[实用新型]一种人工操纵的多关节激光雕刻加工装置

说明书

技术领域

本实用新型属于激光雕刻领域，具体涉及一种人工操纵的多关节激光雕刻加工装置。

背景技术

激光雕刻加工是利用数控技术为基础，激光为加工媒介，使待加工材料在激光照射下产生瞬间的熔化和气化的物理变性，达到加工的目的。激光雕刻加工与材料表面没有接触，不受机械运动影响，表面不会变形，可以应用于木制品、亚克粒、塑料板、金属板、石材等几乎所有的材料之上。

一般情况下激光加工时的激光器都是固定的，那么激光的传输方向也是固定的，为了改变激光传输方向，通过反射镜等元件来折射改变激光的传输方向，即保持激光器不动，让反射镜沿激光束光轴方向移动，从而让折射的激光束对应产生横向偏移，类似光轴“飞”起来，因此这种光路称为飞行光路。

目前，激光雕刻系统结构包括掩模式、工作臂扫描式和振镜扫描式等典型结构。其中，工作臂扫描式激光标刻系统采用X-Y-Z三维平移直线运动关节臂来实现激光束聚焦光斑的三维移动扫描，大都采用步进电机和滚珠丝杠传动机构来实现X-Y-Z工作臂扫描，更先进的系统采用直线电机实现更高速度和高精度的光斑移动扫描。无论采用哪种光斑移动扫描驱动方式，现有的激光雕刻系统都依靠预先对雕刻图案或形状进行离线编程，即设定好包含有激光束扫描运动控制指令、激光开启关闭指令、扫描速度改变指令等信息的激光雕刻加工程序，然后电脑控制驱动X-Y-Z工作臂和激光器按照激光雕刻加工程序进行加工。

随着激光加工技术日益被现代社会所了解和接纳，对激光雕刻系统的应用逐渐由通用雕刻向特殊工艺及应用方向发展，比如木雕、石雕艺术品领域，创作者艺术家们渴望能够有合适的方式和装置工具，可以利用激光进行雕刻加工，由于激光雕刻的非接触、精细加工特征，将非常的省力、省时、精细、美观。然而，目前现有的激光雕刻系统都是预先离线编程、电脑控制加工，其加工过程人工无法参与。对艺术品的雕刻加工来说，预先离线编程方式不直观、编程量极大、无人力操作，一旦程序生成，加工过程中无法根据创作者即刻思维随意灵活修改，而众所周知目前世界上最智能“机器人”在智慧程度也无法与人相比，更不用说人的情感特性在艺术品生产中的决定性作用了。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种人工操纵的多关节激光雕刻加工装置；该人工操纵的多关节激光雕刻加工装置基于可穿戴设备概念，结构合理、轻巧可靠、拆装方便，可以充分发挥人的智慧、情感、人力敏感度在艺术品的雕刻加工过程中的作用，雕刻加工直观可视，灵活方便。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种人工操纵的多关节激光雕刻加工装置，包括平面工作台、立架、竖直定长套筒、水平伸缩套筒和竖直伸缩套筒；

所述立架架设在平面工作台上，并可沿所述平面工作台水平移动；所述立架的顶梁上设置有相互连通的水平激光入射孔和竖直导光孔，水平激光入射孔和竖直导光孔的内径均大于激光束的直径；所述水平激光入射孔和竖直导光孔的连通处安装有第一45度反射镜，其安装方位是当激光束沿水平激光入射孔的中心轴线水平入射，经过第一45度反射镜的反射后，使得光路转折度进入竖直导光孔，并沿竖直导光孔的中心轴线行进，进入竖直定长套筒；

所述竖直定长套筒可旋转的安装在立架的顶梁内侧；竖直定长套筒为中空结构，内径大于激光束的直径，其中空内腔与竖直导光孔连通，并且二者的中心轴线重合；

所述水平伸缩套筒包括水平定长段和水平伸缩段，所述水平伸缩段滑动配合安装在水平定长段的内壁，二者均中空，内径大于激光束的直径，且中心轴线重合，可沿着水平方向伸出或收缩；所述水平定长段固定安装在竖直定长套筒上，两者的内腔相连通，并且两者内腔的中心轴线相互垂直，连通处安装有第二45度反射镜，其安装方位是当激光束沿竖直定长套筒的中心轴线行进，经过第二45度反射镜的反射后，使光路转折度进入水平伸缩套筒，并沿其中心轴线行进；

所述竖直伸缩套筒包括竖直定长段、竖直伸缩段和弹簧力反馈装置，竖直定长段与竖直伸缩段二者均中空，内径大于激光束的直径，且中心轴线重合；所述竖直伸缩段滑动配合安装在竖直定长段的内壁，可沿着竖直方向伸出或收缩；所述弹簧力反馈装置安装在竖直定长段与竖直伸缩段之间，用于使竖直伸缩段始终受到竖直向上的回位作用力；