CN102039486B - 应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,左支撑板、中支撑板和右支撑板平行间隔安装于底板上,左支撑板中安装有第一轴承,第一轴承内部安装第一镜片组,中支撑板中安装有第二轴承,第二轴承内部安装第二镜片组,右支撑板中安装有相互独立的第三轴承和第四轴承,第三轴承内部安装第三镜片组,第四轴承内部安装第四镜片组,第一轴承与第三轴承之间由主轴连接,第二轴承置于主轴上,主轴通过第一同步带轮与第一电机驱动连接,第二轴承与滚珠丝杆传动连接,滚珠丝杆通过第二同步带轮与第二电机驱动连接,第四轴承通过第三同步带轮与第三电机驱动连接。该设备应用在激光钻孔(切割)设备中用于调节钻孔(切割)锥度和孔径大小。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光加工(激光钻孔、激光切割等)设备中的激光螺旋旋转光学模组,属于激光精密加工设备技术领域。
背景技术
目前,传统加工设备已经不能满足如:陶瓷钻孔、玻璃切割、喷油嘴钻孔、心血管支架切割等产品的加工;此类型产品的钻孔(切割)已改为用激光进行加工,一些特殊的产品对加工孔的圆度和边缘的要求非常高(如心血管支架加工),有些特殊应用需要加工倒锥孔或倒锥边(如喷油嘴需要加工带倒锥的孔);传统的激光钻孔(切割)方式是使用脉冲进行加工,或采用激光和运动平台走插补的方式来钻孔(切割),该种加工方式加工出来的边缘效果很毛糙,且加工的边有锥度(正锥),加工出来的孔受激光束的质量影响,圆度不高,由于聚焦镜的特性,加工的孔有锥度,不能加工小而深的孔,约束激光加工的优势,使用脉冲进行加工的方式,其效率低下,为了克服激光钻孔(加工)设备在钻孔(切割)过程中出现上述提及的问题,满足激光钻孔(加工)的需要,急需研制出一套针对性的用于激光钻孔(切割)设备中让激光螺旋旋转起来的模组。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种适用于激光加工设备的激光螺旋光学模组,旨在有效解决加工深孔时传统激光加工方式难以消除的锥度、不能加工倒锥孔、径深比过小和加工效率底下的问题;本实用新型能在加工过程中将光路旋转起来,随时对加工孔(切割)的锥度进行调整,实现深孔加工,能对加工的孔的直径大小进行自动调节。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,包括多组镜片组以及左支撑板和右支撑板,特点是:所述左支撑板、中支撑板和右支撑板平行间隔安装于底板上,所述左支撑板中安装有第一轴承,第一轴承内部安装第一镜片组,所述中支撑板中安装有第二轴承,第二轴承内部安装第二镜片组,所述右支撑板中安装有相互独立的第三轴承和第四轴承,第三轴承内部安装第三镜片组,第四轴承内部安装第四镜片组,所述第一轴承与第三轴承之间由主轴连接,主轴穿过第二轴承,第二轴承置于主轴上,主轴通过第一同步带轮与安装于底板上的第一电机驱动连接,所述第二轴承还与安装于底板上的滚珠丝杆传动连接,滚珠丝杆通过第二同步带轮与安装于底板上的第二电机驱动连接,第四轴承通过第三同步带轮与安装于底板上的第三电机驱动连接。
进一步地,上述的应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,其中,所述第一电机、第二电机和第三电机均安装有16位编码器。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
本发明具有使激光螺旋旋转的功能,应用于激光钻孔(切割)设备在加工过程中将激光旋转起来,随时对加工孔(切割)的锥度进行调整,精确的调节钻孔(切割)的锥角、直径大小(微米级调节)、激光螺旋旋转速度,实现深孔加工,对加工的孔的直径大小进行自动调节,显著提高钻孔(切割)加工效率。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:本发明激光螺旋旋转光学模组的立体示意图;
图2:图1另一方向的立体示意图。
图中各附图标记的含义见下表:
具体实施方式
如图1、图2所示,应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,包括多组镜片组以及左支撑板17、中支撑板18和右支撑板19,左支撑板17、中支撑板18和右支撑板19平行间隔安装于底板16上,所述左支撑板17中安装有第一轴承12,第一轴承12内部安装第一镜片组1,中支撑板18中安装有第二轴承13,第二轴承13内部安装第二镜片组2,所述右支撑板19中安装有相互独立的第三轴承15和第四轴承10,第三轴承15内部安装第三镜片组14,第四轴承10内部安装第四镜片组4,所述第一轴承12与第三轴承15之间由主轴连接,主轴穿过第二轴承13,第二轴承13置于主轴上,主轴通过第一同步带轮11与安装于底板上的第一电机3驱动连接,第二轴承13还与安装于底板16上的滚珠丝杆9传动连接,滚珠丝杆9通过第二同步带轮8与安装于底板上的第二电机7驱动连接,第四轴承10通过第三同步带轮6与安装于底板上的第三电机5驱动连接。第一电机3、第二电机7和第三电机5均安装有16位编码器。
第一轴承12和第三轴承15中间有一个主轴,主轴由3根销和轴组装而成,主轴通过第一同步带轮11由第一电机3驱动,第二轴承13安装在主轴上,可做旋转运动,第一镜片组1安装在第一轴承12内部,第二镜片组2安装在第二轴承13内部,第三镜片组14安装在第三轴承15内部,第二轴承13与滚珠丝杠9连接,滚珠丝杆9通过第二同步带轮8与第二电机7驱动连接,由第二电机7驱动滚珠丝杆9使第二镜片组2沿轴向做往复移动,第四轴承10通过第三同步带轮6由第三电机5驱动,第一电机3和第三电机5通过编码器做为反馈,并且通过电子齿轮来控制器同步转动和相对转动。
第二镜片组2与第一镜片组1能相对轴向移动,实现激光钻孔(切割)锥度调节,第四镜片组4与第一镜片组1、第二镜片组2、第三镜片组14能进行相对转动调节,实现所加工孔的直径大小调节,调节完毕后能恢复同步旋转,实现激光螺旋旋转。
第一镜片组1、第三镜片组14通过轴承及轴连接在一起(轴采用3根销做为连接),第二镜片组2采用轴承安装,并穿过轴,使其能与第一镜片组1、第三镜片组14同步旋转,通过直线轴承做轴向定位,并使用滚珠丝杆带动其做轴向运动,第四镜片组4用轴承安装固定,与第一镜片组1、第二镜片组2、第三镜片组14分开控制。
第一镜片组1、第三镜片组14驱动源采用第一同步带轮11与第一电机1连接,编码器作为反馈,第二镜片组2采用滚珠丝杆9传动,第二同步带轮8与第二电机7连接,编码器作为反馈,第四镜片组4驱动源采用第三同步带轮与第三进电机3连接,编码器作为反馈,第一电机3和第二电机7采用电子齿轮系统控制,使其能精确的做相对旋转和同步旋转控制。
具体应用时,激光通过第一镜片组1、第二镜片组2产生一个偏转角度,第一镜片组1与第二镜片组2相对轴向移动,可以调节偏转角度的大小,通过第一镜片组1、第二镜片组2的激光,再通过第三镜片组14、第四镜片组4的时候,通过第四镜片组4使其产生一个相对于第三镜片组14的偏转,可以调节该激光通过聚焦镜后的焦点偏离中心点,用于调节加工的孔直径的大小,调节第一镜片组1与第二镜片组2之间的相对距离,激光通过第三镜片组14、第四镜片组4后,透过聚焦镜,调节激光的加工锥度。四个镜片组同轴心排列,第一镜片组1、第二镜片组2、第三镜片组14由第一电机3通过同步皮带轮带动旋转,第二镜片组2由第二电机7通过同步皮带轮带动滚珠丝杆使其沿轴心做平移,第四镜片组4由第三电机5通过同步皮带轮带动做旋转运动,第二镜片组2相对于第一镜片组1沿轴向平移用于钻孔(切割)锥角调节,第三镜片组14与第四镜片组4相对转动用于钻孔(切割)直径大小的调节,第一镜片组1、第二镜片组2、第三镜片组14、第四镜片组4同步旋转,使激光呈螺旋形转动。
综上所述,本发明设备实现在激光钻孔(切割)设备中调节钻孔(切割)锥度和孔直径大小,具有使激光螺旋旋转的功能,在加工过程中将光路旋转起来,实现深孔加工,对加工的孔的直径大小进行自动调节。
需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,包括多组镜片组以及左支撑板(17)、中支撑板(18)和右支撑板(19),其特征在于:所述左支撑板(17)、中支撑板(18)和右支撑板(19)平行间隔安装于底板(16)上,所述左支撑板(17)中安装有第一轴承(12),第一轴承(12)内部安装第一镜片组(1),所述中支撑板(18)中安装有第二轴承(13),第二轴承(13)内部安装第二镜片组(2),所述右支撑板(19)中安装有相互独立的第三轴承(15)和第四轴承(10),第三轴承(15)内部安装第三镜片组(14),第四轴承(10)内部安装第四镜片组(4),所述第一轴承(12)与第三轴承(15)之间由主轴连接,主轴穿过第二轴承(13),第二轴承(13)置于主轴上,主轴通过第一同步带轮(11)与安装于底板上的第一电机(3)驱动连接,所述第二轴承(13)还与安装于底板(16)上的滚珠丝杆(9)传动连接,滚珠丝杆(9)通过第二同步带轮(8)与安装于底板上的第二电机(7)驱动连接,第四轴承(10)通过第三同步带轮(6)与安装于底板上的第三电机(5)驱动连接;第二镜片组(2)与第一镜片组(1)能相对轴向移动,实现激光钻孔切割锥度调节,第四镜片组(4)与第一镜片组(1)、第二镜片组(2)、第三镜片组(14)能进行相对转动调节,实现所加工孔的直径大小调节,调节完毕后能恢复同步旋转,实现激光螺旋旋转。
2.根据权利要求1所述的应用于激光加工设备的激光螺旋旋转光学模组,其特征在于:所述第一电机(3)、第二电机(7)和第三电机(5)均安装有16位编码器。
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