TW201440943A - 鐳射加工裝置 - Google Patents

Abstract

一種鐳射加工裝置，包括用於承載並固定所述待加工工件之載台、用於對該待加工工件進行鐳射加工之鐳射元件以及位置回饋單元。該鐳射元件包括可動機構以及固定於該可動機構上之鐳射頭，該可動機構用於調整該鐳射頭相對於該待加工工件之位置並帶動該鐳射頭進行鐳射加工。該位置回饋單元設置於該可動機構上，該位置回饋單元包括一個彈性接觸部以及一個警示電路，該彈性接觸部在該鐳射頭與該待加工工件位於最小容許距離內時與該待加工工件接觸並被壓縮，該警示電路在該彈性接觸部被壓縮時導通並發出警示訊號。

Description

鐳射加工裝置

本發明涉及一種加工裝置，尤其涉及一種鐳射加工裝置。

在鐳射加工領域，例如鐳射切割、鐳射微結構雕刻以及模仁加工等，需要將鐳射頭發射之雷射光束聚焦到所加工之工件表面，由於不同之加工工件具有不同之厚度，因此，所述鐳射頭需要依據所加工工件之不同厚度調整其高度。然而，在調整過程中，如果操作不慎，所述鐳射頭容易與所述工件表面碰撞，造成所述鐳射頭或者所述加工工件之損壞，影響鐳射加工之效率，同時在成加工之成本上升。

有鑒於此，有必要一種提供能夠防止加工誤操作之鐳射加工裝置。

一種鐳射加工裝置，包括用於承載並固定所述待加工工件之載台、用於對所述待加工工件進行鐳射加工之鐳射元件以及位置回饋單元。所述鐳射元件包括可動機構以及固定於所述可動機構上之鐳射頭，所述可動機構用於調整所述鐳射頭相對於所述待加工工件之位置並帶動所述鐳射頭進行鐳射加工。所述位置回饋單元設置於所述可動機構上，所述位置回饋單元包括一個彈性接觸部以及一個警示電路，所述彈性接觸部在所述鐳射頭與所述待加工工件位於最小容許距離內時與所述待加工工件接觸並被壓縮，所述警示電路在所述彈性接觸部被壓縮時導通並發出警示訊號。

相較於先前技術，所述鐳射加工裝置採用具有所述警示裝置之位置回饋裝置，當所述鐳射加工狀之有與待加工工件發生碰撞之風險時，所述警示裝置則發出警示訊號，因此可以防止所述鐳射元件在調整過程中與所述待加工工件發生接觸或者碰撞，避免待加工工件以及所述鐳射元件之損壞，提高了鐳射加工之效率，並降低了鐳射加工之成本。

100．．．鐳射加工裝置

10．．．載台

11．．．工作面

20．．．鐳射元件

21．．．可動機構

22．．．鐳射頭

30．．．位置回饋單元

31．．．彈性接觸部

311．．．上部

3111．．．第一座體

3112．．．套筒

312．．．下部

3121．．．第二座體

3122．．．導柱

3123．．．凸柱

313．．．彈性件

32．．．警示電路

321．．．電源

322．．．警示裝置

323．．．第一電極

324．．．第二電極

3241．．．底座

3242．．．支撐柱

3243．．．極片

200．．．待加工工件

圖1係本發明實施方式之鐳射加工裝置之示意圖。

圖2係圖1之鐳射加工裝置之位置回饋單元之原理示意圖。

下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。

請參閱圖1及圖2，所示為本發明實施方式之鐳射加工裝置100之示意圖，所述鐳射加工裝置100用於對待加工工件200進行鐳射加工。所述鐳射加工裝置100包括用於承載並固定所述待加工工件200之載台10、用於對所述待加工工件200進行鐳射加工之鐳射元件20以及固定於所述鐳射元件20上之位置回饋單元30。

所述載台10包括一個工作面11，所述待加工工件200固定於所述工作面11上預定之加工位置。不同的所述待加工工件200相對於所述工作面11具有不同之高度。

所述鐳射元件20設置於所述載台10之工作面11上方，並且可以在平行於所述工作面11之平面內以及垂直於所述工作面11之方向上移動，以對所述待加工工件200之不同位置進行鐳射加工。所述鐳射元件20包括一個可動機構21以及一個固定於所述可動機構21上之鐳射頭22。所述可動機構21用於帶動所述鐳射頭22進行移動，依據不同之需求所述可動機構21能夠帶動所述鐳射頭22在平行於所述工作面11之平面內以及垂直於所述工作面11之方向上移動，具體的，所述可動機構21可以為可在三維方向上運動之機械手臂。所述鐳射頭22用於產生鐳射並將所述鐳射彙聚，在此將所述鐳射頭22之末端至鐳射之彙聚點之距離稱為所述鐳射頭22之焦距D，應當說明，所述焦距D僅為鐳射頭22之末端至鐳射之彙聚點之距離，由於所述鐳射頭22之構造之差異，因此並不一定等同於所述鐳射頭22之實際有效焦距。所述焦距D即為所述鐳射頭22在鐳射加工過程中與所述待加工工件200表面所需間隔之距離。

所述位置回饋單元30固定於所述可動機構21上並且相對於所述鐳射頭22之位置固定。所述位置回饋單元30包括一個彈性接觸部31以及一個警示電路32。所述彈性接觸部31包括一個上部311、一個與所述上部311相連之下部312以及一個位於所述上部311以及所述下部312之間之彈性件313。所述上部311固定於所述可動機構21上，包括一個第一座體3111以及一個連接於所述第一座體3111上之套筒3112。所述下部312可滑動地與所述上部311相連，所述下部312包括一個第二座體3121、一個連接於所述第二座體3121一側表面上之導柱3122以及一個形成於所述第二座體3121另一側表面上之凸柱3123。所述導柱3122可滑動地插入所述套筒3112內，為防止所述導柱3122自所述套筒3112內脫出，可以在所述導柱導柱3122與所述套筒3112之間設置限位結構（圖未示），所述限位元結構可以依據本領域技術人員之常規選擇做不同之設計，例如凸塊和凹槽之配合結構。所述凸柱3123朝向所述載台10之工作面11凸出，且所述凸柱3123之遠離所述第二座體3121之末端之表面為球面，所述球面能夠減緩所述凸柱3123與所述待加工工件200之接觸及碰撞之強度，防止所述凸柱3123對所述待加工工件200造成損壞。所述彈性件313彈性抵持於所述第一座體3111以及所述第二座體3121之間，本實施方式中，所述彈性件313為螺旋彈簧，所述彈性件313套設於所述套筒3112以及所述導柱3122上，且兩端分別抵持與所述第一座體3111以及所述第二座體3121上。

實際使用中，在所述彈性接觸部31最大壓縮狀態下，所述凸柱3123之末端凸出所述可動機構21之距離大於所述鐳射頭22末端凸出所述可動機構21之距離，而在所述彈性接觸部31處於自由狀態下，所述凸柱3123以及所述鐳射頭22凸出所述可動機構21之距離之差小於所述鐳射頭22之焦距D，如此，所述彈性接觸部31既能夠在調整所述鐳射頭22加工位置時發揮作用，又能夠防止所述凸柱3123對鐳射加過程之影響。

所述警示電路32用於在所述鐳射頭22末端距離小於預定距離之情況下發出提示，防止所述鐳射頭22因誤操作碰觸所述待加工工件200。所述警示電路32包括電源321、警示裝置322、第一電極323以及與所述第一電極323相對並間隔之第二電極324。所述第一電極323連接至所述電源321之正極並固定於所述第一座體3111上，所述第二電極324連接至所述電源321之負極並固定於所述第二座體3121上。本實施方式中，所述第一電極323為導電片，所述第二電極324包括一個固定於所述第二座體3121上之底座3241、一個形成於所述底座3241上並且朝向所述第一電極323凸出之支撐柱3242以及一個形成於所述支撐柱3242末端之極片3243。 所述支撐柱3242由彈性材料製成，所述極片3243藉由穿過所述底座3241以及所述支撐柱3242之導線（圖未示）連接至所述電源之負極。當然，在其他實施方式中，所述第一電極323也可以採用於所述第二電極324類似之結構，或者所述第一電極323以及所述第二電極324之結構互換。所述警示裝置322用於在所述第一電極323以及所述第二電極324接觸發出警示訊號，所述警示裝置322之警示訊號可以為聲音訊號、光訊號或者其他訊號，具體之，所述警示裝置322可以為蜂鳴器或者發光二極體。

所述第一電極323以及所述第二電極324之間的間隔可以依據實際情況具體設計。本實施方式中，所述鐳射頭22與所述待加工工件200之間設定有最小容許距離，所述最小容許距離即在所述鐳射元件20相對於所述待加工工件200調整加工位置時，所述鐳射頭22與所述待加工工件200所述之間之可容許之最小距離，如果所述鐳射頭22與所述待加工工件200之間之距離達到或者小於所述最小容許距離，則所述位置回饋單元30會產生警示訊號。可以理解，本實施方式中，可以設計當所述第一電極323與所述第二電極324相接觸時，所述鐳射元件20與所述待加工工件200之間之距離為所述最小容許距離。優選地，所述最小容許距離小於所述鐳射頭22之焦距D。

所述鐳射加工裝置100在使用時，首先將所述待加工工件200固定於所述載台10之工作面11上之預定位置處，然後依據所述待加工工件200之高度調整所述鐳射元件20之加工位置，使得所述鐳射頭22之焦點位於所述待加工工件200表面，調整完成後，所述鐳射元件20可以開始對所述待加工工件200進行鐳射加工。在調整之過程中，如果所述鐳射頭22末端與所述待加工工件200之間之距離達到或者小於所述最小容許距離，則所述彈性接觸部31與所述待加工工件200接觸，所述待加工工件200向所述凸柱3123施以朝向所述可動機構21方向之力，所述第二座體3121在所述力作用下，朝向所述第一座體3111移動，在此過程中，所述第一電極323以及所述第二電極324相互接觸，所述警示裝置322發出警示資訊，提醒操作者注意，因此可以防止所述鐳射元件20在調整過程中與所述待加工工件200發生接觸或者碰撞，避免待加工工件200以及所述鐳射元件20之損壞，提高了鐳射加工之效率，並降低了鐳射加工之成本。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．鐳射加工裝置

10．．．載台

11．．．工作面

20．．．鐳射元件

21．．．可動機構

22．．．鐳射頭

30．．．位置回饋單元

200．．．待加工工件

Claims (10)

1. 一種鐳射加工裝置，包括用用於對待加工工件進行鐳射加工之鐳射元件，所述鐳射元件包括可動機構以及固定於所述可動機構上之鐳射頭，所述可動機構用於調整所述鐳射頭相對於所述待加工工件之位置並帶動所述鐳射頭進行鐳射加工，其改進在於：所述鐳射加工裝置包括設置於所述可動機構上之位置回饋單元，所述位置回饋單元包括一個彈性接觸部以及一個警示電路，所述彈性接觸部在所述鐳射頭與所述待加工工件之間之距離位於最小容許距離內時與所述待加工工件接觸並被壓縮，所述警示電路在所述彈性接觸部被壓縮時導通並發出警示訊號。
2. 如請求項1所述之鐳射加工裝置，其中，所述彈性接觸部包括一個上部、一個與所述上部可滑動地相連之下部以及一個位於所述上部以及所述下部之間之彈性件，所述上部固定於所述可動機構上，所述彈性件彈性抵持所述上部以及所述下部之間。
3. 如請求項2所述之鐳射加工裝置，其中，所述上部包括一個第一座體以及一個連接於所述第一座體上之套筒，所述下部包括一個第二座體以及一個連接於所述第二座體一側表面上之導柱，所述導柱可滑動地插入所述套筒內，所述彈性件套設於所述套筒以及所述導柱上，且兩端分別抵持與所述第一座體以及所述第二座體上。
4. 如請求項3所述之鐳射加工裝置，其中，所述警示電路包括電源、警示裝置、第一電極以及與所述第一電極相對並間隔之第二電極，所述第一電極連接至所述電源之正極並固定於所述第一座體上，所述第二電極連接至所述電源之負極並固定於所述第二座體上。
5. 如請求項4所述之鐳射加工裝置，其中，所述第二電極包括一個固定於所述第二座體上之底座、一個形成於所述底座上並且朝向所述第一電極凸出之支撐柱以及一個形成於所述支撐柱末端之極片。
6. 如請求項5所述之鐳射加工裝置，其中，所述支撐柱由彈性材料製成。
7. 如請求項6所述之鐳射加工裝置，其中，所述警示裝置可以為蜂鳴器或者發光二極體。
8. 如請求項3所述之鐳射加工裝置，其中，所述第二座體與所所述第一座體相背離之一側表面上形成有一個朝向所述載台凸出之凸柱。
9. 如請求項8所述之鐳射加工裝置，其中，所述凸柱之遠離所述第二座體之末端之表面為球面。
10. 如請求項2所述之鐳射加工裝置，其中，所述彈性件為螺旋彈簧。