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TWI664046B - 雷射表面處理設備 - Google Patents

雷射表面處理設備 Download PDF

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TWI664046B
TWI664046B TW107110272A TW107110272A TWI664046B TW I664046 B TWI664046 B TW I664046B TW 107110272 A TW107110272 A TW 107110272A TW 107110272 A TW107110272 A TW 107110272A TW I664046 B TWI664046 B TW I664046B
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TW
Taiwan
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laser
surface treatment
drive
driving mechanism
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TW107110272A
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English (en)
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TW201938307A (zh
Inventor
王建剛
許進福
游家麒
戴大淵
趙錕
高必甲
Original Assignee
中國商武漢華工激光工程有限責任公司
緯創資通股份有限公司
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of TWI664046B publication Critical patent/TWI664046B/zh
Publication of TW201938307A publication Critical patent/TW201938307A/zh

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
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Abstract

一種雷射表面處理設備,包含一第一移動件、一第一驅動機構、一第二移動件、一第二驅動機構、一承載件、一第三驅動機構以及一雷射發射器。第一驅動機構是配置以驅動第一移動件沿著一第一方向移動。第二驅動機構是設置於第一移動件上,配置以驅動第二移動件沿著一第二方向移動。承載件是配置以承載一物體。第三驅動機構是設置於第二移動件上,配置以驅動承載件與物體繞一旋轉軸旋轉。雷射發射器是配置以發出一雷射光束,以於物體沿著第一方向移動、沿著第二方向移動或繞旋轉軸轉動時對物體進行雷射表面處理。

Description

雷射表面處理設備
本發明係關於一種雷射表面處理設備,特別係關於一種可對物體不同表面連續進行雷射表面處理之雷射表面處理設備。
隨著科技的發展,可發出雷射光束的設備已逐漸發展得很成熟。雷射光束具有不會有色散現象的單色性,以及具有集中的低發散性。另外,雷射也具有高強度,可控制雷射光束聚焦一個很小的點,以對物體進行雷射表面處理。
一般而言,雷射可應用在很多領域,例如可用來對高硬度的金屬進行切割處理,醫學上可用來切割組織或腫瘤,或可對各種物體進行雷射表面處理。此外,雷射表面處理也可應用於人體上或是應用在工業產品上。舉例來說,雷射可用來消除人體上的刺青、胎記等。而在工業上可對產品進行雷射雕刻或是雷射打孔。
雖然現有的雷射表面處理設備已經可符合上述一般之目的,但這些雷射表面處理設備仍不能在各方面令人滿意。
有鑑於此,本發明提出一種雷射表面處理設備,以解決上述之問題。
本發明之實施例揭露了一種雷射表面處理設備,包含一第一移動件、一第一驅動機構、一第二移動件、一第二驅動機構、一承載件、一第三驅動機構以及一雷射發射器。該第一驅動機構是配置以驅動該第一移動件沿著一第一方向移動。該第二驅動機構是設置於該第一移動件上,配置以驅動該第二移動件沿著一第二方向移動。該承載件是配置以承載一物體。該第三驅動機構是設置於該第二移動件上,配置以驅動該承載件與該物體繞一旋轉軸旋轉。該雷射發射器是配置以發出一雷射光束,以於該物體沿著該第一方向移動、沿著該第二方向移動或繞該旋轉軸轉動時對該物體進行雷射表面處理。
在部分實施例中,該雷射發射器發射垂直於該物體的一第一表面之該雷射光束至該物體,以對該第一表面進行一第一雷射表面處理,該雷射發射器係於該物體旋轉後發射垂直於該物體之一第二表面之該雷射光束至該物體,以對該第二表面進行一第二雷射表面處理,並且該第一表面不平行於該第二表面。
在部分實施例中,該物體更具有一第三表面,該第一表面大致平行於該第三表面,並且該雷射光束的焦點設置於該第一表面與該第三表面之間的一中間位置。
在部分實施例中,該雷射光束係配置以使該物體上形成複數個穿孔,並且每一穿孔貫穿該第一表面與該第三表面。
在部分實施例中,該物體具有一管狀結構,並且該雷射發射器配置以於該第三驅動機構旋轉該承載件與該物 體時發出大致上垂直於該物體之一側面之該雷射光束,以對該物體之該側面進行雷射表面處理。
在部分實施例中,該第一驅動機構更包含一第一座體以及一第一驅動件。該第一座體具有沿著該第一方向延伸之一第一軌道。該第一驅動件是配置以驅動該第一移動件沿著該第一軌道移動。
在部分實施例中,該第二驅動機構更包含一第二座體以及一第二驅動件。該第二座體具有沿著該第二方向延伸之一第二軌道。該第二驅動件是配置以驅動該第二移動件沿著該第二軌道移動。
在部分實施例中,該第三驅動機構更包含一第三座體、一轉動件以及一第三驅動件。該轉動件是連接於該承載件,並且該轉動件以可旋轉之方式連接於該第三座體。該第三驅動件是配置以驅動該轉動件相對於該第三座體繞該旋轉軸旋轉。
在部分實施例中,該雷射發射器更包含一第一鏡片模組、一第二鏡片模組以及一第三鏡片模組,配置以控制該雷射光束的方向以及一焦點位置。
在部分實施例中,該第一方向實質上垂直於該第二方向,並且該第一方向實質地平行於該旋轉軸。
在部分實施例中,該雷射表面處理設備更包含一旋轉驅動件,並且該承載件包含一底座以及一承載部。該旋轉驅動件設置於該底座上,並且該承載部是配置以承載該物體。其中該旋轉驅動件設置於該底座與該承載部之間,配置以驅動 該承載部與該物體繞一轉軸旋轉,並且該轉軸實質地平行於該第二方向。
在部分實施例中,該第一驅動機構更包含一移動承載件、一第一座體、一第一驅動件、一導引座以及一驅動馬達。該第一座體具有沿著該第一方向延伸之一第一軌道,且該第一驅動件是配置以驅動該移動承載件沿著該第一軌道移動。該導引座是設置於該移動承載件上,且該導引座具有沿著一第三方向延伸之一導引軌道。該驅動馬達是配置以驅動該第一移動件沿著該導引軌道移動。
本揭露提供一種雷射表面處理設備,具有第一驅動機構、第二驅動機構與第三驅動機構。藉由控制第一驅動機構、第二驅動機構與第三驅動機構來移動並轉動待處理的物體,使得雷射光束在雷射表面處理的過程中始終與物體的表面互相垂直,便可以得到所需的處理效果,例如在對不同表面進行雷射雕刻時,不同表面交界處的圖案可以維持連續而不會有斷開或拼接的痕跡產生。
基於本揭露雷射表面處理設備之設計,在對物體的不同表面進行雷射表面處理時,不需要中斷處理過程來額外設置對應於物體形狀的治具(例如利用治具調整物體的待處理表面使雷射光束與待處理表面垂直),因此不僅可以減少雷射表面處理的步驟,更可以縮短整體處理的時間。再者,雷射發射器中可設置有多個鏡片模組,可進一步調整雷射光束的前進方向與其焦點位置,以進一步縮短雷射表面處理的時間,並可進一步改善雷射表面處理的效果。
本發明中之額外的功能及優點將會在後面說明中揭示,且部分可由後述說明書中清楚了解,或是可由所揭示的原則經由練習而學得。本發明之功能及優點可由後述申請專利範圍中所特別指出的儀器或裝置的組合而實現及獲得。本發明之這些及其他特點會由後述之說明書及申請專利範圍而變得更清楚、或是可由本發明所揭示之原則經由練習而學得。
100、100A、100B‧‧‧雷射表面處理設備
102‧‧‧基座
1021‧‧‧容置槽
104‧‧‧驅動裝置
106‧‧‧控制裝置
200‧‧‧雷射發射器
202‧‧‧雷射光束
204‧‧‧雷射光源
205‧‧‧聚焦透鏡
206‧‧‧第一鏡片模組
2061‧‧‧第一控制馬達
2063‧‧‧第一反射鏡
208‧‧‧第二鏡片模組
2081‧‧‧第二控制馬達
2083‧‧‧第二反射鏡
210‧‧‧第三鏡片模組
2101‧‧‧控制器
2103‧‧‧透鏡
300‧‧‧第一驅動機構
302‧‧‧第一移動件
304‧‧‧第一座體
3041‧‧‧第一軌道
306‧‧‧第一驅動件
308‧‧‧移動承載件
310‧‧‧導引座
3101‧‧‧導引軌道
312‧‧‧驅動馬達
400‧‧‧第二驅動機構
402‧‧‧第二移動件
404‧‧‧第二座體
4041‧‧‧第二軌道
406‧‧‧第二驅動件
500‧‧‧第三驅動機構
502‧‧‧轉動件
504‧‧‧第三座體
506‧‧‧第三驅動件
508‧‧‧承載件
5081‧‧‧容置槽
5083‧‧‧底座
5085‧‧‧承載部
510‧‧‧承載件
512‧‧‧承載件
600‧‧‧物體
600A‧‧‧物體
600B‧‧‧物體
602‧‧‧第一表面
604‧‧‧第二表面
606‧‧‧第三表面
608‧‧‧表面
610‧‧‧表面
612‧‧‧側面
700‧‧‧旋轉驅動件
CP‧‧‧雕刻圖案
FC‧‧‧焦點位置
H1‧‧‧穿孔
P1‧‧‧第一位置
P2‧‧‧第二位置
P3‧‧‧第三位置
P4‧‧‧第四位置
RG‧‧‧可移動範圍
SA1~SA5‧‧‧區域
TC‧‧‧軌跡
第1圖為根據本發明一些實施例之一雷射表面處理設備之立體示意圖。
第2圖為根據本發明第1圖之實施例中的物體之立體示意圖。
第3圖為根據本發明第2圖之實施例中沿著A-A’線段之剖視圖。
第4圖為根據本發明第2圖之實施例中的物體旋轉後之立體示意圖。
第5圖為根據本發明一些實施例之一承載件連接於第三驅動機構之示意圖。
第6圖為根據本發明另一實施例之一物體連接於第三驅動機構之立體示意圖。
第7圖為根據本發明另一實施例之一雷射表面處理設備之示意圖。
第8圖為根據本發明另一實施例之一雷射表面處理設備之示意圖。
第9圖為根據本發明一些實施例之雷射發射器的元件示意圖。
第10圖為根據本發明一些實施例之物體的剖面示意圖。
為了讓本揭露之目的、特徵、及優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖示做詳細說明。其中,實施例中的各元件之配置係為說明之用,並非用以限制本揭露。且實施例中圖式標號之部分重複,係為了簡化說明,並非意指不同實施例之間的關聯性。以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本揭露。
此外,實施例中可能使用相對性的用語,例如「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」,以描述圖示的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是,如果將圖示的裝置翻轉使其上下顛倒,則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。
在此,「約」、「大約」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內,較佳是10%之內,且更佳是5%之內。在此給定的數量為大約的數量,意即在沒有特定說明的情況下,仍可隱含「約」、「大約」之含義。
請參考第1圖,第1圖為本發明一實施例之一雷射表面處理設備100之立體示意圖。如第1圖所示,雷射表面處理設備100包含一基座102、一驅動裝置104、一控制裝置106以及一雷射發射器200。於此實施例中,基座102上形成一容置槽 1021,並且驅動裝置104是固定地設置在容置槽1021內。另外,控制裝置106是可設置於基座102內,並且控制裝置106可發送驅動訊號至驅動裝置104,藉以控制驅動裝置104的作動。於此實施例中,控制裝置106可為雷射表面處理設備100中的一電腦裝置,例如可包含有一處理器以及一儲存電路(圖中未表示)。
處理器可為一微處理器或一中央處理器,而儲存電路可為一隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(Read-Only Memory,ROM)、可抹除可規劃唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、暫存器、硬碟、可攜式硬碟、光碟唯讀記憶體(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)或在此領域習知技術中任何其它電腦可讀取之儲存媒體格式。儲存電路中可儲存有控制驅動裝置104以及雷射發射器200的相關程式,處理器可執行該些程式以產生驅動訊號來控制驅動裝置104以及雷射發射器200的作動。
如第1圖所示,驅動裝置104可包含有一第一驅動機構300、一第一移動件302、一第二驅動機構400、一第二移動件402、一第三驅動機構500以及一轉動件502。於此實施例中,第一驅動機構300是配置以驅動第一移動件302沿著一第一方向(X軸方向)來回移動。第二驅動機構400是設置於第一移動件302上,並且第二驅動機構400是配置以驅動第二移動件402沿著一第二方向(Z軸方向)移動。另外,在某些實施例中,驅動裝置104也可更包含另一驅動機構(圖中未表示),相似 於第一驅動機構300,所述驅動機構是可配置以驅動第一移動件302沿著Y軸方向移動。
具體而言,第一驅動機構300可包含一第一座體304以及一第一驅動件306。第一座體304可具有一第一軌道3041,沿著所述第一方向延伸於第一座體304上。第一移動件302是連接於第一座體304並可沿著第一軌道3041移動。第一驅動件306可為一伺服馬達,但不限於此實施例。再者,於此實施例中,第一座體304內可設置有一螺桿(圖中未表示),並且第一移動件302底部可形成有配合所述螺桿的結構,使得當第一驅動件306驅動所述螺桿轉動時,螺桿可進一步帶動第一移動件302沿著第一軌道3041移動。
相似地,第二驅動機構400可包含一第二座體404以及一第二驅動件406。第二座體404可具有一第二軌道4041,沿著所述第二方向(Z軸方向)延伸於第二座體404上。第二移動件402是連接於第二座體404並可沿著第二軌道4041移動。第二驅動件406可為一伺服馬達,但不限於此實施例。於此實施例中,第二座體404內可設置有一螺桿(圖中未表示),並且第二移動件402底部可形成有配合所述螺桿的結構,使得當第二驅動件406驅動所述螺桿轉動時,螺桿可進一步帶動第二移動件402沿著第二軌道4041移動。
要注意的是,用來驅動第一移動件302以及第二移動件402移動之機構不限於前述之伺服馬達以及螺桿,只要是可以驅動第一移動件302與第二移動件402之機構皆符合本揭露之範疇。
再者,第三驅動機構500是固定地設置於第二移動件402上,並且第三驅動機構500可更包含一第三座體504、一第三驅動件506以及一承載件508。承載件508是配置以承載一物體600(例如一筆記型電腦之機殼),並且承載件508是以可拆卸之方式連接於轉動件502。轉動件502是以可旋轉之方式連接於第三座體504。第三驅動件506可為一伺服馬達,配置以驅動轉動件502相對於第三座體504繞一旋轉軸旋轉,並且所述旋轉軸是平行於X軸方向(例如為轉動件502之中心軸)。舉例而言,第三驅動件506可透過第三座體504內的一渦桿以及一齒輪組(圖中未表示)來帶動轉動件502旋轉,但轉動件502的驅動方式不限於此。
承載件508可具有一容置槽5081,對應於物體600的形狀,以使物體600可穩定地設置在容置槽5081內。當物體600放置於容置槽5081內後,控制裝置106可控制第一驅動機構300驅動第一移動件302移動,以使物體600沿著所述第一方向移動並對位於雷射發射器200。接著,控制裝置106可控制雷射發射器200發出一雷射光束202沿著Z軸方向前進,以對物體600進行雷射表面處理。在某些實施例中,雷射光束202的波長範圍為9200nm至9600nm之間。
請同時參考第1圖至第2圖,第2圖為根據本發明第1圖之實施例中的物體600之立體示意圖。如第2圖所示,於此實施例中,物體600具有一第一表面602以及一第二表面604,並且第一表面602不平行於第二表面604。於此實施例中,雷射發射器200是配置以對第一表面602以及第二表面604進行雷射 打孔處理。
首先,控制裝置106可控制雷射發射器200發出雷射光束202至第一表面602上之一第一位置P1,以進行雷射打孔處理。其中,雷射光束202的前進方向是垂直於第一表面602(意即第一表面602垂直於Z軸方向)。接著,控制裝置106可控制第一驅動機構300驅動承載件508以及物體600沿著第一方向(X軸方向)移動,使得雷射光束202可接續地對一第二位置P2進行雷射打孔處理(第一雷射表面處理),接著以此類推,使得物體600之第一表面602上形成有複數個沿著X軸方向排列的穿孔。
請參考第3圖,第3圖為根據本發明第2圖之實施例中沿著A-A’線段之剖視圖。在進行雷射打孔處理的過程中,控制裝置106可控制第二驅動機構400以帶動承載件508沿著Z軸方向移動,藉以調整雷射光束202於Z軸方向上的焦點位置。如第3圖所示,物體600更具有一第三表面606,大致上平行於第一表面602,並且雷射光束202的焦點位置FC是設置在第一表面602與第三表面606之間的一中間位置,以使雷射光束202在物體600上的第二位置P2形成穿孔H1,並且穿孔H1是貫穿第一表面602與第三表面606。
請參考第4圖,第4圖為根據本發明第2圖之實施例中的物體600旋轉後之立體示意圖。在完成第一表面602上的雷射打孔處理後,控制裝置106可控制第三驅動機構500帶動承載件508與物體600繞旋轉軸旋轉,以使物體600的第二表面604大致上垂直於雷射光束202的前進方向(意即第二表面604垂直於 Z軸方向)。接著雷射發射器200發出雷射光束202以對第二表面604進行雷射打孔處理(第二雷射表面處理),其打孔程序與前述在第一表面602打孔相似,故在此不再贅述。
值得注意的是,雷射發射器200在物體600上打孔的位置與順序不限於先對第一表面602處理後再對第二表面604進行處理。舉例來說,雷射發射器200也可按著物體600上的第一位置P1、一第三位置P3、一第四位置P4以及第二位置P2(如第2圖)之順序依序地對物體600進行打孔。
請參考第5圖,第5圖為根據本發明一些實施例之一承載件510連接於第三驅動機構500之示意圖(為了清楚表示,第5圖中僅表示第三驅動機構500)。於此實施例中,承載件510是以可拆卸之方式連接於第1圖中之轉動件502,並且承載件510可承載一物體600A。物體600A具有一管狀結構,並且套設於承載件510上。物體600A具有互相連接的一表面608以及一表面610,配置以進行雷射表面處理。
接著,控制裝置106可藉由第一驅動機構300以及第三驅動機構500使物體600A旋轉並沿著X軸方向來回移動,以使雷射發射器200發出的雷射光束202可連續地對表面608與表面610進行雷射雕刻處理,以獲得連續的雕刻圖案CP。藉由這樣的操作程序,可以使表面608與表面610的交界處的雕刻圖案CP維持連續而不會有斷開或拼接的痕跡產生。另外,要注意的是,在雷射雕刻處理的過程中,雷射光束202是大致上垂直於表面608與表面610。
請參考第6圖,第6圖為根據本發明另一實施例之 一物體600B連接於第三驅動機構500之立體示意圖。相似於前述實施例,物體600B具有一圓管狀結構,套設於一承載件512上,承載件512對應於物體600B的形狀。於此實施例中,雷射發射器200是配置以於第一驅動機構300以及第三驅動機構500使物體600B旋轉並沿著X軸方向來回移動時發出雷射光束202對物體600B的環形的一側面612進行雷射打孔處理(為了清楚表示,第6圖中僅表示第三驅動機構500)。藉由這樣的操作程序,可以使側面612上形成的複數個穿孔彼此之間的距離維持固定,而不會有斷開或拼接痕跡產生。相似地,在雷射雕刻處理的過程中,雷射光束202是大致上垂直於側面612,以使得每一個形成的穿孔的孔徑大小一致。
請參考第7圖,第7圖為根據本發明另一實施例之一雷射表面處理設備100A之示意圖。雷射表面處理設備100A與雷射表面處理設備100的結構相似,其差異在於雷射表面處理設備100A可更包含一旋轉驅動件700,並且承載件508可包含一底座5083以及一承載部5085。為了清楚說明,第7圖中省略了基座102、控制裝置106以及雷射發射器200。
如第7圖所示,旋轉驅動件700設置在底座5083上且位於底座5083與承載部5085之間,並且承載部5085是配置以承載物體600,例如承載部5085具有容置槽5081,而物體600設置於其內。於此實施例中,旋轉驅動件700例如可為一旋轉馬達,電性連接於第1圖中之控制裝置106,控制裝置106可控制旋轉驅動件700繞一轉軸旋轉,並且所述轉軸是實質地平行於第二方向(Z軸方向)。因此,旋轉驅動件700可驅動承載部5085 與物體600旋轉。
舉例來說,當物體600的一區域SA1完成雷射表面處理後(區域SA1包含第4圖中的第一表面602與第二表面604),控制裝置106可控制旋轉驅動件700,使承載部5085帶動物體600繞Z軸逆時針旋轉90度,接著便可對物體600的一區域SA2進行雷射表面處理。相似地,承載部5085也可帶動物體600繞Z軸順時針旋轉90度,使物體600的一區域SA3進行雷射表面處理,或者承載部5085帶動物體600繞Z軸逆時針旋轉180度,使物體600的一區域SA4與一區域SA5進行雷射表面處理。
要注意的是,於此實施例中,區域S2與區域S3定義為物體600的相反兩個短邊側的區域,區域S4定義為區域S1相反側之平面區域,並且區域S5定義為連接於區域S4之一斜面(相似於第4圖中的第二表面604)。藉由此實施例之結構設計,雷射表面處理設備100A可對物體600上的不同區域進行雷射表面處理。
請參考第8圖,第8圖為根據本發明另一實施例之一雷射表面處理設備100B之示意圖。雷射表面處理設備100B與雷射表面處理設備100A的結構相似,其差異在於雷射表面處理設備100B中的第一驅動機構300可更包含一移動承載件308、一導引座310以及一驅動馬達312。
如第8圖所示,於此實施例中,移動承載件308是連接於第一座體304,並且第一驅動件306是配置以驅動移動承載件308沿著第一軌道3041移動,例如沿著所述第一方向(X軸方向)移動。再者,導引座310是固定地設置於移動承載件 308上,使得移動承載件308可帶動導引座310移動。其中,導引座310上可具有一導引軌道3101,沿著一第三方向(Y軸方向)延伸形成於導引座310上,並且驅動馬達312是配置以驅動第一移動件302沿著導引軌道3101移動。
藉由本實施例之結構設計,雷射表面處理設備100B可驅使物體600沿著第一方向、第二方向以及第三方向移動,並且也可驅使物體600繞著X軸方向以及Z軸方向旋轉,因此雷射表面處理設備100B可更順暢地對物體600上的不同位置進行雷射表面處理。
請參考第9圖,第9圖為根據本發明一些實施例之雷射發射器200的元件示意圖。於此實施例中,雷射發射器200可包含一雷射光源204、一聚焦透鏡205、一第一鏡片模組206、一第二鏡片模組208以及一第三鏡片模組210。聚焦透鏡205是配置以將由雷射光源204發出的雷射光束集中。
再者,第一鏡片模組206具有一第一控制馬達2061以及一第一反射鏡2063,第二鏡片模組208具有一第二控制馬達2081以及一第二反射鏡2083。第一控制馬達2061與第二控制馬達2081是電性連接於前述之控制裝置106。當雷射光束202由聚焦透鏡205依序射向第一反射鏡2063與第二反射鏡2083時,第一控制馬達2061與第二控制馬達2081可分別控制第一反射鏡2063與第二反射鏡2083的轉動角度,藉以調整雷射光束202的前進方向,例如在雷射光束202的一可移動範圍RG內沿著一軌跡TC移動。
另外,第三鏡片模組210可包含一控制器2101以及 一透鏡2103。控制器2101例如可包含一馬達以及一線性軌道(圖中未表示),以控制透鏡2103沿著Y軸方向來回移動。藉由透鏡2103在Y軸方向的移動,可以調整雷射光束202的焦點在Z軸方向的位置。舉例來說,請參考第10圖,第10圖為根據本發明一些實施例之物體600的剖面示意圖。在使用雷射光束202對物體600打孔的過程中,控制裝置106可控制第三鏡片模組210,使得雷射光束202的焦點由第3圖中的焦點位置FC沿著-Z軸方向移動到第三表面606的位置。藉由這樣的操作,可使得穿孔H1在第一表面602的孔徑大小與在第三表面606的孔徑大小實質上維持一致,不會有孔徑大小不均的問題產生。
綜上所述,本揭露提供一種雷射表面處理設備100,具有第一驅動機構300、第二驅動機構400與第三驅動機構500。藉由控制第一驅動機構300、第二驅動機構400與第三驅動機構500來移動並轉動待處理的物體,使得雷射光束202在雷射表面處理的過程中始終與物體的表面互相垂直,便可以得到所需的處理效果,例如在對不同表面進行雷射雕刻時,不同表面交界處的圖案可以維持連續而不會有斷開或拼接的痕跡產生。
基於本揭露雷射表面處理設備100之設計,在對物體的不同表面進行雷射表面處理時,不需要中斷處理過程來額外設置對應於物體形狀的治具(例如利用治具調整物體的待處理表面使雷射光束202與待處理表面垂直),因此不僅可以減少雷射表面處理的步驟,更可以縮短整體處理的時間。再者,雷射發射器200中可設置有多個鏡片模組,可進一步調整雷射 光束202的前進方向與其焦點位置,以進一步縮短雷射表面處理的時間,並可進一步改善雷射表面處理的效果。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上,但應該瞭解的是,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作更動、替代與潤飾。此外,本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此,本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外,每一申請專利範圍構成個別的實施例,且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

Claims (12)

  1. 一種雷射表面處理設備,包含:一第一移動件;一第一驅動機構,配置以驅動該第一移動件沿著一第一方向移動;一第二移動件;一第二驅動機構,設置於該第一移動件上,配置以驅動該第二移動件沿著一第二方向移動:一承載件,配置以承載一物體;一第三驅動機構,設置於該第二移動件上,配置以驅動該承載件與該物體繞一旋轉軸旋轉;以及一雷射發射器,配置以發出一雷射光束,以於該物體沿著該第一方向移動、沿著該第二方向移動或繞該旋轉軸轉動時對該物體進行雷射表面處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該雷射發射器發射垂直於該物體的一第一表面之該雷射光束至該物體,以對該第一表面進行一第一雷射表面處理,該雷射發射器係於該物體旋轉後發射垂直於該物體之一第二表面之該雷射光束至該物體,以對該第二表面進行一第二雷射表面處理,並且該第一表面不平行於該第二表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射表面處理設備,其中該物體更具有一第三表面,該第一表面大致平行於該第三表面,並且該雷射光束的焦點設置於該第一表面與該第三表面之間的一中間位置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射表面處理設備,其中該雷射光束係配置以使該物體上形成複數個穿孔,並且每一穿孔貫穿該第一表面與該第三表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該物體具有一管狀結構,並且該雷射發射器配置以於該第三驅動機構旋轉該承載件與該物體時發出大致上垂直於該物體之一側面之該雷射光束,以對該物體之該側面進行雷射表面處理。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該第一驅動機構更包含:一第一座體,具有沿著該第一方向延伸之一第一軌道;以及一第一驅動件,配置以驅動該第一移動件沿著該第一軌道移動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之雷射表面處理設備,其中該第二驅動機構更包含:一第二座體,具有沿著該第二方向延伸之一第二軌道;以及一第二驅動件,配置以驅動該第二移動件沿著該第二軌道移動。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之雷射表面處理設備,其中該第三驅動機構更包含:一第三座體;一轉動件,連接於該承載件,並且該轉動件以可旋轉之方式連接於該第三座體;以及一第三驅動件,配置以驅動該轉動件相對於該第三座體繞該旋轉軸旋轉。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該雷射發射器更包含一第一鏡片模組、一第二鏡片模組以及一第三鏡片模組,配置以控制該雷射光束的方向以及一焦點位置。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該第一方向實質上垂直於該第二方向,並且該第一方向實質地平行於該旋轉軸。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之雷射表面處理設備,其中該雷射表面處理設備更包含一旋轉驅動件,並且該承載件包含:一底座,該旋轉驅動件設置於該底座上;以及一承載部,配置以承載該物體;其中該旋轉驅動件設置於該底座與該承載部之間,配置以驅動該承載部與該物體繞一轉軸旋轉,並且該轉軸實質地平行於該第二方向。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之雷射表面處理設備,其中該第一驅動機構更包含:一移動承載件;一第一座體,具有沿著該第一方向延伸之一第一軌道;一第一驅動件,配置以驅動該移動承載件沿著該第一軌道移動;一導引座,設置於該移動承載件上,該導引座具有沿著一第三方向延伸之一導引軌道;以及一驅動馬達,配置以驅動該第一移動件沿著該導引軌道移動。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111230287A (zh) * 2020-03-03 2020-06-05 苏州创轩激光科技有限公司 一种圆柱体产品自动找正视觉打标系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201423501Y (zh) * 2009-04-03 2010-03-17 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种眼镜激光焊接工作台
TW201315554A (zh) * 2011-09-15 2013-04-16 松下電器產業股份有限公司 雷射加工裝置及雷射加工方法
CN103189160A (zh) * 2010-11-01 2013-07-03 住友电气工业株式会社 切削刀具以及该切削刀具的制造方法和制造装置
CN104972232A (zh) * 2015-06-26 2015-10-14 吉林大学 将旋转台式激光直写装置的转轴与直写光轴对准的对准组件和方法
CN204893209U (zh) * 2015-08-03 2015-12-23 惠州市通发激光设备有限公司 一种关于异形开水壶的双工位仿形激光焊接夹具

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254035A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
DE102011116974A1 (de) * 2011-10-26 2013-05-02 Vollmer Werke Maschinenfabrik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Führungsfase an einem Werkstück, insbesondere an einem schneidenden Werkzeug
CN104117772A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 三菱综合材料株式会社 激光加工方法及加工装置
JP6594680B2 (ja) * 2015-07-07 2019-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁
CN204867818U (zh) * 2015-08-17 2015-12-16 天津市激光技术研究所 曲面激光雕刻自动调焦跟踪装置
CN205309557U (zh) * 2016-01-06 2016-06-15 武汉华工激光工程有限责任公司 一种空调挂机用激光打标装置
CN107486640B (zh) * 2017-08-24 2019-01-08 江苏大学 一种改善孔锥度和内壁质量的激光打孔装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201423501Y (zh) * 2009-04-03 2010-03-17 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种眼镜激光焊接工作台
CN103189160A (zh) * 2010-11-01 2013-07-03 住友电气工业株式会社 切削刀具以及该切削刀具的制造方法和制造装置
TW201315554A (zh) * 2011-09-15 2013-04-16 松下電器產業股份有限公司 雷射加工裝置及雷射加工方法
CN104972232A (zh) * 2015-06-26 2015-10-14 吉林大学 将旋转台式激光直写装置的转轴与直写光轴对准的对准组件和方法
CN204893209U (zh) * 2015-08-03 2015-12-23 惠州市通发激光设备有限公司 一种关于异形开水壶的双工位仿形激光焊接夹具

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