本發(fā)明涉及一種手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著科技水平的提高，通信網(wǎng)絡(luò)由最初的2G，經(jīng)過3G、4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，逐步朝向網(wǎng)速更快，信號更加穩(wěn)定的5G發(fā)展，手機也由最初打電話和發(fā)短信功能，發(fā)展到今天的彩色液晶觸控屏幕，內(nèi)置了一個類似電腦主機CPU的芯片大腦，手機照相也豐富起來，清晰度和LED閃光燈一應(yīng)俱全，功能越來越強大，手機的材料也由塑料轉(zhuǎn)為金屬和陶瓷，美觀性、耐磨性和散熱性能更強大。金屬類和陶瓷類的手機后蓋成為了趨勢，當(dāng)下人們對手機外觀也有了一定的想法和追求。
金屬類的后蓋主要以鋁制為主，陶瓷類的后蓋主要以氧化鋯為主，最初的加工方式以CNC加工為主，遇到最大的瓶頸就是加工效率低，使用的耗材多，按照產(chǎn)能評估需要購置成百上千臺，額外需要增加成百上千個工人應(yīng)對機器。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備及其方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其特征在于：包含可前后左右運動的X-Y軸運動控制模塊、可上下運動的Z軸運動控制模塊、可旋轉(zhuǎn)運動的W軸運動控制模塊以及激光器，所述X-Y軸運動控制模塊布置于工作平臺上，X-Y軸運動控制模塊上設(shè)有工件固定架，工件固定架上安裝W軸運動控制模塊，W軸運動控制模塊上設(shè)有用于固定工件的治具，所述工作平臺上固定一支架，支架上安裝Z軸運動控制模塊，Z軸運動控制模塊上安裝激光器和影像模塊，激光器的輸出光路上依次布置準直鏡和聚焦鏡。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述激光器是脈寬為微秒至毫秒量級可調(diào)制的1064nm紅外光纖激光器。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述激光器是具有CW連續(xù)和QCW脈沖兩種出光模式的激光器。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述Z軸運動控制模塊上安裝有同軸吹氣裝置。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述Z軸運動控制模塊上安裝有集塵裝置。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述影像模塊包含相機、放大鏡頭和同軸光源，放大鏡頭安裝于相機上，同軸光源朝向工件。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述X-Y軸運動控制模塊包含X軸運動單元和Y軸運動單元，所述X軸運動單元包含X軸大理石底座、X軸直線導(dǎo)軌、X軸連接板和控制X軸連接板運動的X軸直線電機，X軸直線導(dǎo)軌和X軸直線電機安裝于X軸大理石底座上，X軸連接板置于X軸直線導(dǎo)軌上，X軸直線電機與X軸連接板驅(qū)動連接，從而控制X軸連接板沿X軸直線導(dǎo)軌運動；
所述Y軸運動單元包含Y軸大理石底座、Y軸直線導(dǎo)軌、Y軸連接板和控制Y軸連接板運動的Y軸直線電機，Y軸直線導(dǎo)軌和Y軸直線電機安裝于Y軸大理石底座上，Y軸連接板置于Y軸直線導(dǎo)軌上，Y軸直線電機與Y軸連接板驅(qū)動連接，從而控制Y軸連接板沿Y軸直線導(dǎo)軌運動；所述Y軸大理石底座連接于X軸連接板上，Y軸直線導(dǎo)軌與X軸直線導(dǎo)軌呈90°夾角。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述X軸運動單元和Y軸運動單元上均安裝有防塵護罩。
進一步地，上述的手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，其中，所述工作平臺為大理石平臺或花崗巖平臺。
本發(fā)明手機后蓋及邊框的激光加工方法，激光器輸出脈寬為微秒至毫秒量級可調(diào)制的1064nm紅外光纖激光，經(jīng)過準直鏡獲得準直均勻的光束，準直后的光束經(jīng)聚焦鏡后匯聚于一點，聚焦在工件表面上，以瞬間高溫熔化的形式擊穿材料；
加工過程中，X-Y軸運動控制模塊帶動工件前后左右運動，W軸運動控制模塊帶動工件旋轉(zhuǎn)運動，Z軸運動控制模塊帶動激光器和影像模塊上下運動，調(diào)整所要加工的位置和角度；
由影像模塊尋找工件位置和尋找加工焦點，并進行自動抓靶加工和簡易測量；
由同軸吹氣裝置，持續(xù)給工件降溫，確保材料不發(fā)生形變，切割材料邊緣光滑整潔；
由集塵裝置有效地吸走切割下來的殘渣。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點和有益效果，具體體現(xiàn)在以下方面：
①本發(fā)明設(shè)備具備4個軸，X-Y軸運動控制模塊帶動工件前后左右運動，W軸運動控制模塊帶動工件旋轉(zhuǎn)運動，Z軸運動控制模塊帶動激光器和影像模塊上下運動，調(diào)整所要加工的位置和角度；整幅面手機邊框架構(gòu)激光加工的位置采用平臺插補運動方式，搭配旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整加工角度，最終形成平面和立體的加工；
②激光器是脈寬為微秒至毫秒量級可調(diào)制的1064nm紅外光纖激光器，具有CW連續(xù)和QCW脈沖兩種出光模式，激光器的使用壽命長，光電轉(zhuǎn)化效率大于30％；
準直鏡的作用將激光器出來的發(fā)散光轉(zhuǎn)為平行光，聚焦鏡的作用是將平行光匯聚為單位能量最大點，最終通過這種原理找到焦點，滿足其在加工材料表面；
③由影像模塊尋找工件位置和尋找加工焦點，并進行自動抓靶加工和簡易測量；由同軸吹氣裝置，持續(xù)給工件降溫，確保材料不發(fā)生形變，切割材料邊緣光滑整潔；由集塵裝置有效地吸走切割下來的殘渣，避免殘渣對平臺的磨損和落入光柵尺影響讀數(shù)精度；
④解決了CNC機械方式加工過程中的效率及產(chǎn)能供應(yīng)不足的問題，降低了加工成本，同時也擴大了激光在微加工方面的應(yīng)用；具有行業(yè)的通用性，也具有一定的延伸性，相對于傳統(tǒng)的CNC機械加工方法，具有設(shè)備簡單，操作便捷，加工效率高、成本低，能夠滿足工業(yè)級量產(chǎn)需求等優(yōu)點。
附圖說明
圖1：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明具體實施方案。
如圖1所示，手機后蓋及邊框的激光加工設(shè)備，包含可前后左右運動的X-Y軸運動控制模塊3、可上下運動的Z軸運動控制模塊7、可旋轉(zhuǎn)運動的W軸運動控制模塊5以及激光器8，X-Y軸運動控制模塊3布置于工作平臺1上，X-Y軸運動控制模塊3上設(shè)有工件固定架4，工件固定架4上安裝W軸運動控制模塊5，W軸運動控制模塊5上設(shè)有用于固定工件的治具，工作平臺1上固定一支架2，支架2上安裝Z軸運動控制模塊7，Z軸運動控制模塊7上安裝激光器8和影像模塊6，激光器8的輸出光路上依次布置準直鏡和聚焦鏡。
其中，激光器8是脈寬為微秒至毫秒量級可調(diào)制的1064nm紅外光纖激光器，具有CW連續(xù)和QCW脈沖兩種出光模式。激光器的使用壽命長，光電轉(zhuǎn)化效率大于30％。
準直鏡的作用將激光器出來的發(fā)散光轉(zhuǎn)為平行光，聚焦鏡的作用是將平行光匯聚為單位能量最大點，最終通過這種原理找到焦點，滿足其在加工材料表面。
Z軸運動控制模塊7上安裝有同軸吹氣裝置以及集塵裝置。
影像模塊6包含相機、放大鏡頭和同軸光源，放大鏡頭安裝于相機上，同軸光源朝向工件。
X-Y軸運動控制模塊3包含X軸運動單元和Y軸運動單元，所述X軸運動單元包含X軸大理石底座、X軸直線導(dǎo)軌、X軸連接板和控制X軸連接板運動的X軸直線電機，X軸直線導(dǎo)軌和X軸直線電機安裝于X軸大理石底座上，X軸連接板置于X軸直線導(dǎo)軌上，X軸直線電機與X軸連接板驅(qū)動連接，從而控制X軸連接板沿X軸直線導(dǎo)軌運動；Y軸運動單元包含Y軸大理石底座、Y軸直線導(dǎo)軌、Y軸連接板和控制Y軸連接板運動的Y軸直線電機，Y軸直線導(dǎo)軌和Y軸直線電機安裝于Y軸大理石底座上，Y軸連接板置于Y軸直線導(dǎo)軌上，Y軸直線電機與Y軸連接板驅(qū)動連接，從而控制Y軸連接板沿Y軸直線導(dǎo)軌運動；所述Y軸大理石底座連接于X軸連接板上，Y軸直線導(dǎo)軌與X軸直線導(dǎo)軌呈90°夾角。X軸運動單元和Y軸運動單元上均安裝有防塵護罩。
工作平臺1為大理石平臺或花崗巖平臺，大理石平臺采用優(yōu)質(zhì)的天然大理石料經(jīng)機械加工，精研而成。黑色光澤，結(jié)構(gòu)精密、質(zhì)地均勻，穩(wěn)定性好，強度大、硬度高，不生銹耐酸堿、不磁化、不變型、耐磨性好，具備抗震緩沖作用等優(yōu)點。
控制系統(tǒng)導(dǎo)入CAD文件或者其他格式的圖紙，通過控制發(fā)送加工指令，實現(xiàn)對材料的切割和打孔。
手機后蓋及邊框的激光加工工藝，激光器8輸出脈寬為微秒至毫秒量級可調(diào)制的1064nm紅外光纖激光，經(jīng)過準直鏡獲得準直均勻的光束，準直后的光束經(jīng)聚焦鏡后匯聚于一點，聚焦在工件表面上，以瞬間高溫熔化的形式擊穿材料；
加工過程中，X-Y軸運動控制模塊3帶動工件前后左右運動，W軸運動控制模塊5帶動工件旋轉(zhuǎn)運動，Z軸運動控制模塊7帶動激光器8和影像模塊6上下運動，調(diào)整所要加工的位置和角度；整幅面手機邊框架構(gòu)激光加工的位置采用平臺插補運動方式，搭配旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整加工角度，最終形成平面和立體的加工；
由影像模塊6尋找工件位置和尋找加工焦點，并進行自動抓靶加工和簡易測量；
由同軸吹氣裝置，持續(xù)給工件降溫，確保材料不發(fā)生形變，切割材料邊緣光滑整潔；
由集塵裝置有效地吸走切割下來的殘渣，避免殘渣對平臺的磨損和落入光柵尺影響讀數(shù)精度。
上述激光加工設(shè)備，解決了CNC機械方式加工過程中的效率及產(chǎn)能供應(yīng)不足的問題，降低了加工成本，同時也擴大了激光在微加工方面的應(yīng)用。
該設(shè)備具有行業(yè)的通用性，也具有一定的延伸性，相對于傳統(tǒng)的CNC機械加工方法，具有設(shè)備簡單，操作便捷，加工效率高、成本低，能夠滿足工業(yè)級量產(chǎn)需求等優(yōu)點。
需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利范圍；同時以上的描述，對于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的專門人士應(yīng)可明了及實施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請專利范圍中。