CN103212795B - 一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，包括透射光学模块、空心电主轴电机，所述空心电主轴电机的转子包括轴向空心的空心电主轴和围绕在所述空心电主轴上的电磁感应线圈，所述空心电主轴电机定子内设有与所述空心电主轴上电磁感应线圈进行电磁感应作用的线圈；所述空心电主轴的轴向方向上设有透射光学模块，所述空心电主轴与所述透射光学模块固定连接，所述透射光学模块用于对发射到该透射光学模块上的光束进行旋转调制。采用高速和超高速空心电主轴电机，特别是气浮空心电主轴电机或磁浮空心电主轴电机，可以获得高精度高速和超高速旋转的激光光束。

Description

一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置

技术领域

本发明涉及光束运动控制技术领域，尤其涉及一种基于空心电主轴的控制光束进行高速旋转的激光光束旋转装置。

背景技术

在现有技术中，激光光束旋转装置的驱动装置，一般都采用电机皮带传动的方式。由于皮带传动受到皮带运动最高线速度以及皮带弯曲疲劳极限的影响和限制，因而皮带传动不适合于小弯曲半径、高速传动或者长期工作的领域。

本领域技术人员通常将激光光束旋转装置安装在轴承座上，但一方面，由于在连续运转过程中滚动轴承存在滚动摩擦，摩擦产生热量，使得零件温度升高，由此带来的热胀冷缩的影响，另一方面，由于轴承本身特殊结构设计，高速运转时会伴随着产生震动和噪声，这些震动和噪声降低旋转的精度。由上述可知，普通滚动轴承满足不了高速高精度长期运转领域的使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够控制激光束进行高速和高精度旋转运动的激光光束旋转装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，包括透射光学模块、空心电主轴电机，所述所述空心电主轴电机的转子包括轴向空心的空心电主轴和围绕在所述空心电主轴上的电磁感应线圈，所述空心电主轴电机定子内设有与所述空心电主轴上电磁感应线圈进行电磁感应作用的线圈；所述空心电主轴的轴向方向上设有透射光学模块，所述空心电主轴与所述透射光学模块固定连接，透射光学模块随空心电主轴一起旋转，所述透射光学模块用于对发射到该透射光学模块上的光束进行旋转调制，所述空心电主轴电机为气浮空心电主轴电机或者液压空心电主轴电机或者磁浮空心电主轴电机或者陶瓷轴承空心电主轴电机。

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在气浮轴承上，该空心电主轴电机也称为气浮空心电主轴电机。所述气浮轴承是指通过在轴承腔内导入压力空气实现空心电主轴在空气中悬浮的轴承。所述气浮轴承轴承腔内泄压的缝隙极小，保证了空心电主轴的高精度悬浮转动，并可以稳定地高精度地旋转，具备高转速、高精确度、无摩擦力、无磨损、不需要润滑油、有卓越的速度控制性能、结构紧凑、重量轻、振动小、噪声低、惯性小响应快等优点。

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在液体动静压轴承上，该空心电主轴电机也称为液压空心电主轴电机。所述液体动静压轴承是指一种靠外部供给恒定压力油、在轴承内建立使电主轴从起动到停止始终悬浮高压静压承载油膜的轴承。所述液体动静压轴承具有没有磨损、使用寿命长、起动功率小、在极低(甚至为零)的速度下也能应用的特点。此外，这种轴承还有旋转精度高、油膜刚度大、能抑制油膜震荡等优点。所述液压空心电主轴电机，由于采用了液体动静压轴承，因此具备很高的刚度和阻尼，具备较高转速和使用寿命。

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在电磁悬浮轴承上，该空心电主轴电机也称为磁浮空心电主轴电机。所述电磁悬浮轴承是一种利用电磁力将电主轴悬浮于空间实现非接触式支承的轴承,具有无摩擦、无需润滑、无油污染、能耗低、噪声小、寿命长等优点,特别适用于真空、超静室、高速等特殊环境中。所述磁浮空心电主轴电机，由于采用电磁悬浮轴承，因此具备高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控等优点。

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在陶瓷轴承上，该空心电主轴电机也称为陶瓷轴承空心电主轴电机。所述陶瓷轴承是指轴承的滚动体使用陶瓷球，轴承套圈仍为钢圈的轴承，陶瓷轴承标准化程度高，在满足一定转速的条件下，具备成本低结构简单的优点。所述陶瓷轴承空心电主轴电机的空心电主轴安装在陶瓷轴承上，该陶瓷轴承的转速在每分钟一万转以上。

进一步，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。

进一步，所述空心电主轴电机与电机控制模块连接，所述电机控制模块用于控制所述空心电主轴电机运转，并根据空心电主轴电机运转状态，向外部设备输出该空心电主轴电机运转状态信息。

进一步，所述电机控制模块包括时序控制信号单元和/或导引排放单元和/或主轴动平衡在线监控单元，所述时序控制信号单元用于采集所述空心电主轴旋转角度位置信息，并将所采集到空心电主轴旋转角度位置信息信号传输给外部设备；所述导引排放单元位于空心电主轴电机的两端，用于排出所述空心电主轴电机释放的光学污染物，所述光学污染物包括光学液体污染物和光学气体污染物；所述主轴动平衡在线监控单元用于在线实时监控所述空心电主轴动平衡状态。

本发明的目的在于：使用高速甚至超高速空心电主轴电机带动透射光学元件作高速甚至超高速旋转(目前气浮主轴电机转速可达16万转/秒)；激光束沿着所述空心电主轴旋转轴向穿过所述空心电主轴并透过安装在所述空心电主轴上的透射光学模块；通过所述空心电主轴高精度高速甚至超高速旋转，使得从所述旋转的透射光学模块出射的激光束进行高精度高速甚至是超高速旋转。空心电主轴或者透射光学模块旋转速度在1万转/分钟到5万转/分钟为高速，在5万转/分钟以上为超高速。

本发明的工作原理如下：空心电主轴电机的空心电主轴有很高的旋转精度、转速，透射光学模块固定安装在空心电主轴的轴向上，透射光学模块与空心电主轴同步旋转运动，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。激光束沿着所述空心电主轴旋转轴向穿过所述空心电主轴并发射到与所述空心电主轴固定连接的透射光学模块上，通过透射光学模块的光学折射和\或光学双折射和\或光学衍射作用后，形成出射光束从透射光学模块上发射出去，该出射光束随着透射光学模块的旋转而相对于所述入射光束做旋转运动，所述旋转运动包括激光束空间相对旋转运动和光束偏振态旋转运动。由于在实际应用中，在空心电主轴高速或者超高速运转时，空心电主轴每转一圈的起点与终点或者其他角度位置等运动状态的变化需要与激光器的开关光和\或振镜扫描系统和\或平台移动系统等外部其它设备进行时序控制，因此空心电主轴电机此时需要配置时序控制信号单元。空心电主轴在高速运转的过程中，会排放出废油废气等光学污染物，这些光学污染物会对透射光学模块造成污染，且一旦光学污染物气流扰动了激光传输路线中的空气，也会对激光光束在空气中的传输产生不利影响，通过配置导引排放单元排出所述空心电主轴电机释放的废油废气等光学污染物，避免废油废气污染物污染透射光学模块以及对激光光束传输造成不利影响。高速特别是超高速空心电主轴目前成本还较高，要防止意外的发生，也非常有必要配置高低气压报警模块和停机保护模块。空心电主轴的高速和超高速旋转精度关系到激光光束的旋转精度和后续加工质量的好坏，通过配置动平衡在线检测单元，可以在线监控电主轴动平衡状态。

所述时序控制信号单元，可以为驱动空心电主轴电机的变频驱动器或者光电探测单元。

当时序控制信号单元为变频驱动器时，它给电主轴电机发出脉冲信号的同时，设定若干组脉冲为一个周期，在此信号周期内，变频器输出起始信号和终止信号或者其他角度位置信号发给激光器，同时，变频器输出起始信号和终止信号或者其他角度位置信号给振镜扫描模块或者平台移动模块，使得激光器开关光与振镜扫描模块或者平台移动模块在时序方面配合起来，这样实现激光器开关光、空心电主轴旋转、振镜扫描模块或者平台移动模块之间的时序配合问题。例如，在采用旋转光束进行激光钻孔时，当所述空心电主轴从起点开始旋转时，时序控制信号单元通知激光器同步出光，时序控制信号单元通知振镜扫描模块(包括扫描振镜和平场聚焦镜，所述扫描振镜负责激光加工孔位间的切换，所述平场聚焦镜负责扫描振镜输出激光束的平场聚焦)同步将激光焦点定位于一个待加工孔位起始点，当空心电主轴从起点开始旋转到终点时，激光焦点也从起点旋转到终点，待加工材料表面刚好完成一个圆圈的环切加工，时序控制信号单元通知激光器同步关光，时序控制信号单元通知振镜扫描模块进行待加工工位位置切换并定位于下一个待加工孔位，此时当所述空心电主轴所处的角度位置为新的起点，时序控制信号单元通知激光器同步出光，激光焦点继续新的孔环切加工。把上述振镜扫描模块更换为平台移动模块时，工作原理不变。

当时序控制信号模块为光电探测单元时，可以预先在空心电主轴做一个标记，所述标记与空心电主轴进行同步旋转。采用光电探测的办法，光电探测单元动态提取该标记的光电探测信号，把所获取的标记的光电探测信号作为起始信号和终止信号发给激光器，激光光束能够完成在一个信号周期内旋转特定的圈数，同时，把所获取的标记的光电探测信号作为起始信号和终止信号发给振镜扫描模块或者平台移动模块，使得激光器开关光与振镜扫描模块或者平台移动模块在时序上配合起来，这样完成激光器开关光、空心电主轴旋转、振镜扫描模块或者平台移动模块之间的时序配合问题，其时序控制过程与采用变频驱动器作为时序控制信号单元的时序控制过程基本相同。

所述导引排放单元包括导引块和与导引块连接的负压排气管道，该导引块可以为吸盘或者吸嘴等类似结构，导引块用于抽取光学污染物，光学污染物再经负压排气管道排出，防止透射光学模块被污染，特别是减小或消除气浮空心电主轴电机的持续排气引起的空气扰动对激光光束空间传输质量的影响。

所述高低气压报警单元和停机保护单元，具备进气气压低压报警功能、进气气压高压报警功能、电主轴电机停机保护功能，主要目的是保护空心电主轴电机不受意外损坏。

所述动平衡在线检测单元，用于空心电主轴高速和超高速旋转时候的动平衡的在线监测，一旦动平衡超出设定范围就发出报警，此时可以停机进行相应检查，以免造成光束旋转精度不够产生激光加工的废品或者其他意外问题，甚至损坏所述空心电主轴电机。

本发明的有益效果是：本发明采用高速和超高速空心电主轴电机，可以获得高精度高速和超高速旋转的激光光束；由于采用了时序控制信号单元，光束旋转和激光切换(振镜扫描或者平台移动)时序可以配合起来，进一步保障激光聚焦焦点扫描位置精度；由于采用了导引排放单元，有效保障了透射光学模块不受污染和激光光束空间传输的质量；由于采用了高低气压报警单元和停机保护单元，有效保障了空心电主轴免受损害；由于采用了动平衡在线检测单元，有效保障了激光光束长期高精度高速和超高速旋转，减少激光加工废品和次品的产生。

附图说明

图1为本发明实施例1气浮空心电主轴电机结构示意图；

图2为本发明实施例1气浮空心电主轴的激光光束旋转装置结构示意图；

图3为本发明实施例2陶瓷轴承空心电主轴电机结构示意图；

图4为本发明实施例2陶瓷轴承空心电主轴的激光光束旋转装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、入射光束，2、发光二极管，3、通孔，4、光电探测器，5、第一导引块，6、气浮空心电主轴，7、气浮电主轴电机定子盖帽，8、止推盘，9、气浮电主轴电机定子，10、电磁感应线圈，11、透射光学模块，12、第二导引块，13、动平衡在线检测单元，14、出射光束，15、陶瓷轴承空心电主轴，16、陶瓷轴承电主轴电机定子，17、第一盖帽，18、第二盖帽，19、陶瓷轴承，20、气浮电主轴电机，21、陶瓷轴承电主轴电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

图1为气浮空心电主轴电机结构示意图，如图1所示，所述气浮空心电主轴电机20包括气浮电主轴电机定子9和所述气浮空心电主轴电机的转子,以及气浮电主轴电机定子9和所述气浮空心电主轴电机的转子之间的气浮轴承(图1没有标示)。

所述气浮空心电主轴电机的转子包括轴向空心的气浮空心电主轴6和围绕在所述气浮空心电主轴6上的电磁感应线圈10，电磁感应线圈10位于所述气浮空心电主轴6外壁中间位置上。所述气浮空心电主轴6位于气浮电主轴电机定子9内，所述空心电主轴安装在气浮轴承上，所述气浮轴承是指在所述气浮空心电主轴6与所述气浮电主轴电机定子9空隙之间填充有压缩空气，实现气浮空心电主轴6在空气中悬浮起来，或者，即将气浮空心电主轴6与所述气浮电主轴电机定子9之间密封腔内形成的压缩空气称为气浮轴承。所述气浮空心电主轴6轴向同心圆柱形内孔直径为10毫米，所述气浮空心电主轴6的垂直方向设置有通孔3，该通孔3直径为1毫米，且该通孔3的轴线垂直于所述气浮空心电主轴6轴线。所述气浮空心电主轴6上设有用于所述气浮空心电主轴6轴向定位的止推盘8。所述气浮空心电主轴6外壁中间位置上绕有的电磁感应线圈10，与所述气浮电主轴电机定子9内部已经预制的线圈(图中没有标示)相互作用。

图2为气浮空心电主轴的激光光束旋转装置结构示意图，如图2所示：气浮空心电主轴的激光光束旋转装置包括：气浮空心电主轴电机20、透射光学模块11和电机控制模块。

所述气浮空心电主轴6上安装有透射光学模块11，透射光学模块11随着气浮空心电主轴6旋转而旋转。所述透射光学模块11为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。气浮空心电主轴电机的空心电主轴转速速度可达16万转/秒。

整个装置结构中的光路流程如下：入射光束1穿过气浮空心电主轴6入射到所述透射光学模块11，经光学折射或者光学衍射，其出射光束14相对于入射激光束1会发生空间平移和\或偏转和\或分束和\或偏振态偏转，所述透射光学模块11随着气浮空心电主轴6高速或者超高速转动时，其出射激光束15相对于入射激光束1跟着高速或者超高速旋转。

所述入射光束1为直径为7毫米的入射扩束准直光束。

电机控制模块用于控制所述空心电主轴电机运转，并根据空心电主轴电机运转状态，向外部设备输出该空心电主轴电机运转状态信号。电机控制模块包括时序控制信号单元和导引排放单元和主轴动平衡在线监控单元。

所述气浮电主轴电机定子9激光入射端设有气浮电主轴电机定子盖帽7。所述气浮电主轴电机定子9激光入射端，是指入射光束1进入所述气浮电主轴电机定子9的一端。

所述时序控制信号单元为光电探测单元,所述光电探测单元包括发光二极管2和光电探测器4，气浮空心电主轴6每旋转1圈，发光二极管2发出的光就有二次机会穿过所述通孔3，所述光电探测器4接收从发光二极管2发出的光信号，并将接收到的光信号转换为电脉冲信号发出，该电脉冲信号由所述时序控制信号模块发送给激光光源即激光器和后续振镜扫描模块或者移动平台模块，用于激光器、激光光束旋转装置以及振镜扫描模块或者移动平台模块之间的时序配合。

所述导引排放单元，包括第一导引块5、第二导引块12以及与每个导引块连接的负压排气管(图中没有标示)，所述第一导引块5和第二导引块12中间均设有圆孔，第一导引块5安装在气浮电主轴电机定子盖帽7上与气浮电主轴电机定子9相对的一端，从图1中看，第一导引块5位于气浮电主轴电机定子盖帽7的左端，气浮电主轴电机定子9位于气浮电主轴电机定子盖帽7的右端；第二导引块12安装在气浮电主轴电机定子9所述气浮电主轴电机定子9激光出射端。所述气浮电主轴电机定子9激光出射端，是指入射光束1进入所述气浮电主轴电机定子9内部后，再从气浮电主轴电机定子9内射出出射光束14的一端。所述气浮空心电主轴电机释放的光学污染物通过所述第一导引块5和第二导引块12排出，负压排气管用于接纳导引块排出的光学污染物，并进一步将光学污染物排出装置外，以保护透射光学元件不受污染，和保障激光传输空间空气的稳定性。

所述电主轴高速旋转时,微小的不平衡量会产生巨大的振动，因此，每一个零件都必须经过十分精密的加工、装配、校正，超高速电主轴的动平衡精度要求十分严格,仅在装配前对主轴的每个零件分别进行动平衡是不够的,必须在装配后进行整体精确动平衡,甚至设计专门的自动平衡系统来实现电主轴在线平衡,以确保电主轴的高速平稳运行。所述动平衡在线检测单元13，用于在线实时监控气浮空心电主轴6动平衡状态。

本装置中的气浮空心电主轴电机20可以由液压空心电主轴电机或磁浮空心电主轴电机替代，即空心电主轴电机20的气浮轴承可以用液体动静压轴承或电磁悬浮轴承替代。具体的，液压空心电主轴电机定子内填充用于悬浮电机转子的液体，磁浮空心电主轴电机定子内存在用于电机转子悬浮的强磁场。

实施例2：

图3为陶瓷轴承空心电主轴电机结构示意图，如图3所示，所述陶瓷轴承空心电主轴电机21包括陶瓷轴承电主轴电机定子16和所述陶瓷轴承空心电主轴电机的转子，以及所述陶瓷轴承电主轴电机定子16和所述陶瓷轴承空心电主轴电机的转子之间的陶瓷轴承19。所述陶瓷轴承空心电主轴电机的转子包括轴向空心的陶瓷轴承空心电主轴15和围绕在所述陶瓷轴承空心电主轴15上的电磁感应线圈10，电磁感应线圈10位于所述陶瓷轴承空心电主轴15外壁中间位置上，所述陶瓷轴承空心电主轴15通过所述陶瓷轴承19安装于所述陶瓷轴承电主轴电机定子16内，陶瓷轴承空心电主轴电机定子16的两端分别设有结构相同的第一盖帽17和第二盖帽18。

图4为陶瓷轴承空心电主轴的激光光束旋转装置结构示意图，如图4所示：陶瓷轴承空心电主轴的激光光束旋转装置包括：陶瓷轴承空心电主轴电机21、透射光学模块11和电机控制模块。

所述陶瓷轴承空心电主轴15轴向同心圆柱形内孔直径为10毫米。所述陶瓷轴承空心电主轴15上安装有透射光学模块11，透射光学模块11随着陶瓷轴承空心电主轴15旋转而旋转。所述透射光学模块11为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。所述陶瓷轴承空心电主轴15由两个高速陶瓷轴承19支撑，两个陶瓷轴承19分别穿套在所述陶瓷轴承空心电主轴15的两端，陶瓷轴承19安装在陶瓷轴承空心电主轴电机定子16内。所述陶瓷轴承空心电主轴15外壁中间位置上绕有的电磁感应线圈10与所述陶瓷轴承电主轴电机定子16内部已经预制的线圈(图中没有标示)相互作用。陶瓷轴承空心电主轴电机转速可达1万转到10多万转/分钟。

所述电机控制模块用于控制所述空心电主轴电机运转，并根据空心电主轴电机运转状态，向外部设备输出该空心电主轴电机运转状态信号。电机控制模块包括时序控制信号单元和导引排放单元和主轴动平衡在线监控单元。

该装置结构中的光路流程如下：入射光束1穿过陶瓷轴承空心电主轴15入射到所述透射光学模块11，经光学折射或者光学衍射，其出射光束14相对于入射激光束1会发生空间平移和\或偏转和\或分束和\或偏振态偏转，所述透射光学模块11随着陶瓷轴承空心电主轴15高速转动时，其出射激光束14相对于入射激光束1跟着高速旋转。

所述入射光束1为入射扩束准直光束，光束的直径7毫米。

所述时序控制信号单元为驱动陶瓷轴承空心电主轴电机的变频驱动器，用于激光光源、激光光束旋转装置以及振镜扫描模块或者移动平台模块之间的时序配合。

所述导引排放单元包括两个结构相同的第一导引块5、第二导引块12以及与每个导引块连接的负压排气管(图中没有标示)。第一导引块5和第二导引块12中间均设有圆孔，使得第一导引块5可以安装在第一盖帽17上和第二导引块12可以安装在第二盖帽18上。所述陶瓷轴承空心电主轴电机释放的光学污染物通过所述第一导引块5和第二导引块12排出，负压排气管用于接纳导引块排出的光学污染物，并进一步将光学污染物排出装置外，以保护透射光学元件不受污染，和保障激光传输空间空气的稳定性。

在高速主轴中,微小的不平衡量会产生巨大的振动，特别是采用了滚珠轴承的电主轴电机系统中需要在线监控。所述动平衡在线检测单元13，用于在线实时监控陶瓷轴承空心电主轴15动平衡。

上述实施例1与实施例2只是本发明的两个典型的应用，实际上其原理应用不限于上面所述情形。

总之，本发明提出一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，包括透射光学模块、空心电主轴电机，所述空心电主轴电机的转子包括轴向空心的空心电主轴和围绕在所述空心电主轴上的电磁感应线圈，所述空心电主轴电机定子内设有与所述空心电主轴上电磁感应线圈进行电磁感应作用的线圈；所述空心电主轴的轴向方向上设有透射光学模块，所述空心电主轴与所述透射光学模块固定连接，所述透射光学模块用于对发射到该透射光学模块上的光束进行旋转调制。采用具有高速或超高速旋转空心电主轴电机，特别是气浮空心电主轴电机或磁浮空心电主轴电机，可以获得高精度高速和超高速旋转的激光光束。由于采用了时序控制信号单元，光束旋转和激光焦点切换(振镜扫描或者平台移动)时序可以配合起来，进一步保障激光聚焦焦点扫描位置精度；由于采用了导引排放单元，有效保障了光学元件不受污染和激光光束空间传输的质量；由于采用了高低气压报警单元和停机保护单元，有效保障了空心电主轴免受损害；由于采用了动平衡在线检测单元，有效保障了激光光束长期高精度高速和超高速旋转，减少加工废品和次品的产生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，其特征在于：包括透射光学模块、空心电主轴电机和电机控制模块，所述空心电主轴电机的转子包括轴向空心的空心电主轴和围绕在所述空心电主轴上的电磁感应线圈，所述空心电主轴电机定子内设有与所述空心电主轴上电磁感应线圈进行电磁感应作用的线圈；所述空心电主轴的轴向方向上设有透射光学模块，所述空心电主轴与所述透射光学模块固定连接，所述透射光学模块用于对发射到该透射光学模块上的光束进行旋转调制；所述空心电主轴电机为气浮空心电主轴电机或者陶瓷轴承空心电主轴电机或者液压空心电主轴电机或者磁浮空心电主轴电机；所述空心电主轴电机与所述电机控制模块连接，所述电机控制模块用于控制所述空心电主轴电机运转，并根据空心电主轴电机运转状态，向外部设备输出该空心电主轴电机运转状态信息；

所述电机控制模块包括时序控制信号单元和/或导引排放单元和/或主轴动平衡在线监控单元，

所述时序控制信号单元用于采集所述空心电主轴旋转角度位置信息，并将所采集到空心电主轴旋转角度位置信息信号传输给外部设备；

所述导引排放单元位于空心电主轴电机的两端，用于排出所述空心电主轴电机释放的光学污染物，所述光学污染物包括光学液体污染物和光学气体污染物；

所述主轴动平衡在线监控单元用于在线实时监控所述空心电主轴动平衡状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，其特征在于：所述透射光学模块为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。