雷射加工頭的智能調焦裝置的製作方法

2023-10-09 07:54:29 1

專利名稱：雷射加工頭的智能調焦裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射加工系統，具體地說是一種雷射加工頭的智能調焦裝置。
背景技術：
對於雷射加工系統，不論是在雷射切割中，或是雷射焊接，雷射熔覆中，都存在著隨著工件材質的變化，工件厚度的變化，對雷射焦點相對於工件的位置有不同的要求，以達到最佳的加工效果。對一塊雷射聚焦鏡片來講，它的焦點從鏡片製造出來就已經是確定的，它由鏡片的表面的曲率所決定。就雷射切割而言，為了達到最佳的切割效果，雷射的焦點有時要設定在工件的表面上，叫作負離焦；有時要設在工件的內部或低部，叫作正離焦。要調節的不是鏡片的焦點，而是雷射的工作焦距。雷射的工作焦距=鏡片的焦點土離焦。傳統的調焦方法，是將加工頭的噴嘴安裝在一個帶有螺紋的零件上，利用螺紋的旋轉，改變噴嘴與聚焦鏡片之間的距離，達到改變工作焦點的目的。這種調焦方法，完全依靠人工，調整過程繁瑣費時；當工件或材料改變了，又要將工具機停下來，重新設置焦點。另夕卜，由於螺紋的加工誤差，或是噴嘴中心孔的加工誤差，在經過旋轉螺紋調焦後，雷射聚焦後的光軸和噴嘴的雷射射出孔的同心度也發生了變化，所以在工作焦點重調以後，必須對雷射束和射出孔的同軸性進行重建，這個過程往往要佔用不少的工作時間，當然降低了生產效率。
發明內容本實用新型針對上述問題，提供一種雷射加工頭的智能調焦裝置，該調焦裝置精度高、效率高。按照本實用新型的技術方案一種雷射加工頭的智能調焦裝置，包括外套及聚焦鏡片，所述外套的兩端分別設置有槍頭連接端蓋及光纖雷射器連接端蓋，所述外套的外壁上固定有直線電機，所述直線電機的電機輸出軸平行於所述外套的軸線，所述電機輸出軸上固定有驅動滑塊，所述驅動滑塊上固定有驅動磁鋼；所述外套內滑動配合有滑套，所述滑套上固定有與所述驅動磁鋼相配合的對偶導磁體，所述聚焦鏡片固定於所述滑套內。所述驅動磁鋼採用銣鐵硼材料。所述外套的外壁上開有軸向滑槽，所述滑槽中設置有隔離密封片，所述驅動磁鋼及所述對偶導磁體分別位於所述隔離密封片的兩側。所述外套上固定有覆蓋所述電機輸出軸、所述驅動滑塊及所述驅動磁鋼的防護罩。所述防護罩上開有零位開關孔。所述直線電機採用貫穿軸式直線電機。本實用新型的技術效果在於本實用新型將聚焦鏡片固定在滑套內，利用直線電機的直線運動，帶動位於滑套內的聚焦鏡片的移動，從而實現聚焦鏡片的智能化自動調焦；本實用新型結構簡單，定位準確，精度高，操作方便，效率高。

圖I為本實用新型的立體結構示意圖。圖2為本實用新型的主視圖。圖3為圖2中的A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明。圖I 圖3中，包括直線電機I、電機輸出軸2、驅動滑塊3、驅動磁鋼4、對偶導磁體5、滑套6、聚焦鏡片7、槍頭連接端蓋8、光纖雷射器連接端蓋9、隔離密封片10、零位開關孔11、外套12、防護罩13、滑槽14等。·如圖I 圖3所示，本實用新型是一種雷射加工頭的智能調焦裝置，包括筒形的外套12。外套12的一端固定有槍頭連接端蓋8，用於與加工頭的槍頭部分連接，其另一端固定有光纖雷射器連接端蓋9，用於連接光纖雷射器的QBH快速插頭。外套12的外壁上固定有直線電機1，直線電機I採用貫穿軸式直線電機。直線電機I的電機輸出軸2平行於外套12的軸線，電機輸出軸2上固定有驅動滑塊3，驅動滑塊3上固定有驅動磁鋼4，驅動磁鋼4採用銣鐵硼材料。外套12上還固定有覆蓋電機輸出軸2、驅動滑塊3及驅動磁鋼4的防護罩13，起保護作用。防護罩13上開有零位開關孔11，用來安裝霍爾元件。外套12內滑動配合有滑套6，滑套6的外壁上固定有與驅動磁鋼4相配合的對偶導磁體5，聚焦鏡片7固定於滑套6內。在外套12的外壁上開有軸向滑槽14，滑槽14中設置有隔離密封片10，驅動磁鋼4及對偶導磁體5分別位於隔離密封片10的兩側。隔離密封片10起隔離防塵的作用。本實用新型的工作過程如下直線電機I接受到系統發來的步進脈衝群和方向脈衝信號後，根據送來的脈衝數和方向要求開始工作，於是直線電機I的電機輸出軸2被推出或被縮回，固定在輸出軸2軸端的非磁性滑塊3隨著輸出軸2直線移動，在滑塊3上固定有驅動磁鋼4，磁鋼4在移動時，磁力線穿過隔離密封片，拉動固定在聚焦鏡片7滑套6上的導磁體5，帶動滑套6 —道移動，同時滑套6內固定的聚焦鏡片7同步移動，當達到設定的位置後，電機I停止運動，於是聚焦鏡片7便被固定在需要的位置上。由於電機輸出軸2，是利用刻制在軸上的螺紋實現直線運動的，而軸上的螺紋導程極小，具有較強的運動自鎖能力，即使切斷電源，設定的位置也不會變化，所以聚焦鏡片7被移動到設定的焦距後即可斷電，直到下一次需要改變焦點時為止，在此期間，不必對裝置供電。為了使自動調節焦點準確無誤，在運行路程上，設有由霍爾元件組成的零位開關，調節程序開始時，首先進入找原點過程，在確認零點後，再送入原始焦點的理論脈衝數加上焦點修正的偏移量脈衝，以確保自動調焦的準確無誤。由於電機I的直線位移，依賴於調焦系統發出的工作脈衝，所以屬於開環控制系統。本實用新型利用貫穿軸式直線電機I的直線運動，帶動位於滑套6內的聚焦鏡片7的移動，從而實現聚焦鏡片的智能化自動調焦。[0025]本實用新型具有以下優點1、結構簡單，定位準確，在開環驅動時可達到O. Olmm的定位精度。2、焦點位置不用加電即可鎖定，斷電後，能長期保持直到下一次調焦，因此節能環保。3、由於鏡片滑套運動時中心機械運動的同軸誤差小於O. 01mm，對光軸不會再造成實質上的偏移，因此在焦點被改變的前後，均不影響噴嘴中心孔與光軸的同軸性，一次將光軸同心度調好後，調焦後不用再次對中，給操作者帶來極大的方便。4、整個調節過程可納入系統切割工藝資料庫，當操作者在系統操作界面上，選擇了待加工的工件材質和厚度後，系統將從系統的切割工藝資料庫自動檢索到焦點正、負偏移量的數據 ，然後將相關數據自動送到控制焦點運動伺服部件，焦點便移動到相應的位置，從而實現雷射焦點的自動調節，實現加工頭雷射焦點調節智能化。
權利要求1.一種雷射加工頭的智能調焦裝置，包括外套(12)及聚焦鏡片(7)，所述外套(12)的兩端分別設置有槍頭連接端蓋(8 )及光纖雷射器連接端蓋(9 )，其特徵是所述外套(12 )的外壁上固定有直線電機(1)，所述直線電機(I)的電機輸出軸(2)平行於所述外套(12)的軸線，所述電機輸出軸(2)上固定有驅動滑塊(3)，所述驅動滑塊(3)上固定有驅動磁鋼(4);所述外套(12)內滑動配合有滑套(6)，所述滑套(6)上固定有與所述驅動磁鋼(4)相配合的對偶導磁體(5)，所述聚焦鏡片(7)固定於所述滑套(6)內。
2.按照權利要求I所述的雷射加工頭的智能調焦裝置，其特徵是所述驅動磁鋼(4)採用銣鐵硼材料。
3.按照權利要求I所述的雷射加工頭的智能調焦裝置，其特徵是所述外套(12)的外壁上開有軸向滑槽(14)，所述滑槽(14)中設置有隔離密封片(10)，所述驅動磁鋼(4)及所述對偶導磁體(5)分別位於所述隔離密封片(10)的兩側。
4.按照權利要求I所述的雷射加工頭的智能調焦裝置，其特徵是所述外套(12)上固定有覆蓋所述電機輸出軸(2 )、所述驅動滑塊(3 )及所述驅動磁鋼(4 )的防護罩(13 )。
5.按照權利要求4所述的雷射加工頭的智能調焦裝置，其特徵是所述防護罩(13)上開有零位開關孔(11)。
6.按照權利要求I所述的雷射加工頭的智能調焦裝置，其特徵是所述直線電機(I)採用貫穿軸式直線電機。
專利摘要本實用新型涉及一種雷射加工頭的智能調焦裝置，包括外套及聚焦鏡片，所述外套的兩端分別設置有槍頭連接端蓋及光纖雷射器連接端蓋，所述外套的外壁上固定有直線電機，所述直線電機的電機輸出軸平行於所述外套的軸線，所述電機輸出軸上固定有驅動滑塊，所述驅動滑塊上固定有驅動磁鋼；所述外套內滑動配合有滑套，所述滑套上固定有與所述驅動磁鋼相配合的對偶導磁體，所述聚焦鏡片固定於所述滑套內。本實用新型將聚焦鏡片固定在滑套內，利用直線電機的直線運動，帶動位於滑套內的聚焦鏡片的移動，從而實現聚焦鏡片的智能化自動調焦；本實用新型結構簡單，定位準確，精度高，操作方便，效率高。
文檔編號B23K26/04GK202655795SQ20122029251
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者吳德林 申請人:無錫創科源雷射裝備股份有限公司