一、机械结构
机架:通常采用金属材质,如铝合金或钢材,具有较高的强度和稳定性,能够支撑和固定雕刻机的各个部件,保证雕刻过程中机器不会发生晃动或变形,从而确保雕刻精度。
工作台:用于放置待雕刻的材料,一般由平整的金属板或玻璃板制成,有的工作台还配备了夹具或吸附装置,可固定材料,防止其在雕刻过程中移动。
传动系统:常见的传动方式有丝杠传动和皮带传动。丝杠传动精度较高,能够实现精确的位置控制,常用于对雕刻精度要求较高的小型激光雕刻机;皮带传动则具有速度快、噪音低的优点,适用于一些对速度要求较高但精度要求相对较低的设备。传动系统的作用是带动雕刻头或工作台在 X、Y、Z 轴方向上移动,实现三维空间内的雕刻操作。
二、光学系统
激光器:是激光雕刻机的核心部件,主要有二氧化碳激光器和固体激光器等类型。二氧化碳激光器输出功率较高,波长通常为 10.6 微米,适用于雕刻多种非金属材料;固体激光器如光纤激光器,具有体积小、效率高、光束质量好等优点,常用于金属材料的雕刻或对精度要求极高的非金属材料雕刻。
激光电源:为激光器提供稳定的电力供应,它能够将输入的交流电转换为适合激光器工作的直流电,并对电流、电压等参数进行精确控制,以保证激光器输出稳定的激光束。
光学镜片组:包括反射镜、聚焦镜等。反射镜用于改变激光束的传播方向,将激光从激光器引导至雕刻头;聚焦镜则将激光束聚焦到材料表面,使激光能量集中在一个小区域内,提高能量密度,从而实现高效雕刻。
三、控制系统
控制主板:是雕刻机的控制中心,它接收来自计算机的雕刻指令,并将其转换为控制信号,发送给各个执行部件,如电机驱动器、激光器等,协调它们的工作,实现精确的雕刻动作。
电机驱动器:根据控制主板发送的信号,驱动电机运转,从而带动传动系统,实现雕刻头或工作台的移动。电机驱动器通常具有多种控制模式,可根据不同的雕刻需求调整电机的转速、加速度等参数。
操作面板:用于用户与雕刻机进行交互,通常配备有显示屏、按键或旋钮等。用户可以通过操作面板设置雕刻参数,如雕刻速度、功率、路径等,还可以实时监控雕刻机的工作状态,如当前位置、剩余时间等。
四、冷却系统
冷却水箱:用于储存冷却水,一般采用耐腐蚀的塑料或金属材质制成。水箱的容量根据雕刻机的功率和使用要求而定,通常在几升到几十升不等。
水泵:将冷却水箱中的水抽出,通过管道输送到激光器等需要冷却的部件,然后再将热水回流到水箱中,形成循环冷却系统。水泵的流量和扬程需要根据激光器的功率和冷却需求进行匹配,以确保良好的冷却效果。
散热装置:有的冷却系统还配备了散热风扇或散热器,用于对回流的热水进行散热,降低水温,保证冷却水能够持续有效地吸收激光器等部件产生的热量。
此外,部分小型激光雕刻机还可能配备吹气装置,在雕刻过程中向雕刻区域吹送压缩空气,以吹走雕刻产生的碎屑和烟雾,提高雕刻质量和效果。