CN111975213A - 激光雕刻系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光雕刻系统。激光雕刻系统包括激光安全防护装置、传输机构和激光雕刻机。激光安全防护装置包括防护腔室和入光开口密封装置。防护腔室的第一侧面上设置有入料口，第二侧面上设置有入光开口。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者用于打开入光开口。传输机构被配置为用于携带待激光雕刻的物品通过入料口进入防护腔室、在多个雕刻方位之间移动物品、或携带物品退出防护腔室。激光雕刻机被配置为用于在入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室，以便当物品处于多个雕刻方位时对物品进行多个方位的激光雕刻。

Description

激光雕刻系统

技术领域

本发明涉及激光雕刻领域，尤其涉及用于对激光雕刻区域进行安全防护的技术。

背景技术

近几年来激光技术运用的规模越来越广泛，许多行业都开始运用激光技术，例如使用激光技术的激光打标机、激光焊接机、激光雕刻机等。激光精密应用正不断地替代和突破传统的加工和制造工艺。作为激光应用技术的一种，与传统的印刷、机械刻划、电火花加工等传统的加工方法相比，激光雕刻具有无与伦比的优势，其独特的性能特点为现有的标记加工带来了新的改进空间。激光雕刻机的高精度、高效率、快速度的加工方法为工业制造商节省了大量人力物力。但在激光设备的使用期间，其产生的激光弧光和火焰可能对操作人员的眼睛造成伤害，甚至产生永久性损失。

因此，需要对激光雕刻区域进行安全防护的技术。

发明内容

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

根据本发明一方面，提供了一种激光雕刻系统，包括：激光安全防护装置，包括：防护腔室，所述防护腔室的第一侧面上设置有入料口，所述防护腔室的第二侧面上设置有入光开口；入光开口密封装置，被配置为用于密封所述入光开口或者用于打开所述入光开口；传输机构，被配置为用于携带待激光雕刻的物品通过所述入料口进入所述防护腔室、在多个雕刻方位之间移动所述物品、或携带所述物品退出所述防护腔室；以及激光雕刻机，被配置为用于在所述入光开口被打开时引导入射光从所述入光开口进入所述防护腔室，以便当所述物品处于所述多个雕刻方位时对所述物品进行多个方位的激光雕刻，其中，在所述物品处于所述多个雕刻方位之一并且所述传输机构与所述入料口密闭时，所述入光开口密封装置打开所述入光开口。

上述的激光雕刻系统中，所述第一侧面上设有入料区域开口，所述激光安全防护装置还包括入料口密封装置，所述入料口密封装置包括：物品进出面板，设置在所述第一侧面上并且始终完全覆盖所述入料区域开口，所述入料口设置在所述物品进出面板上并且位于所述入料区域开口范围内；以及第一驱动装置，与所述物品进出面板耦合，被配置为用于驱动所述物品进出面板紧贴着所述第一侧面移动，以改变所述入料口相对于所述入料区域开口的位置。

上述的激光雕刻系统中，所述传输机构包括：机器人夹爪，被配置为用于夹持所述物品；机器人夹爪面板，被配置为用于承载所述机器人夹爪并且能够与所述入料口密闭配合；以及机器人驱动装置，被配置为用于驱动所述机器人夹爪面板以使所述机器人夹爪夹持所述物品进入所述防护腔室、在所述多个雕刻方位之间移动所述物品、或者夹持所述物品退出所述防护腔室。

上述的激光雕刻系统中，当所述机器人夹爪面板与所述入料口密闭配合时，所述机器人夹爪面板的内圆部分位于所述入料口内，所述机器人夹爪面板的外圆部分从所述防护腔室外侧覆盖所述入料口，所述内圆部分和所述外圆部分构成台阶形结构。

上述的激光雕刻系统中，所述机器人夹爪面板和所述入料口的形状为圆形，所述物品进出面板和所述入料区域开口的形状为方形。

上述的激光雕刻系统中，所述物品处于所述多个雕刻方位包括所述物品处在相对于所述入射光的焦点的多个不同距离处，和/或所述物品处于所述多个雕刻方位包括所述物品处在相对于所述入射光的焦点的多个不同角度处。

上述的激光雕刻系统中，所述传输机构还包括第一检测装置，用于检测所述传输机构与所述入料口是否密闭。

上述的激光雕刻系统中，所述入光开口密封装置包括：遮光器，设置在所述入光开口处，所述遮光器能够被配置为用于遮蔽所述入射光的关闭状态以及用于允许所述入射光进入所述防护腔室的打开状态；第二检测装置，用于检测所述遮光器处于所述打开状态还是所述关闭状态；以及第二驱动装置，与所述遮光器耦合，用于驱动所述遮光器在所述打开状态和所述关闭状态之间切换。

上述的激光雕刻系统中，所述激光安全防护装置还包括安全门密封装置，所述安全门密封装置包括：安全门，设置于所述防护腔室的第三侧面，所述第三侧面不同于所述第一侧面或所述第二侧面，所述安全门被配置为仅在所述第二检测装置检测到所述遮光器处于所述关闭状态时才能够打开；以及第三检测装置，用于检测所述安全门处于打开状态还是关闭状态，其中，仅当所述物品处于所述多个雕刻方位之一、所述传输机构与所述入料口密闭、并且所述安全门处于关闭状态时，所述入光开口密封装置才能打开所述入光开口。

上述的激光雕刻系统中，所述安全门包括：门体；门吸；拉手，位于所述门体外侧；以及活动门遮光板，位于所述门体内侧，其中，所述第三检测装置安装于所述活动门遮光板内侧。

上述的激光雕刻系统中，所述防护腔室顶部还设有激光镜头防护套，用于防护所述激光雕刻机的镜头。

上述的激光雕刻系统中，所述防护腔室的形状包括以下中的任一项：圆柱体、多面体。

上述的激光雕刻系统中，所述防护腔室的各个侧面由金属板构成。

上述的激光雕刻系统中，所述激光安全防护装置还包括排烟接口，所述排烟接口设置于所述防护腔室的第四侧面，所述第四侧面不同于所述第一侧面或所述第二侧面，所述排烟接口被配置为将烟尘排出所述防护腔室。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出根据本发明各实施例的激光雕刻系统的立体图。

图2示出根据本发明一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的视图。

图3示出根据本发明一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的视图。

图4示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的第一视图。

图5示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的透视图。

图6示出根据本发明另一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的第一视图。

图7示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统的入料侧的第二视图。

图8示出根据本发明一个实施例的待激光雕刻的物品处于第一雕刻方位时的激光雕刻系统的截面剖视图。

图9示出根据本发明一个实施例的待激光雕刻的物品处于第二雕刻方位时的激光雕刻系统的截面剖视图。

图10示出根据本发明一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统的安全门侧的透视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1示出根据本发明各实施例的激光雕刻系统100的立体图。如图1所示，激光雕刻系统100包括：激光安全防护装置110、传输机构120、以及激光雕刻机 130。激光安全防护装置110包括防护腔室112。防护腔室112的形状为图示的长方体形状。防护腔室112的形状也可以是圆柱体、其他多面体中的任一者。传输机构120具有传输机构前端121，传输机构前端121可以携带待激光雕刻的物品，例如夹持待激光雕刻的物品。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料口142，第一侧面可以是防护腔室 112的侧壁面之一。传输机构前端121用于携带待激光雕刻的物品通过防护腔室 112的入料口142进入防护腔室112，在防护腔室112内的多个雕刻方位之间移动物品，或者携带物品退出防护腔室112。

入料口142的尺寸被设计为允许传输机构120的传输机构前端121能够携带物品通过入料口142，从而能够进出防护腔室112。当物品处于一个雕刻方位时，传输机构前端121与入料口142密闭配合，使得在激光雕刻期间不会从入料口142泄漏入射光。例如，入料口142可以被设计为能够与传输机构前端 121卡合，或者传输机构前端121可以从防护腔室112外侧覆盖入料口142。在一个实施例中，传输机构120还包括第一检测装置128(参见图8)，用于检测传输机构120与入料口142是否密闭。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)。在一个实施例中，第二侧面可以是防护腔室112的顶面。激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112，以便当物品处于多个雕刻方位时对物品进行多个方位的激光雕刻。在待激光雕刻的物品处于多个雕刻方位之一并且传输机构120与入料口142密闭时，入光开口密封装置打开入光开口。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同距离处。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同角度处。传输机构前端121被配置为仅在入光开口被关闭时才能退出防护腔室112。在一些实施例中，激光安全防护装置110还可以包括安全门160。安全门160设置于防护腔室112的第三侧面，第三侧面不同于第一侧面或第二侧面。在一个实施例中，第三侧面可以是防护腔室112的侧壁面。安全门160被配置为仅在入光开口被关闭时才能够打开。只有在安全门160与入料口142均处于关闭状态时，入光开口才能被打开，激光雕刻机130发出的入射光才能通过入光开口进入防护腔室112内部以便对待激光雕刻的物品进行激光雕刻。

防护腔室112可以采用优质铝型材为框架，防护腔室112的各个侧面由金属板构成，例如铝板、铜板、不锈钢板等，并且采用专用螺丝安装。

除了第一侧面、第二侧面、和第三侧面，防护腔室112的其他侧面可以用发黑金属板覆盖，例如铝板、铜板、不锈钢板等。

在一些实施例中，激光安全防护装置110还可以包括排烟接口170。排烟接口170被配置为用于将激光雕刻期间在防护腔室112中产生的烟尘排出，例如排出至烟尘处理系统。排烟接口170设置于防护腔室112的第四侧面，第四侧面不同于第一侧面、第二侧面或第三侧面。在一个实施例中，第四侧面可以是防护腔室112的侧壁面。

图2示出根据本发明一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的视图。如图2所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构120(参见图3)、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料口142，第一侧面可以是防护腔室 112的侧壁面之一，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

图3示出根据本发明一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的视图。如图3所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构 120以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料口142(参见图2)，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。在一个实施例中，传输机构120还包括第一检测装置128(参见图8)，用于检测传输机构120与入料口142是否密闭。在一个实施例中，第一检测装置128为传感器。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

结合图2和图3，当激光雕刻系统100处于非激光雕刻状态(如图2所示)，传输机构120与激光安全防护装置110分离，尚未进入激光安全防护装置110的防护腔室112内部。

当激光雕刻系统100处于激光雕刻状态(如图3所示)，传输机构120的传输机构前端携带待激光雕刻的物品通过入料口142进入防护腔室112。当传输机构120的传输机构前端使物品处于雕刻方位并且第一检测装置128检测到传输机构 120与入料口142密闭时，防护腔室112的入光开口被打开，激光雕刻机130可以引导入射光从入光开口进入防护腔室112，对传输机构120所携带的物品进行多个方位的激光雕刻。入料口142的尺寸被设计为允许传输机构120的传输机构前端能够携带物品通过入料口142，从而能够进出防护腔室112。

当物品处于雕刻方位时，传输机构120的传输机构前端能够与入料口142 密闭配合，使得在激光雕刻期间不会从入料口142泄漏入射光。例如，入料口 142可以被设计为能够与传输机构前端卡合，或者传输机构前端可以从防护腔室 112外侧覆盖入料口142。

当对物品的一个方位上的激光雕刻完成后，防护腔室112的入光开口被关闭，传输机构120的传输机构前端将物品从一个雕刻方位移动至另一个雕刻方位。当物品被移动至另一个雕刻方位后，传输机构120的传输机构前端重新与入料口 142密闭配合，防护腔室112的入光开口重新被打开，激光雕刻机130可以再次引导入射光从入光开口进入防护腔室112，对传输机构120所携带的物品进行另一个方位上的激光雕刻。本实施例中，第一检测装置128被设计成切换不同雕刻方位时需要重新触发以重新确认传输机构前端与入料口142密闭配合，但本申请并不限于此，例如可通过设计达到切换多个雕刻方位仅需一次密封。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同距离处。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同角度处。

当对物品进行多个方位的激光雕刻完成后，防护腔室112的入光开口被关闭，传输机构120携带物品退出防护腔室112，激光雕刻系统100回到图2所示的非激光雕刻状态。

在一个实施例中，防护腔室112顶部还设有激光镜头防护套，用于防护激光雕刻机130的镜头。

在一个实施例中，防护腔室112的形状为图示的长方体形状。在其他实施例中，防护腔室112的形状也可以是圆柱体、其他多面体中的任一者。

在一个实施例中，防护腔室112采用优质铝型材为框架，防护腔室112的各个侧面由金属板构成，例如铝板、铜板、不锈钢板等，并且采用专用螺丝安装。在一个实施例中，除了第一侧面和第二侧面，防护腔室112的其他侧面用发黑金属板覆盖，例如铝板、铜板、不锈钢板等。

图4示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的第一视图。如图4所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构120(参见图6)、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112、入料口密封装置和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料区域开口143，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一。入料口密封装置包括物品进出面板144。物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面上并且始终完全覆盖入料区域开口 143。入料口142设置在物品进出面板144上并且位于入料区域开口143范围内。物品进出面板144被设计为能够与入料区域开口143密闭配合，从而使入料区域开口143的边缘与物品进出面板144处于紧密贴合状态，使得在激光雕刻期间不会从入料区域开口143泄漏入射光。入料口142的尺寸被设计为小于入料区域开口143，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。虽然图4中所示的物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面的内侧，但是在其他实施例中，物品进出面板144也可以设置在第一侧面的外侧。虽然图 4中所示的入料区域开口143为方形，入料口142为圆形，但是任何其他合适形状的入料区域开口和入料口可以应用于本申请的实施例。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

图5示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的透视图。如图5所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构120(参见图6)、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112、入料口密封装置和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料区域开口143，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一。入料口密封装置包括物品进出面板144。物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面上并且始终完全覆盖入料区域开口143。入料口142设置在物品进出面板144上并且位于入料区域开口143范围内。物品进出面板144被设计为能够与入料区域开口143密闭配合，从而使入料区域开口143的边缘与物品进出面板144处于紧密贴合状态，使得在激光雕刻期间不会从入料区域开口143泄漏入射光。入料口142的尺寸被设计为小于入料区域开口143，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。虽然图5 中所示的物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面的内侧，但是在其他实施例中，物品进出面板144也可以设置在第一侧面的外侧。虽然图5中所示的入料区域开口143为方形，入料口142为圆形，但是任何其他合适形状的入料区域开口和入料口可以应用于本申请的实施例。

入料口密封装置进一步包括第一驱动装置146。第一驱动装置146设置在防护腔室112的第一侧面内侧，并且耦合至物品进出面板144，用于驱动物品进出面板144紧贴着第一侧面移动，以改变入料口142相对于入料区域开口143的位置，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的位置。例如，第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144上下移动，或者驱动物品进出面板 144左右移动。在物品进出面板144的移动期间，入料口142保持位于入料区域开口143范围内，物品进出面板144保持始终完全覆盖入料区域开口143。在一个实施例中，第一驱动装置146可以是气缸。虽然图5中所示的第一驱动装置146设置在防护腔室112的第一侧面的内侧，但是在其他实施例中，第一驱动装置146也可以与物品进出面板144共同设置在第一侧面的外侧。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

图6示出根据本发明另一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的第二视图。如图6所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构120以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112、入料口密封装置和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料区域开口143，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一。入料口密封装置包括物品进出面板144。物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面上并且始终完全覆盖入料区域开口 143。入料口142(参见图4)设置在物品进出面板144上并且位于入料区域开口143范围内。物品进出面板144被设计为能够与入料区域开口143密闭配合，从而使入料区域开口143的边缘与物品进出面板144处于紧密贴合状态，使得在激光雕刻期间不会从入料区域开口143泄漏入射光。入料口142的尺寸被设计为小于入料区域开口143，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。在一个实施例中，传输机构120还包括第一检测装置128(参见图 8)，用于检测传输机构120与入料口142是否密闭。在一个实施例中，第一检测装置128为传感器。虽然图6中所示的物品进出面板144设置在防护腔室112 的第一侧面的内侧，但是在其他实施例中，物品进出面板144也可以设置在第一侧面的外侧。虽然图6中所示的入料区域开口143为方形，但是任何其他合适形状的入料区域开口可以应用于本申请的实施例。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

结合图4和图6，当激光雕刻系统100处于非激光雕刻状态(如图4所示)，传输机构120与激光安全防护装置110分离，尚未进入激光安全防护装置110的防护腔室112内部。

当激光雕刻系统100处于激光雕刻状态(如图6所示)，传输机构120的传输机构前端携带待激光雕刻的物品通过物品进出面板144上的入料口142进入防护腔室112。当传输机构120的传输机构前端使物品处于雕刻方位并且第一检测装置128检测到传输机构120与物品进出面板144上的入料口142密闭时，防护腔室112的入光开口被打开，激光雕刻机130可以引导入射光从入光开口进入防护腔室112，对传输机构120所携带的物品进行多个方位的激光雕刻。入料口 142的尺寸被设计为允许传输机构120的传输机构前端能够携带物品通过入料口142，从而能够进出防护腔室112。

当物品处于雕刻方位时，传输机构120的传输机构前端能够与入料口142 密闭配合，使得在激光雕刻期间不会从入料口142泄漏入射光。例如，入料口 142可以被设计为能够与传输机构前端卡合，或者传输机构前端可以从防护腔室 112外侧覆盖入料口142。

当对物品的一个方位上的激光雕刻完成后，防护腔室112的入光开口被关闭，传输机构120的传输机构前端将物品从一个雕刻方位移动至另一个雕刻方位。当物品被移动至另一个雕刻方位后，传输机构120的传输机构前端重新与入料口 142密闭配合，防护腔室112的入光开口重新被打开，激光雕刻机130可以再次引导入射光从入光开口进入防护腔室112，对传输机构120所携带的物品进行另一个方位上的激光雕刻。本实施例中，第一检测装置128被设计成切换不同雕刻方位时需要重新触发以重新确认传输机构前端与入料口142密闭配合，但本申请并不限于此，例如可通过设计达到切换多个雕刻方位仅需一次密封。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同距离处。物品处于多个雕刻方位可以包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同角度处。

当对物品进行多个方位的激光雕刻完成后，防护腔室112的入光开口被关闭，传输机构120携带物品退出防护腔室112，激光雕刻系统100回到图4所示的非激光雕刻状态。

在一个实施例中，防护腔室112顶部还设有激光镜头防护套，用于防护激光雕刻机130的镜头。

在一个实施例中，防护腔室112的形状为图示的长方体形状。在其他实施例中，防护腔室112的形状也可以是圆柱体、其他多面体中的任一者。

在一个实施例中，防护腔室112采用优质铝型材为框架，防护腔室112的各个侧面由金属板构成，例如铝板、铜板、不锈钢板等，并且采用专用螺丝安装。在一个实施例中，除了第一侧面和第二侧面，防护腔室112的其他侧面用发黑金属板覆盖，例如铝板、铜板、不锈钢板等。

图7示出根据本发明另一个实施例的非激光雕刻状态的激光雕刻系统100的入料侧的第二视图。如图7所示，激光雕刻系统100包括激光安全防护装置110、传输机构120(参见图6)、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112、入料口密封装置和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料区域开口143，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一。入料口密封装置包括物品进出面板144。物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面上并且始终完全覆盖入料区域开口 143。入料口142设置在物品进出面板144上并且位于入料区域开口143范围内。物品进出面板144被设计为能够与入料区域开口143密闭配合，从而使入料区域开口143的边缘与物品进出面板144处于紧密贴合状态，使得在激光雕刻期间不会从入料区域开口143泄漏入射光。入料口142的尺寸被设计为小于入料区域开口143，待激光雕刻的物品可以通过入料口142进出防护腔室112。虽然图7中所示的物品进出面板144设置在防护腔室112的第一侧面的内侧，但是在其他实施例中，物品进出面板144也可以设置在第一侧面的外侧。虽然图 7中所示的入料区域开口143为方形，入料口142为圆形，但是任何其他合适形状的入料区域开口和入料口可以应用于本申请的实施例。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)，第二侧面可以是防护腔室112的顶面，激光雕刻机130用于在防护腔室112的入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

结合图4、图5和图7，入料口密封装置进一步包括第一驱动装置146(在图5中示出)，第一驱动装置146设置在防护腔室112的第一侧面上，并且与物品进出面板144耦合，被配置为用于驱动物品进出面板144紧贴着第一侧面移动，以改变物品进出面板144内的入料口142相对于入料区域开口143的位置，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的位置。例如，第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144上下移动，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的高度，或者第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144左右移动，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的左右位置。如图7中的箭头所示，第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144从图4所示的位置向上移动至图7所示的位置，从而将入料口142的位置向上移动，并且由此将传输机构120携带物品进入防护腔室112时的位置向上移动。在物品进出面板144的移动期间，入料口142保持位于入料区域开口143范围内，物品进出面板144保持始终完全覆盖入料区域开口143。在一个实施例中，第一驱动装置146可以是气缸。第一驱动装置146驱动物品进出面板144的移动方向和距离不限于图7所示的方向和距离。

图8示出根据本发明一个实施例的待激光雕刻的物品处于第一雕刻方位时的截面剖视图。如图8所示，激光雕刻系统100包括：激光安全防护装置110、传输机构120、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112和入光开口密封装置。

防护腔室112的第一侧面上设置有入料口142。传输机构120被配置为用于携带待激光雕刻的物品通过入料口142进入防护腔室112、在多个雕刻方位之间移动物品、或携带物品退出防护腔室112。在一个实施例中，传输机构120还包括第一检测装置128，用于检测传输机构120与入料口142是否密闭。在一个实施例中，第一检测装置128为传感器。

防护腔室112的第二侧面上设置有入光开口(未示出)。激光雕刻机130 被配置为用于在入光开口被打开时引导入射光从入光开口进入防护腔室112，以便当物品处于多个雕刻方位时对物品进行多个方位的激光雕刻。入光开口密封装置被配置为用于密封入光开口或者打开入光开口。

在物品处于多个雕刻方位之一并且传输机构120与入料口142密闭时，入光开口密封装置打开入光开口。

在一个实施例中，第一侧面可以是防护腔室112的侧壁面之一。

在一个实施例中，第二侧面可以是防护腔室112的顶面。

在一个实施例中，入料口142的尺寸被设计为允许传输机构120的传输机构前端能够携带物品通过入料口142，从而能够进出防护腔室112。当物品处于雕刻方位时，传输机构120的传输机构前端与入料口142密闭配合，使得在激光雕刻期间不会从入料口142泄漏入射光。例如，入料口142可以被设计为能够与传输机构120的传输机构前端卡合，或者传输机构120的传输机构前端可以从防护腔室112外侧覆盖入料口142。

在一个实施例中，第一侧面上设有入料区域开口143。激光安全防护装置110 还包括入料口密封装置。入料口密封装置包括物品进出面板144。物品进出面板 144设置在防护腔室112的第一侧面上并且始终完全覆盖入料区域开口143。入料口142设置在物品进出面板144上并且位于入料区域开口143范围内。物品进出面板144被设计为能够与入料区域开口143密闭配合，从而使入料区域开口 143的边缘与物品进出面板144处于紧密贴合状态，使得在激光雕刻期间不会从入料区域开口143泄漏入射光。入料口142被设计为小于入料区域开口143，待激光雕刻的物品可以通过物品进出面板144的入料口142进出防护腔室112。

当物品处于雕刻方位时，传输机构120的传输机构前端与物品进出面板上的入料口142密闭配合，使得在激光雕刻期间不会从入料口142泄漏入射光。例如，入料口142可以被设计为能够与传输机构120的传输机构前端卡合，或者传输机构120的传输机构前端可以从防护腔室112外侧覆盖入料口142。

入料口密封装置进一步包括第一驱动装置146(参见图5)，与物品进出面板144耦合，被配置为用于驱动物品进出面板144紧贴着第一侧面移动，以改变物品进出面板144内的入料口142相对于入料区域开口143的位置，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的位置。例如，第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144上下移动，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的高度，或者第一驱动装置146可以驱动物品进出面板144 左右移动，从而改变传输机构120携带物品进入防护腔室112时的左右位置。在物品进出面板144移动期间，入料口142保持位于入料区域开口143范围内，物品进出面板144保持始终完全覆盖入料区域开口143。第一驱动装置146可以是气缸。

在一个实施例中，传输机构120包括机器人夹爪122、机器人夹爪面板124、和机器人驱动装置126。机器人夹爪122被配置为用于夹持待激光雕刻的物品。机器人夹爪面板124被配置为用于承载机器人夹爪122，并且用于在防护腔室 112的入光开口被打开时与入料口142密闭配合。机器人夹爪面板124和机器人驱动装置126构成前述提及的传输机构前端121。机器人驱动装置126被配置为用于驱动机器人夹爪面板124，以使机器人夹爪122夹持物品进入防护腔室 112、在多个雕刻方位之间移动物品、或者夹持物品退出防护腔室112。例如，传输机构120可以是6轴机器人系统，机器人驱动装置126的前端为第6轴，机器人夹爪面板124固定在第6轴上，机器人驱动装置126可以驱动机器人夹爪 122在XYZ轴三个方向上移动。例如，机器人驱动装置126可以驱动机器人夹爪122旋转或平移，以改变待激光雕刻的物品相对于入射光的焦点的距离或角度。

在一个实施例中，机器人夹爪面板124和入料口142的形状为圆形，物品进出面板144和入料区域开口143的形状为方形。但是任何其他合适形状也可以应用于本申请的实施例。

在一个实施例中，物品进出面板144的面积被设计为大于入料区域开口143 的面积，入料口142的面积被设计为小于入料区域开口143的面积，机器人夹爪面板124的面积被设计为不小于入料口142的面积，当准备进行激光雕刻时，根据待雕刻物品的雕刻需求，首先驱动物品进出面板144沿着第一侧面移动以调节入料口142相对入料区域开口143的位置，驱动机器人夹爪122夹持物品由入料口 142进入防护腔室112，同时机器人夹爪面板124完全覆盖入料口142以与入料口 142密闭配合。

在一个实施例中，如图8和图9所示，物品进出面板144设置于防护腔室 112的内部，即由内部紧贴第一侧面覆盖入料区域开口143，此时入料区域开口143 于防护腔室112的第一侧面上相对物品进出面板144具有高度差，呈凹陷结构。

在一个实施例中，机器人夹爪面板124具有包括外圆部分和内圆部分的台阶形结构，该台阶形结构与上述的凹陷结构基本吻合。当机器人夹爪面板124与入料口142密闭配合时，机器人夹爪面板124的内圆部分位于入料口142内，例如，与入料口142密闭卡合，机器人夹爪面板124的外圆部分从防护腔室112外侧覆盖入料口142。

在一个实施例中，第一检测装置128设置在机器人夹爪面板124上，当机器人夹爪面板124与入料口142密闭配合后，第一检测装置128触发密封信号。例如，第一检测装置128的数量为3个，且围绕机器人夹爪122均匀分布在机器人夹爪面板124上。但第一检测装置128的安装数量和位置并不限定于此，也可根据具体需要设置。

在一个实施例中，物品处于多个雕刻方位包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同距离处。

在一个实施例中，物品处于多个雕刻方位包括物品处在相对于入射光的焦点的多个不同角度处。

在一个实施例中，传输机构120的传输机构前端被配置为仅在入光开口被关闭时才能退出防护腔室112。

在一个实施例中，防护腔室112的顶部设有激光镜头防护套，整个激光雕刻机镜头埋藏在防护套内。

在一个实施例中，防护腔室112的形状为图示的长方体形状。在其他实施例中，防护腔室112的形状也可以是圆柱体、其他多面体中的任一者。

在一个实施例中，防护腔室112采用优质铝型材为框架，防护腔室112的各个侧面由金属板构成，例如铝板、铜板、不锈钢板等，并且采用专用螺丝安装。

在一个实施例中，除了第一侧面、第二侧面、和第三侧面，防护腔室112 的其他侧面用发黑金属板覆盖，例如铝板、铜板、不锈钢板等。

在一个实施例中，激光安全防护装置110还可以包括排烟接口170。排烟接口170被配置为用于将激光雕刻期间在防护腔室112中产生的烟尘排出，例如排出至烟尘处理系统。排烟接口170设置于防护腔室112的第四侧面，第四侧面不同于第一侧面、第二侧面或第三侧面。在一个实施例中，第四侧面可以是防护腔室112的侧壁面。

图9示出根据本发明一个实施例的待激光雕刻的物品处于第二雕刻方位时的截面剖视图。如图9所示，激光雕刻系统100包括：激光安全防护装置110、传输机构120、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112、入料口密封装置和入光开口密封装置。

在一个实施例中，入光开口密封装置包括遮光器910、第二检测装置912 以及第二驱动装置914。遮光器910设置在入光开口处，并且能够被配置成关闭状态和打开状态。遮光器910处于关闭状态时，遮蔽入射光。遮光器910处于打开状态时，允许入射光进入防护腔室112。第二检测装置912用于检测遮光器910处于打开状态还是关闭状态。第二驱动装置914与遮光器910耦合，用于驱动遮光器910在打开状态和关闭状态之间切换。

在一个实施例中，第二驱动装置914被配置为仅在防护腔室112处于封闭状态时才能够驱动遮光器910至打开状态。

在一个实施例中，遮光器910为遮光板。在其他实施例中，遮光器910也可以是遮光门、遮光垫、遮光片中的任一者。

在一个实施例中，第二驱动装置914为气缸，设置于防护腔室112外部。

在一个实施例中，第二检测装置912为传感器。

结合图8和图9，当物品在图8所示的第一雕刻方位处的激光雕刻完成后，入光开口密封装置关闭入光开口，传输机构120将物品从图8所示的第一雕刻方位移动至图9所示的第二雕刻方位。

例如，在图8中，机器人夹爪122处于平行于防护腔室112的底面，物品处于第一雕刻方位。当物品在图8所示的第一雕刻方位处的激光雕刻完成后，入光开口密封装置关闭入光开口，机器人驱动装置126驱动机器人夹爪122移动，以将物品移动至第二雕刻方位，例如，在图9中，机器人夹爪122处于垂直于防护腔室 112的底面，物品处于第二雕刻方位。因此，物品在第一雕刻方位和第二雕刻方位时分别将不同的部位暴露给激光雕刻机130发出的入射光。此时，当机器人夹爪面板124重新与入料口142密闭配合后，入光开口密封装置重新打开入光开口，激光雕刻机130可以再次引导入射光从入光开口进入防护腔室112，进行对物品在第二雕刻方位处的激光雕刻。应理解，机器人夹爪122相对于防护腔室112的底面的角度和方位不限于图8和图9所示的角度和方位。本实施例中，第一检测装置128 被设计成切换不同雕刻方位时需要重新触发以重新确认传输机构前端与入料口 142密闭配合，但本申请并不限于此，例如可通过设计达到切换多个雕刻方位仅需一次密封。

图10示出根据本发明一个实施例的激光雕刻状态的激光雕刻系统100的安全门侧的透视图。如图10所示，激光雕刻系统100包括：激光安全防护装置110、传输机构120、以及激光雕刻机130。激光安全防护装置110包括防护腔室112 和入光开口密封装置。

在一个实施例中，激光安全防护装置110还包括构成安全门密封装置的安全门1002和第三检测装置1004。

安全门1002设置于防护腔室112的第三侧面，第三侧面不同于设有入料口142的第一侧面或设有入光开口的第二侧面。安全门1002被配置为仅在第二检测装置912检测到遮光器910处于关闭状态时才能够打开。第三检测装置 1004用于检测安全门1002处于打开状态还是关闭状态。

在一个实施例中，第三检测装置1002为传感器。

在一个实施例中，安全门1002包括门体1006、门吸1008、拉手1010、以及活动门遮光板1012。拉手1010位于门体1006外侧。活动门遮光板1012位于门体1006内侧，用于遮挡安全门1002与防护腔室112的相应框架解封处。第三检测装置1004安装于活动遮光板1012内侧。

只有在第三密封装置中的安全门1002处于关闭状态、物品处于多个雕刻方位之一、并且传输机构120与入料口142密闭时，入光开口密封装置中的第二驱动装置914才能够驱动遮光器910至打开状态，激光雕刻机130发出的入射光才能通过入光开口进入防护腔室112内部以便对待激光雕刻的物品进行激光雕刻。

在现有技术的对激光加工区域做全封闭防护的技术中，无法保证在设备故障处理或维修需打开安全门时的安全防护。因为在此情况下，虽然激光雕刻机不工作，但激光介质仍会透过镜头发出微弱的激光辐射，影响操作区域附近的操作者的安全。此外，现有的激光雕刻系统只能对物品进行单个方位的雕刻。

然而，根据本发明各实施例的激光雕刻系统中，只有在激光雕刻机需发出激光进行产品雕刻时，入光开口才被打开，一旦雕刻完成，入光开口立刻被关闭。因此，根据本发明各实施例的激光雕刻系统能够保证在非激光雕刻时间，无论激光雕刻机是处于开机状态还是处于关机状态，激光雕刻机的镜头一直处于被遮蔽状态，从而实现全方位的激光安全防护。而且，根据本发明各实施例的激光雕刻系统中，由传输机构将物品携带至防护腔室内，并且当物品处于防护腔室内时实现多方位雕刻。因此，根据本发明各实施例的激光雕刻系统能够使操作人员远程操作传输机构，并且实现对物品的多方位雕刻，从而减少操作人员暴露于激光的风险，并且提高激光雕刻的效率。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (14)

1.一种激光雕刻系统，其特征在于，包括：

激光安全防护装置，包括：

防护腔室，所述防护腔室的第一侧面上设置有入料口，所述防护腔室的第二侧面上设置有入光开口；

入光开口密封装置，被配置为用于密封所述入光开口或者用于打开所述入光开口；

传输机构，被配置为用于携带待激光雕刻的物品通过所述入料口进入所述防护腔室、在多个雕刻方位之间移动所述物品、或携带所述物品退出所述防护腔室；以及

激光雕刻机，被配置为用于在所述入光开口被打开时引导入射光从所述入光开口进入所述防护腔室，以便当所述物品处于所述多个雕刻方位时对所述物品进行多个方位的激光雕刻，

其中，在所述物品处于所述多个雕刻方位之一并且所述传输机构与所述入料口密闭时，所述入光开口密封装置打开所述入光开口。

2.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述第一侧面上设有入料区域开口，所述激光安全防护装置还包括入料口密封装置，所述入料口密封装置包括：

物品进出面板，设置在所述第一侧面上并且始终完全覆盖所述入料区域开口，所述入料口设置在所述物品进出面板上并且位于所述入料区域开口范围内；以及

第一驱动装置，与所述物品进出面板耦合，被配置为用于驱动所述物品进出面板紧贴着所述第一侧面移动，以改变所述入料口相对于所述入料区域开口的位置。

3.如权利要求2所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述传输机构包括：

机器人夹爪，被配置为用于夹持所述物品；

机器人夹爪面板，被配置为用于承载所述机器人夹爪并且能够与所述入料口密闭配合；以及

机器人驱动装置，被配置为用于驱动所述机器人夹爪面板以使所述机器人夹爪夹持所述物品进入所述防护腔室、在所述多个雕刻方位之间移动所述物品、或者夹持所述物品退出所述防护腔室。

4.如权利要求3所述的激光雕刻系统，其特征在于，当所述机器人夹爪面板与所述入料口密闭配合时，所述机器人夹爪面板的内圆部分位于所述入料口内，所述机器人夹爪面板的外圆部分从所述防护腔室外侧覆盖所述入料口，所述内圆部分和所述外圆部分构成台阶形结构。

5.如权利要求3所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述机器人夹爪面板和所述入料口的形状为圆形，所述物品进出面板和所述入料区域开口的形状为方形。

6.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述物品处于所述多个雕刻方位包括所述物品处在相对于所述入射光的焦点的多个不同距离处，和/或所述物品处于所述多个雕刻方位包括所述物品处在相对于所述入射光的焦点的多个不同角度处。

7.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述传输机构还包括第一检测装置，用于检测所述传输机构与所述入料口是否密闭。

8.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述入光开口密封装置包括：

遮光器，设置在所述入光开口处，所述遮光器能够被配置为用于遮蔽所述入射光的关闭状态以及用于允许所述入射光进入所述防护腔室的打开状态；

第二检测装置，用于检测所述遮光器处于所述打开状态还是所述关闭状态；以及

第二驱动装置，与所述遮光器耦合，用于驱动所述遮光器在所述打开状态和所述关闭状态之间切换。

9.如权利要求8所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述激光安全防护装置还包括安全门密封装置，所述安全门密封装置包括：

安全门，设置于所述防护腔室的第三侧面，所述第三侧面不同于所述第一侧面或所述第二侧面，所述安全门被配置为仅在所述第二检测装置检测到所述遮光器处于所述关闭状态时才能够打开；以及

第三检测装置，用于检测所述安全门处于打开状态还是关闭状态，其中，仅当所述物品处于所述多个雕刻方位之一、所述传输机构与所述入料口密闭、并且所述安全门处于关闭状态时，所述入光开口密封装置才能打开所述入光开口。

10.如权利要求9所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述安全门包括：

门体；

门吸；

拉手，位于所述门体外侧；以及

活动门遮光板，位于所述门体内侧，其中，所述第三检测装置安装于所述活动门遮光板内侧。

11.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述防护腔室顶部还设有激光镜头防护套，用于防护所述激光雕刻机的镜头。

12.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述防护腔室的形状包括以下中的任一项：圆柱体、多面体。

13.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述防护腔室的各个侧面由金属板构成。

14.如权利要求1所述的激光雕刻系统，其特征在于，所述激光安全防护装置还包括排烟接口，所述排烟接口设置于所述防护腔室的第四侧面，所述第四侧面不同于所述第一侧面或所述第二侧面，所述排烟接口被配置为将烟尘排出所述防护腔室。

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