一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，包括平面工作臺、立架、豎直定長套筒、水平伸縮套筒和豎直伸縮套筒；立架的頂梁上水平激光入射孔和豎直導光孔的連通處安裝有第一度反射鏡；豎直定長套筒可旋轉的安裝在立架的頂梁內側，豎直定長套筒的內腔與豎直導光孔連通；水平伸縮套筒包括水平定長段和水平伸縮段，豎直伸縮套筒包括豎直定長段和豎直伸縮段，豎直定長段與豎直伸縮段之間安裝有彈簧力反饋裝置；豎直伸縮段的外壁上安裝有控制旋鈕和操縱把手。該多關節激光雕刻加工裝置基于可穿戴設備概念，結構合理、輕巧可靠、拆裝方便，可以充分發揮人的智慧、情感、人力敏感度在藝術品的雕刻加工中的作用，雕刻加工直觀可視。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置
本技術屬于激光雕刻領域，具體涉及一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置。
技術介紹
激光雕刻加工是利用數控技術為基礎，激光為加工媒介，使待加工材料在激光照射下產生瞬間的熔化和氣化的物理變性，達到加工的目的。激光雕刻加工與材料表面沒有接觸，不受機械運動影響，表面不會變形，可以應用于木制品、亞克粒、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。一般情況下激光加工時的激光器都是固定的，那么激光的傳輸方向也是固定的，為了改變激光傳輸方向，通過反射鏡等元件來折射改變激光的傳輸方向，即保持激光器不動，讓反射鏡沿激光束光軸方向移動，從而讓折射的激光束對應產生橫向偏移，類似光軸“飛”起來，因此這種光路稱為飛行光路。目前，激光雕刻系統結構包括掩模式、工作臂掃描式和振鏡掃描式等典型結構。其中，工作臂掃描式激光標刻系統采用X-Y-Z三維平移直線運動關節臂來實現激光束聚焦光斑的三維移動掃描，大都采用步進電機和滾珠絲杠傳動機構來實現X-Y-Z工作臂掃描，更先進的系統采用直線電機實現更高速度和高精度的光斑移動掃描。無論采用哪種光斑移動掃描驅動方式，現有的激光雕刻系統都依靠預先對雕刻圖案或形狀進行離線編程，即設定好包含有激光束掃描運動控制指令、激光開啟關閉指令、掃描速度改變指令等信息的激光雕刻加工程序，然后電腦控制驅動X-Y-Z工作臂和激光器按照激光雕刻加工程序進行加工。隨著激光加工技術日益被現代社會所了解和接納，對激光雕刻系統的應用逐漸由通用雕刻向特殊工藝及應用方向發展，比如木雕、石雕藝術品領域，創作者藝術家們渴望能夠有合適的方式和裝置工具，可以利用激光進行雕刻加工，由于激光雕刻的非接觸、精細加工特征，將非常的省力、省時、精細、美觀。然而，目前現有的激光雕刻系統都是預先離線編程、電腦控制加工，其加工過程人工無法參與。對藝術品的雕刻加工來說，預先離線編程方式不直觀、編程量極大、無人力操作，一旦程序生成，加工過程中無法根據創作者即刻思維隨意靈活修改，而眾所周知目前世界上最智能“機器人”在智慧程度也無法與人相比，更不用說人的情感特性在藝術品生產中的決定性作用了。
技術實現思路
本技術針對上述現有技術的不足，提供了一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置；該人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置基于可穿戴設備概念，結構合理、輕巧可靠、拆裝方便，可以充分發揮人的智慧、情感、人力敏感度在藝術品的雕刻加工過程中的作用，雕刻加工直觀可視，靈活方便。本技術是通過如下技術方案實現的:一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，包括平面工作臺、立架、豎直定長套筒、水平伸縮套筒和豎直伸縮套筒；所述立架架設在平面工作臺上，并可沿所述平面工作臺水平移動；所述立架的頂梁上設置有相互連通的水平激光入射孔和豎直導光孔，水平激光入射孔和豎直導光孔的內徑均大于激光束的直徑；所述水平激光入射孔和豎直導光孔的連通處安裝有第一 45度反射鏡，其安裝方位是當激光束沿水平激光入射孔的中心軸線水平入射，經過第一 45度反射鏡的反射后，使得光路轉折度進入豎直導光孔，并沿豎直導光孔的中心軸線行進，進入豎直定長套筒；所述豎直定長套筒可旋轉的安裝在立架的頂梁內側；豎直定長套筒為中空結構，內徑大于激光束的直徑，其中空內腔與豎直導光孔連通，并且二者的中心軸線重合；所述水平伸縮套筒包括水平定長段和水平伸縮段，所述水平伸縮段滑動配合安裝在水平定長段的內壁，二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合，可沿著水平方向伸出或收縮；所述水平定長段固定安裝在豎直定長套筒上，兩者的內腔相連通，并且兩者內腔的中心軸線相互垂直，連通處安裝有第二 45度反射鏡，其安裝方位是當激光束沿豎直定長套筒的中心軸線行進，經過第二 45度反射鏡的反射后，使光路轉折度進入水平伸縮套筒，并沿其中心軸線行進；所述豎直伸縮套筒包括豎直定長段、豎直伸縮段和彈簧力反饋裝置，豎直定長段與豎直伸縮段二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合；所述豎直伸縮段滑動配合安裝在豎直定長段的內壁，可沿著豎直方向伸出或收縮；所述彈簧力反饋裝置安裝在豎直定長段與豎直伸縮段之間，用于使豎直伸縮段始終受到豎直向上的回位作用力；所述豎直定長段固定安裝在水平伸縮套筒的水平伸縮段上，兩者的內腔相連通，并且兩者內腔的中心軸線相互垂直，連通處安裝有第三45度反射鏡，其安裝方位是當激光束沿水平伸縮套筒的中心軸線行進，經過第三45度反射鏡的反射后，使光路轉折度進入豎直伸縮套筒，并沿其中心軸線行進；所述豎直伸縮段的末端安裝有聚焦透鏡，聚焦透鏡的中心軸線與豎直伸縮套筒的中心軸線重合；經水平激光入射孔入射的激光束，通過第一 45度反射鏡、第二 45度反射鏡和第三45度反射鏡的傳輸后入射至聚焦透鏡，聚焦透鏡將激光束聚焦輸出；所述豎直伸縮段的外壁上安裝有控制旋鈕和可旋轉的操縱把手，所述控制旋鈕用于控制激光輸出的功率；所述可旋轉的操縱把手用于控制激光束是否輸出，以及控制水平伸縮套筒和豎直伸縮套筒的長度。優選的，所述水平定長段的內壁上設置有多個導向滑槽，所述水平伸縮段的外壁上設置有多個導向滑塊，所述導向滑塊與導向滑槽配合實現水平伸縮段的伸出或收縮。優選的，所述彈簧力反饋裝置為一彈簧，豎直伸縮段通過軸承安裝在豎直定長段內，其頂端設置有第一限位圓臺，彈簧預緊壓縮設置在軸承與第一限位圓臺之間；所述豎直定長段內設置有第二限位圓臺，所述第二限位圓臺用于限制豎直伸縮段的位移。本技術的有益效果如下:1、本技術所述的人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置沒有采用傳統的XYZ直角坐標系運動工作臂的機械結構，而是采用類似搖柄機構，內部中空，并且內置飛行光路；水平伸縮套筒和豎直伸縮套筒可以伸縮，其中水平伸縮套筒的伸縮用于拉長光路到達范圍，豎直伸縮套筒的伸縮用于手動控制加工離焦量(光斑尺寸)，所有飛行光路的動作由人工單手或雙手即可驅動，相比現有電腦控制的激光雕刻系統，驅動方式簡單，結構合理、輕巧可靠、拆裝方便。2、本技術所述的人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，設置有豎直伸縮套筒結構，當人手把握操縱把手進行雕刻時，其帶動聚焦頭的豎直伸縮運動可以帶來激光束焦點在工件表面的正負離焦量大小，亦即調節激光束聚焦光斑的尺寸，從而實現雕刻“筆畫”粗細調節的功能。并且，豎直伸縮套筒結構中安裝有彈簧力反饋裝置，人手把握操縱把手進行伸縮調節時具有下壓力的反作用彈簧力反饋，下壓施力越大，光斑越大，雕刻“筆畫”越粗，符合人力使刀雕刻的施力習慣，有利于人在雕刻過程中任意調節雕刻寬度，自由掌握。3、在操縱把手上設置的控制開關和把手結構，可以用于控制激光開關和激光功率(刻蝕深度)，有利于人在雕刻過程中自由調節和掌握雕刻深度，靈活輕巧。4、本技術所述的人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，無須預先離線編程，而由人力直接控制，雕刻過程所見即所得，自由靈活，符合藝術家的創作習慣，可以充分人的腦力智慧、情感、人力敏感度在藝術品的雕刻加工中的作用。【附圖說明】圖1為本技術所述人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置的結構圖；圖2為45度反射鏡的位置圖；圖3為立架的結構圖；圖4為豎直伸縮套筒(豎直定長段透明時)的結構圖。【具體實施方式】下面結合附圖和【具體實施方式】對本技術做進一步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，其特征在于，包括平面工作臺(1)、立架(2)、豎直定長套筒(3)、水平伸縮套筒(4)和豎直伸縮套筒(5)；所述立架(2)架設在平面工作臺(1)上，并可沿所述平面工作臺(1)水平移動；所述立架(2)的頂梁上設置有相互連通的水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)，水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)的內徑均大于激光束的直徑；所述水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)的連通處安裝有第一45度反射鏡(23)，其安裝方位是當激光束沿水平激光入射孔(21)的中心軸線水平入射，經過第一45度反射鏡(23)的反射后，使得光路轉折(90)度進入豎直導光孔(22)，并沿豎直導光孔(22)的中心軸線行進，進入豎直定長套筒(3)；所述豎直定長套筒(3)可旋轉的安裝在立架(2)的頂梁內側；豎直定長套筒(3)為中空結構，內徑大于激光束的直徑，其中空內腔與豎直導光孔(22)連通，并且二者的中心軸線重合；所述水平伸縮套筒(4)包括水平定長段(41)和水平伸縮段(42)，所述水平伸縮段(42)滑動配合安裝在水平定長段(41)的內壁，二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合，可沿著水平方向伸出或收縮；所述水平定長段(41)固定安裝在豎直定長套筒(3)上，兩者的內腔相連通，并且兩者內腔的中心軸線相互垂直，連通處安裝有第45度反射鏡(24)，其安裝方位是當激光束沿豎直定長套筒(3)的中心軸線行進，經過第二45度反射鏡(24)的反射后，使光路轉折(90)度進入水平伸縮套筒(4)，并沿其中心軸線行進；所述豎直伸縮套筒(5)包括豎直定長段(51)、豎直伸縮段(52)和彈簧力反饋裝置，豎直定長段(51)與豎直伸縮段(52)二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合；所述豎直伸縮段(52)滑動配合安裝在豎直定長段(51)的內壁，可沿著豎直方向伸出或收縮；所述彈簧力反饋裝置安裝在豎直定長段(51)與豎直伸縮段(52)之間，用于使豎直伸縮段(52)始終受到豎直向上的回位作用力；所述豎直定長段(51)固定安裝在水平伸縮套筒(4)的水平伸縮段(42)上，兩者的內腔相連通，并且兩者內腔的中心軸線相互垂直，連通處安裝有第三45度反射鏡(25)，其安裝方位是當激光束沿水平伸縮套筒(4)的中心軸線行進，經過第三45度反射鏡(25)的反射后，使光路轉折(90)度進入豎直伸縮套筒(5)，并沿其中心軸線行進；所述豎直伸縮段(51)的末端安裝有聚焦透鏡(26)，聚焦透鏡(26)的中心軸線與豎直伸縮套筒(5)的中心軸線重合；經水平激光入射孔(21)入射的激光束，通過第一45度反射鏡(23)、第二45度反射鏡(24)和第三45度反射鏡(25)的傳輸后入射至聚焦透鏡(26)，聚焦透鏡(26)將激光束聚焦輸出；所述豎直伸縮段(52)的外壁上安裝有控制旋鈕(53)和可旋轉的操縱把手(54)，所述控制旋鈕(53)用于控制激光輸出的功率；所述可旋轉的操縱把手(54)用于控制激光束是否輸出，以及控制水平伸縮套筒(4)和豎直伸縮套筒(5)的長度。...

【技術特征摘要】
1.一種人工操縱的多關節激光雕刻加工裝置，其特征在于，包括平面工作臺(I)、立架(2)、豎直定長套筒(3)、水平伸縮套筒(4)和豎直伸縮套筒(5)； 所述立架(2)架設在平面工作臺(I)上，并可沿所述平面工作臺(I)水平移動；所述立架(2)的頂梁上設置有相互連通的水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)，水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)的內徑均大于激光束的直徑；所述水平激光入射孔(21)和豎直導光孔(22)的連通處安裝有第一 45度反射鏡(23)，其安裝方位是當激光束沿水平激光入射孔(21)的中心軸線水平入射，經過第一 45度反射鏡(23)的反射后，使得光路轉折(90)度進入豎直導光孔(22)，并沿豎直導光孔(22)的中心軸線行進，進入豎直定長套筒(3)； 所述豎直定長套筒(3)可旋轉的安裝在立架(2)的頂梁內側；豎直定長套筒(3)為中空結構，內徑大于激光束的直徑，其中空內腔與豎直導光孔(22)連通，并且二者的中心軸線重合； 所述水平伸縮套筒(4)包括水平定長段(41)和水平伸縮段(42)，所述水平伸縮段(42)滑動配合安裝在水平定長段(41)的內壁，二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合，可沿著水平方向伸出或收縮；所述水平定長段(41)固定安裝在豎直定長套筒(3)上，兩者的內腔相連通，并且兩者內腔的中心軸線相互垂直，連通處安裝有第45度反射鏡(24)，其安裝方位是當激光束沿豎直定長套筒(3)的中心軸線行進，經過第二 45度反射鏡(24)的反射后，使光路轉折(90)度進入水平伸縮套筒(4)，并沿其中心軸線行進； 所述豎直伸縮套筒 (5)包括豎直定長段(51)、豎直伸縮段(52)和彈簧力反饋裝置，豎直定長段(51)與豎直伸縮段(52) 二者均中空，內徑大于激光束的直徑，且中心軸線重合；所述豎直伸縮段(52)滑動配合安裝在豎直定長段(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于艷玲，蘇紹興，
申請(專利權)人：溫州職業技術學院，
類型：新型
國別省市：浙江;33