一種三維激光加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維激光加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光標識設(shè)備固有的高速、高效的清潔加工方式，得到各行各業(yè)的青睞，因此廣泛 應用于電子信息、輕工、家電、模具、高低壓電器、珠寶等眾多行業(yè)。以物體平面為打標對象 的二維激光加工設(shè)備，其加工技術(shù)已日臻成熟。
[0003] 然而，以物體任意曲面為激光加工對象的三維激光加工（打標、蝕刻、雕刻等，下 同）方法，目前還存在許多的局限性和缺陷。如依托二維打標技術(shù)配置數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺的 "三維"激光打標機，實際上只能加工旋轉(zhuǎn)的三維圓柱曲面，對其他曲面則束手無策?；谌?維振鏡系統(tǒng)的三維激光加工設(shè)備，能對任意曲面進行三維激光加工，但卻存在加工區(qū)域受 限的致命缺陷，這是因為三維振鏡系統(tǒng)的激光輸出存在一定的夾角，在曲面的曲率變化較 大時，激光無法接觸部分曲面區(qū)域，使之成為激光加工的盲區(qū)。比如，在圖1所示的三維振 鏡系統(tǒng)中，被加工物體的曲面，只有AB段能被加工，而BC段和AD段，則是激光加工的盲區(qū)。
[0004] 當前，利用五軸數(shù)控機床原理進行三維任意曲面的激光加工，能有效解決三維曲 面激光加工的盲區(qū)問題，但這類設(shè)備昂貴，導致加工成本過高。如何利用比較經(jīng)濟的加工方 法，消除曲面三維激光打標的盲區(qū)，使曲面任意角度的區(qū)域都能被激光加工，已成為三維激 光加工設(shè)備急需解決的問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型實施例提供了一種三維激光加工設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的三維 激光加工設(shè)備，設(shè)備昂貴，導致加工成本過高的問題。
[0006] -方面，提供一種三維激光加工設(shè)備，包括三維振鏡系統(tǒng)，所述三維激光加工設(shè)備 還包括：
[0007] 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺；
[0008] 與所述數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和所述三維振鏡系統(tǒng)分別連接的，將被加工物體的三維紋 理數(shù)學模型分割成若干個紋理模型塊后，控制所述數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和預先得到的每個紋理 模塊向同一方向旋轉(zhuǎn)相同的指定的角度，使每個紋理模型塊旋轉(zhuǎn)指定的角度并依次處于三 維振鏡系統(tǒng)的激光加工區(qū)域之內(nèi)后，控制三維振鏡系統(tǒng)對與處于激光加工區(qū)域之內(nèi)的與每 個紋理模型塊相對應的曲面依次進行加工的加工控制系統(tǒng)；
[0009] 其中，被加工物體安裝在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上，與處于激光加工區(qū)域之內(nèi)的與被分 割的紋理模型塊相對應的曲面是被加工物體的曲面的一部分。
[0010] 進一步地，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。
[0011] 進一步地，所述二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的二軸是d, f) O
[0012] 進一步地，所述二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的二軸是（f，f) . 〇
[0013] 進一步地，所述二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的二軸是（hi) 〇
[0014] 在本實用新型實施例中，基于五軸數(shù)控的三維激光加工設(shè)備，通過三維振鏡系統(tǒng) 的數(shù)控三軸和安裝在工作臺面的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，在硬件上構(gòu)成了五軸激光加工系統(tǒng)；然 后，通過五軸激光加工系統(tǒng)中的加工控制系統(tǒng)將被加工物體的三維紋理數(shù)學模型分割成若 干個紋理模型塊后，可以控制數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和預先得到的每個紋理模塊向同一方向旋轉(zhuǎn) 相同的指定的角度，使每個紋理模型塊旋轉(zhuǎn)指定的角度并依次處于三維振鏡系統(tǒng)的激光加 工區(qū)域之內(nèi)后，控制三維振鏡系統(tǒng)對與處于激光加工區(qū)域之內(nèi)的與每個紋理模型塊相對應 的曲面依次進行加工，從而達到被加工物體曲面任意角度的區(qū)域都能被激光加工的目的， 并且實現(xiàn)簡單、價格便宜。
【附圖說明】
[0015] 圖1是現(xiàn)有的三維激光加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2本實用新型實施例一提供的三維激光加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017] 圖3本實用新型實施例一提供的三維激光加工設(shè)備中的三維振鏡系統(tǒng)和數(shù)控回 轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4a是本實用新型實施例一提供的被加工物體的曲面模型示意圖；
[0019] 圖4b是本實用新型實施例一提供的映射曲面t旲型不意圖；
[0020] 圖4c是本實用新型實施例一提供的三維紋理數(shù)學模型示意圖；
[0021] 圖4d是本實用新型實施例一提供的三維紋理數(shù)學模型被分割成編號為①、②、 ③、④的4個紋理模型塊示意圖；
[0022] 圖5是本實用新型實施例提供的圖4d所示的編號為②的紋理模型塊旋轉(zhuǎn)后的效 果示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024] 在本實用新型實施例中，三維激光加工設(shè)備包括三維振鏡系統(tǒng)，還包括：數(shù)控回轉(zhuǎn) 工作臺和與所述數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和所述三維振鏡系統(tǒng)分別連接的加工控制系統(tǒng)，該加工控 制系統(tǒng)將被加工物體的三維紋理數(shù)學模型分割成若干個紋理模型塊后，控制所述數(shù)控回轉(zhuǎn) 工作臺和預先得到的每個紋理模塊向同一方向旋轉(zhuǎn)相同的指定的角度，使每個紋理模型塊 旋轉(zhuǎn)指定的角度并依次處于三維振鏡系統(tǒng)的激光加工區(qū)域之內(nèi)后，控制三維振鏡系統(tǒng)對與 處于激光加工區(qū)域之內(nèi)的與每個紋理模型塊相對應的曲面依次進行加工。其中，被加工物 體安裝在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上，與處于激光加工區(qū)域之內(nèi)的與被分割的紋理模型塊相對應的 曲面是被加工物體的曲面的一部分。
[0025] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的實現(xiàn)進行詳細描述：
[0026] 實施例一
[0027] 圖2示出了本實用新型實施例一提供的三維激光加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖，為了便于 說明，僅示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。在本實用新型實施例中，該三維激光加工 設(shè)備2包括：三維振鏡系統(tǒng)21、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺22和加工控制系統(tǒng)23。
[0028] 三維振鏡系統(tǒng)21是包括三個數(shù)控移動軸^ (；又，之）的三維振鏡系統(tǒng)，如圖1所 不，該三維振鏡系統(tǒng)包括激光腔、Z軸移動鏡頭、聚焦鏡頭、X軸振鏡、Y軸振鏡和鏡片組。該 三維振鏡系統(tǒng)21輸出的激光具有一定的夾角，激光作用區(qū)域在圖1所示的椎體內(nèi)，只有被 加工物體的曲面處于所述椎體內(nèi)，才能被加工。
[0029] 三維激光加工設(shè)備上還安裝有一個二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺22,由三維振鏡系統(tǒng)21 和二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺22組成的三維激光加工設(shè)備是一個五軸數(shù)控三維激光加工設(shè)備。 該五軸數(shù)控三維激光加工設(shè)備中的三維振鏡系統(tǒng)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0030] 具體的，二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的二軸分別是：（尤，尹），或，（無,2)或，（歹,2) 具體實際應用采用何種二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，本實用新型實施例中不做限制。為了描述方 便，本實用新型實施例中，以二軸為的二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺為例來進行說明。
[0031] 圖3所示的二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的二軸是(j,f)該二軸數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上可 安裝被加工物體（圖示樣例為模具型腔，型腔曲面的紋理由激光加工）。
[0032] 加工控制系統(tǒng)23與三維振鏡系統(tǒng)21和數(shù)控