一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)裝置，特別涉及自動(dòng)化控制裝置，尤其涉及激光聚能加工裝置，具體的是涉及一種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水晶、玻璃激光內(nèi)雕機(jī)是用于水晶、玻璃內(nèi)雕刻的機(jī)器，主要工作過(guò)程是將水晶或玻璃放在機(jī)器的工作臺(tái)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制并輸出三維或平面圖案，利用激光聚焦原理，在水晶或玻璃內(nèi)部雕刻圖案。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中利用激光在玻璃內(nèi)部雕刻三維圖像，需要被雕刻面是平面，即大多數(shù)都是在平板玻璃內(nèi)進(jìn)行雕刻，所以存在很大的局限性，很多圓筒狀物體就沒(méi)法實(shí)現(xiàn)360度一周的雕刻，比如圓柱形玻璃茶杯等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供了一種激光光路穩(wěn)定、可以在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)進(jìn)行三維圖像雕刻的方法和裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的方法，包括一個(gè)利用激光聚焦方法在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)形成損傷點(diǎn)的過(guò)程，還包括一個(gè)在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)移動(dòng)激光聚焦點(diǎn)的過(guò)程，其中，所述玻璃與激光聚焦點(diǎn)的間距可調(diào)，且玻璃自身旋轉(zhuǎn)使得激光聚焦點(diǎn)在沿玻璃周向方向的不同區(qū)域進(jìn)行雕刻，激光聚焦點(diǎn)上下移動(dòng)對(duì)沿玻璃長(zhǎng)度方向的不同區(qū)域進(jìn)行雕刻。
[0007]作為優(yōu)選，將具有規(guī)則弧面的玻璃設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手夾具上，將所述的機(jī)械手夾具設(shè)置在一個(gè)Y方向運(yùn)動(dòng)部件上；在具有規(guī)則弧面的玻璃的旁邊設(shè)置高速振鏡系統(tǒng)，將所述的高速振鏡系統(tǒng)設(shè)置在一個(gè)Z方向運(yùn)動(dòng)部件上；通過(guò)移動(dòng)Z方向運(yùn)動(dòng)部件來(lái)改變高速振鏡系統(tǒng)的空間位置從而移動(dòng)激光聚焦點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)Y方向運(yùn)動(dòng)部件以改變玻璃與激光聚焦點(diǎn)的間距，通過(guò)對(duì)機(jī)械手夾具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)改變激光聚焦點(diǎn)在玻璃周向方向的雕刻區(qū)域。
[0008]作為優(yōu)選，Y方向運(yùn)動(dòng)部件與Z方向運(yùn)動(dòng)部件分開(kāi)設(shè)置。兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)部件各自獨(dú)立，互不影響。
[0009]作為優(yōu)選，所述的雕刻區(qū)域可以劃分為多個(gè)規(guī)則或不規(guī)則的雕刻分區(qū)，在劃分不規(guī)則雕刻分區(qū)時(shí)，先框選第一塊雕刻分區(qū)，再依次框選所需雕刻的下一個(gè)雕刻分區(qū)，直至完成所有雕刻分區(qū)的劃分。采用此方法，使得可以手動(dòng)分割不規(guī)則的雕刻分區(qū)，解決了以往規(guī)則分區(qū)、規(guī)則移動(dòng)玻璃雕刻所浪費(fèi)的時(shí)間。
[0010]作為優(yōu)選，每個(gè)雕刻分區(qū)的雕刻順序可以根據(jù)需要由人工進(jìn)行編排，玻璃結(jié)合位移路徑按照雕刻順序移動(dòng)使激光聚焦點(diǎn)雕刻相應(yīng)的雕刻分區(qū)。從而可以進(jìn)一步滿(mǎn)足雕刻的多樣化需求，提高雕刻效率。[0011 ] 作為優(yōu)選，在Y軸方向?qū)⒈坏窨虆^(qū)域劃分為至少兩層平行的雕刻區(qū)塊，在Y軸方向最里層或最外層雕刻完X-Z軸方向的雕刻分區(qū)后，再外移或內(nèi)移一層雕刻本層的X-Z軸方向的雕刻分區(qū)，直至完成Y軸方向各分層區(qū)塊的雕刻。此方法解決了在三維圖案太厚時(shí)，會(huì)引起X-Z軸方向的雕刻分區(qū)在Y軸方向某部分被遮光導(dǎo)致的拼接痕跡嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0012]作為優(yōu)選，在雕刻過(guò)程中，記憶每個(gè)已完成雕刻的雕刻分區(qū)的X、Y、Z軸的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及已完成的雕刻點(diǎn)數(shù)。此方法可以在電腦斷電或設(shè)備斷電時(shí)，記錄雕刻數(shù)據(jù)，在電腦或設(shè)備重啟時(shí)方便還未雕刻完的產(chǎn)品進(jìn)行續(xù)雕，以節(jié)約時(shí)間提高效率，并且不浪費(fèi)產(chǎn)品。
[0013]作為優(yōu)選，在斷電或雕刻系統(tǒng)重啟后，可手動(dòng)輸入已完成的大致雕刻點(diǎn)數(shù)，玻璃即移動(dòng)至記憶的上次所處的坐標(biāo)位置，以進(jìn)入下一步雕刻。
[0014]作為優(yōu)選，將玻璃放置在X軸移動(dòng)臺(tái)或Y軸移動(dòng)臺(tái)上，X軸移動(dòng)臺(tái)與Y軸移動(dòng)臺(tái)相連，在玻璃的上方設(shè)置一個(gè)高速數(shù)字振鏡系統(tǒng)，利用激光源的激光射向所述的高速數(shù)字振鏡系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)移動(dòng)X軸移動(dòng)臺(tái)或Y軸移動(dòng)臺(tái)，使玻璃移至激光聚焦點(diǎn)的下方進(jìn)行雕刻。
[0015]作為優(yōu)選，所述的具有規(guī)則弧面的玻璃的形狀為圓筒形或圓柱形。
[0016]—種基于上述方法的在玻璃內(nèi)雕刻三維圖案的裝置，包括支架、機(jī)械手夾具及設(shè)置在支架上的移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)及高速振鏡系統(tǒng)，其中，所述的玻璃設(shè)置在機(jī)械手夾具上，機(jī)械手夾具連接有用于其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)獨(dú)立的Y方向運(yùn)動(dòng)部件和一個(gè)Z方向運(yùn)動(dòng)部件，機(jī)械手夾具設(shè)置在所述的Y方向運(yùn)動(dòng)部件上，高速振鏡系統(tǒng)則設(shè)置在Z方向運(yùn)動(dòng)部件上。
[0017]作為優(yōu)選，所述的高速振鏡系統(tǒng)包括高速振鏡、反射鏡與激光源，利用反射鏡將來(lái)自激光源的激光射向所述的高速振鏡，激光源的出射方向與Y方向運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡垂直。
[0018]作為優(yōu)選，所述的機(jī)械手夾具為三爪卡盤(pán)，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤(pán)，所述的轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)置在三爪卡盤(pán)下方，在小皮帶輪與轉(zhuǎn)盤(pán)上套有皮帶，電機(jī)驅(qū)動(dòng)小皮帶輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]作為優(yōu)選，所述的機(jī)械手夾具為三爪卡盤(pán)，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、減速機(jī)、小齒輪與大齒盤(pán)，所述的大齒盤(pán)設(shè)置在三爪卡盤(pán)下方，小齒輪與大齒盤(pán)相嚙合，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)大齒盤(pán)及三爪卡盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]作為優(yōu)選，所述的Y方向運(yùn)動(dòng)部件和Z方向運(yùn)動(dòng)部件均各自與一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置均由絲桿螺母副和伺服電機(jī)連接構(gòu)成，任意一個(gè)所述的伺服電機(jī)均與一個(gè)控制器連接。
[0021]作為優(yōu)選，所述的具有規(guī)則弧面的玻璃的形狀為圓筒形或圓柱形。
[0022]采用了上述技術(shù)方案的本發(fā)明的原理及有益效果是:
[0023]本發(fā)明主要是針對(duì)具有規(guī)則弧面的玻璃進(jìn)行雕刻，比如圓筒狀、圓柱狀玻璃，將高速振鏡系統(tǒng)設(shè)置為上下移動(dòng)狀態(tài)以使得可以在沿玻璃長(zhǎng)度方向進(jìn)行雕刻，而將搭載玻璃的機(jī)械手夾具設(shè)置為前后移動(dòng)及自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械手夾具沿Y方向前后移動(dòng)一方面方便調(diào)節(jié)激光的焦距，使激光聚焦于玻璃內(nèi)；另一方面又使得激光聚焦點(diǎn)在不同的雕刻深度區(qū)域進(jìn)行雕刻，機(jī)械手夾具旋轉(zhuǎn)使得激光聚焦點(diǎn)在沿玻璃周向方向的不同區(qū)域進(jìn)行雕刻；從而可以完成對(duì)圓筒狀、圓柱狀這類(lèi)玻璃的三維圖像雕刻，使得三維圖像的雕刻向著更廣闊的空間發(fā)展，滿(mǎn)足了市場(chǎng)的多樣化需求。
[0024]進(jìn)一步說(shuō)，機(jī)械手夾具與高速振鏡系統(tǒng)在X方向保持不動(dòng)，而Y方向運(yùn)動(dòng)部件與Z方向運(yùn)動(dòng)部件分開(kāi)設(shè)置，可以方便進(jìn)行調(diào)節(jié)，以盡可能滿(mǎn)足各種加工所需。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明雕刻裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明雕刻裝置另一方向的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為在Y軸方向劃分雕刻區(qū)塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下:
[0029]實(shí)施例:首先定義下方位，本發(fā)明以裝置正常擺放時(shí)來(lái)進(jìn)行方位約定，X-Y方向所確定的平面為水平面，Y方向?yàn)閅方向運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的方向，亦即前后方向；Z方向?yàn)楦叨确较颍嗉瓷舷路较?；γ方向運(yùn)動(dòng)部件前后運(yùn)動(dòng)使得激光聚焦點(diǎn)在玻璃的不同深度進(jìn)行雕刻以達(dá)到三維的雕刻效果。
[0030]—種在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)雕刻三維圖像的方法，包括一個(gè)利用激光聚焦方法在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)形成損傷點(diǎn)的過(guò)程，還包括一個(gè)在具有規(guī)則弧面的玻璃內(nèi)移動(dòng)激光聚焦點(diǎn)的過(guò)程，其中，所述玻璃與激光聚焦點(diǎn)的間距可調(diào)，且玻璃自身旋轉(zhuǎn)使得激光聚焦點(diǎn)在沿玻璃周向方向的不同區(qū)域進(jìn)行雕刻，激光聚焦點(diǎn)上下移動(dòng)對(duì)沿玻璃長(zhǎng)度方向的不同區(qū)域進(jìn)行雕刻。
[0031]具體的說(shuō)，將具有規(guī)則弧面的玻璃設(shè)置在一旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手夾具上，將所述的機(jī)械手夾具設(shè)置在一個(gè)Y方向運(yùn)動(dòng)部件上；在具有規(guī)則弧面的玻璃的旁邊設(shè)置高速振鏡系統(tǒng)，將所述的高速振鏡系統(tǒng)設(shè)置在一個(gè)Z方向運(yùn)動(dòng)部件上；通過(guò)移動(dòng)Z方向運(yùn)動(dòng)部件來(lái)改變高速振鏡系統(tǒng)的空間位置從而移動(dòng)激光聚焦點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)Y方向運(yùn)動(dòng)部件以改變玻璃與激光聚焦點(diǎn)的間距，通過(guò)對(duì)機(jī)械手夾具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)改變激光聚焦點(diǎn)在玻璃周向方向的雕刻區(qū)域。
[0032]再進(jìn)一步說(shuō)，所述的雕刻區(qū)域可以劃分為多個(gè)規(guī)則或不規(guī)則的雕刻分區(qū)，在劃分不規(guī)則雕刻分區(qū)時(shí)，具體的說(shuō)，在控制雕刻的激光雕刻控制系統(tǒng)軟件控制界面中，先框選第一塊雕刻分區(qū)，再依次框選所需雕刻的下一個(gè)雕刻分