13与齿环12脱离，而棘轮14与内圈环10轨迹部分重合，并且限位块18会伸入相邻的两个拨齿15之间，与此同时，移动调节杆21，使其下方的插杆23脱离齿环12而插入内圈环10上的孔内，可参照图1-6，切换完后，此时滑动管20再次往复移动时，会带动内圈环10往复转动。
48.当滑动管20往程移动时，第一激光头25进行激光雕刻，同时内圈环10转动带动斜面块11转动，当斜面块11接触到拨齿15时，由于限位块18对棘轮14的限位，会通过斜面顶着拨齿15往棘轮14内收。
49.而当滑动管20返程移动时，内圈环10也随之反向转动，此时斜面块11接触拨齿15并拨动其转动，同时拨齿15转动时会接触到限位块18上的下面，从而使拨齿15往棘轮14内收，通过棘轮14与斜面块11、限位块18之间形成的棘轮棘齿机构，从而使转动轴9可带动球状工件做间歇式转动，达到对球状工件表面激光雕刻的目的。
50.实施例二：提供了第二种雕刻组件的实施方式。
51.本实施例中，所述雕刻组件包括开设在加工管2外壁的两个第二弧槽26，两个转动轴9分别从两个第二弧槽26内穿出，加工管2的内壁安装有第二激光头36，第二激光头36与弧形板3相对设置，且激光照射方向朝向球状工件的球心。
52.所述雕刻组件还包括将转动轴9切换为间歇转动的转换组件，切换后，转动轴9从持续转动转变为转动一圈后绕加工管2轴线旋转一定角度。
53.由之前内容可知，转动轴9转动带动球状工件打磨抛光，抛光结束后，通过转换组件切换转动轴9，使其切换为间歇转动，激光雕刻时，通过第二激光头36发射激光对球状工件进行激光雕刻，同时转动轴9带动球状工件转动一圈，使第二激光头36对球状工件的表面雕刻一条弧线，然后转动轴9和球状工件以球状工件的球心为圆心转动一定角度，然后转动轴9再次转动，这样以此循环，即可对球状工件的表面进行激光雕刻。
54.进一步地，其中一个竖板8的外壁安装有用于驱动转动轴9转动的电机。
55.提供一种实施例二中驱动转动轴9转动的实施方式，通过电机驱动转动轴9转动，而且在对球状工件打磨抛光的过程中，可以调高电机的转速，从而提高其抛光效果，然后在激光雕刻的过程中，调低电机的转速，以保持激光雕刻时的稳定性。
56.进一步地，转换组件包括固定在其中一个竖板8底部的安装板28，安装板28的顶部转动安装有转轴29，转轴29的外壁固定有转动盘32，转动盘32的边缘处与转轴29轴线之间的距离沿旋转方向逐渐增大，转动轴9与转轴29之间安装有两个可相互啮合的锥齿轮35，且位于转动轴9上的锥齿轮35通过平键滑动安装在转动轴9的外壁，竖板8靠近安装板28的外壁开设有通孔，且通孔内滑动安装有滑板30，滑板30的外壁固定有挡板，且挡板与竖板8之间安装有弹簧31，滑板30的顶部固定有传动杆34，传动杆34与转动盘32的弧形外壁相抵，滑板30靠近加工管2的外壁转动安装有拨杆33，加工管2的管外壁开设有多个呈环形分布的拨槽27，当滑板30向靠近加工管2移动时会使拨杆33插入拨槽27内并推动转动轴9转动。
57.抛光结束后，通过转换组件切换转动轴9的转动方式，可参照图7-10，当电机驱动转动轴9转动时，此时两个锥齿轮35处于脱离状态，当进行激光雕刻时，使两个锥齿轮35相互啮合，然后电机带动转动轴9转动时会通过两个锥齿轮35带动转轴29转动，从而带动转动
盘32转动，由于两个锥齿轮35的传动作用，所以转动轴9转动一圈，转轴29和转动盘32也会转动一圈。
58.在往程的过程中，转动盘32会顶着传动杆34移动，同时带动滑板30向远离加工管2的方向移动，弹簧31也被压缩，当转动盘32转动一圈后，传动杆34会脱离转动盘32的突出部，并在弹簧31的弹力作用下，使传动杆34再次与转动盘32的薄部位接触，同时滑板30会向靠近加工管2的方向移动，并将拨杆33插入拨槽27内，利用反作用力，可以带动转动轴9转动，从而带动弧形板3和球状工件转动一定角度。
59.滑板30与拨杆33之间安装有扭簧，可以使拨杆33与滑板30保持折弯的状态，并且还可以使滑板30在向远离加工管2的方向移动时，拨杆33从拨槽27中脱离并再次伸直。
60.进一步地，加工管2的内底部安装有吸尘器。
61.通过吸尘器可以对打磨抛光下的杂质进行收集，而且产生的风，还可以对球状工件起到一定的降温作用。
62.本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
63.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。