[发明专利]一种移动式激光雕刻机

说明书

本申请提供了一种移动式激光雕刻机，其包括机体以及设置在所述机体底部的三轴全向移动框架，所述三轴全向移动框架包括沿着所述机体的周向方向均匀分布的三个全向轮组件，所述全向轮组件构造成能够沿着轮轴线方向和垂直于所述轮轴线方向滚动，三个所述全向轮组件之间相互独立并且能够相互配合以实现所述机体的全方位移动。通过该移动式激光雕刻机，能够突破传统雕刻机框架限制，实现大幅面雕刻绘图功能，并且机身小巧，易于携带。

技术领域

本发明涉及激光雕刻设备技术领域，并且更具体地，涉及一种移动式激光雕刻机。

背景技术

激光雕刻是一种提高加工效率的重要技术手段，可以应用于工艺礼品业、装饰行业、包装印刷行业等，相较于传统手工雕刻工艺，激光雕刻机更加的智能与精准。目前市面上的雕刻机多以台式为主，有固定的雕刻面积，以及高精度的系统控制。但是对于雕刻需求的改变，相应的雕刻机的选取也存在变化。雕刻面积越大，所需要选取的雕刻机体积越大，普遍对应于工业级雕刻机的使用。但面对普通用户的选取，目前市场上缺少面向普通用户使用的大面积雕刻机，工业级雕刻机的选择既不便携也不实用。

同时在雕刻机设计发展上，类似ACSYS雕刻机的设计，可实现2900mm×1000mm的大幅面雕刻。在其他激光加工产业中，Epilog laser雕刻机隶属于CO₂激光机系列，可实现1016mm×771mm的大面积雕刻，并且另一款universal激光雕刻机，可实现高精度雕刻技能，而且在研发控制CO₂激光雕刻系统方面也有着丰富经验。在国内研究中，多次提出对控制系统的改变，为实现一款稳定可靠的单机控制系统的激光雕刻机，在控制系统性能上，提出了多种对于激光雕刻机系统的控制方案。同时在大面积雕刻方面，有利用传能光纤作为新光路，提出了一种可构建大幅面雕刻的软硬件设计。

可以看出激光雕刻机的发展迅速，系统迭代升级快速。但目前激光雕刻机的设计全在技术上进行升级，在雕刻面积与便携性上没有深度改变，机器的庞大与系统的复杂性导致用户的操作使用并不方便。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种移动式激光雕刻机，利用全向移动的设计解决了雕刻面积受限的问题，并且机身小巧便携可以做到随时随地进行雕刻。

本申请提供了一种移动式激光雕刻机，其包括机体以及设置在所述机体底部的三轴全向移动框架，所述三轴全向移动框架包括沿着所述机体的周向方向均匀分布的三个全向轮组件，所述全向轮组件构造成能够沿着轮轴线方向和垂直于所述轮轴线方向滚动，三个所述全向轮组件之间相互独立并且能够相互配合以实现所述机体的全方位移动。通过该移动式激光雕刻机，能够突破传统雕刻机框架限制，实现大幅面雕刻绘图功能，并且机身小巧易于携带。

在一个可能的实施方式中，该全向轮组件包括平行叠置的多个全向轮，所述全向轮包括全向轮主体以及沿着周向方向相互独立且自由地套设在所述全向轮主体上的多个滚动件。

在一个可能的实施方式中，所述三轴全向移动框架还包括与每个所述全向轮组件一一对应的步进电机。通过该实施方式，由于步进电机的可控角位移是直流电机不能达到的，步进电机可以利用脉冲数，轮子直径来计算出单个轮子的位移。

在一个可能的实施方式中，相邻的两个所述全向轮组件的轮面之间的夹角为60°。

在一个可能的实施方式中，每个全向轮组件沿着垂直于轮轴线方向的滚动线速度通过如下公式确定：

其中，Va、Vb和Vc分别为三个所述全向轮组件沿着垂直于轮轴线方向的滚动线速度，ψ为轮面之间的夹角，ω为所述机体的自旋角速度，R为所述全向轮组件中心到所述机体底盘中心的距离，Vx和Vy分别为所述机体在x轴方向和y轴方向的移动线速度。

在一个可能的实施方式中，在所述机体内部还设置有控制系统，其用于接收由上位机发送的雕刻指令，并根据所述雕刻指令控制三个所述全向轮组件的运动以及所述机体的雕刻动作。