CN103252574A - 切管机的自动调焦切割头装置 - Google Patents

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杨绪广
代春华
邢振宏
杨静
靳冰花
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Abstract

一种切管机的自动调焦切割头装置，它包括底板和设置于底板上的由数控系统控制的伺服电机和减速机，减速机输出轴上设置有第一带轮；在底板上还设置有导轨和丝杠，在丝杠的下端设置有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过同步带传动；在导轨上设置有沿导轨上下移动的安装板，在安装板上固定设置有螺母座和镜座，螺母座上的螺母套装在丝杠上。自动调焦的实现是由数控系统控制伺服电机，驱动滚珠丝杠转动，使得丝杠螺母带动与镜座盒相连接的安装板上下运动，从而改变聚焦镜的位置，达到改变焦点的目的，进而适应不同的管材壁厚，取得更好的切割效果。

Description

切管机的自动调焦切割头装置
技术领域
该结构应用于数控激光切割领域，具体涉及二氧化碳激光切割机对管材的切割方面。切割的原理是激光器发出的激光通过光路中的反射镜片后进入Z轴通光孔内，在聚焦镜的作用下形成能量很高的光斑进行切割。
技术背景
目前国内外同类产品一般采用自适应反射镜方式和手动调整方式，自适应反射镜价格相对来说很高，而且由于频繁的变换曲率半径，降低了镜片的使用寿命。手动调整方式操作起来比较麻烦。造成的后果：1.自适应反射镜的使用寿命有限，经过一定次数的变换曲率半径后，则需要更换镜片，成本高；2.自适应反射镜需要更多的气体为依托，且需要比例阀控制精确的气体压力，使得气体及电器元件的成本都有所提高；3.手动调整需要更多的人力，且设备的效率会大幅降低。以上后果造成设备制造成本高，使用成本高，且不易操作，设备自动化程度低。
发明内容
本设计方案就是针对以上不足经过改进的一种新的自动调焦切割头装置。本装置所解决的主要技术问题：1.降低设备的制造成本、降低用户的使用成本。2. 降低设备的操作复杂性、提高设备自动化程度，效率更高。
本方案的主要技术措施包括：一种切管机的自动调焦切割头装置，它包括底板和设置于底板上的由数控系统控制的伺服电机和减速机，减速机输出轴上设置有第一带轮；在底板上还设置有导轨和丝杠，在丝杠的下端设置有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过同步带传动；在导轨上设置有沿导轨上下移动的安装板，在安装板上固定设置有螺母座和镜座，螺母座上的螺母套装在丝杠上。
本方案的具体特点还有，在镜座中设置有普通镜片。
减速机通过支座与底板用螺钉连接固定。通过减速机达到所需的速度。
减速机输出轴和第一带轮的连接方式为键连接，减速机输出轴轴端螺钉固定。采用普通镜片替换自适应镜；利用电机带动镜座安装板的上下移动改变焦点位置。
本发明专利的有益效果是：用伺服电机通过同步带带动镜座安装板的上下移动改变焦点位置代替自适应镜，有两个优点：一是用同步带和丝杠连接传动代替传统的电机通过联轴节和丝杠连接传动，节省更多的空间，有效利用切割头横向尺寸的同时大大减小纵向尺寸，结构更合理。二是用机械结构和普通镜片代替易损件（自适应镜），可靠性更高，操作更简便，成本更低。三是大大降低了设备的制造成本和使用成本；四是效率更高，结构更稳定。
附图说明
图1一种切管机的自动调焦切割头装置示意图；图2一种切管机的自动调焦切割头装置的主视图；图3为图2的后视图；图4为图2的左视剖面图；图5为变焦原理示意图。图中：1-伺服电机；2-减速机；3-支座；4-第一带轮；5-同步带；6-丝杠；7-螺母座；8-安装板；9-导轨；10-镜座；11-聚焦镜；12-反射镜；13-底板；14-第二带轮。
具体实施方式
如图1-4所示，一种切管机的自动调焦切割头装置，它包括底板和设置于底板13上的由数控系统控制的伺服电机1和减速机2，减速机2输出轴上设置有第一带轮4；在底板13上还设置有导轨9和丝杠6，在丝杠6的下端设置有第二带轮14，第一带轮4和第二带轮14通过同步带5传动；在导轨9上设置有沿导轨9上下移动的安装板8，在安装板8上固定设置有螺母座7和镜座10，螺母座7上的螺母套装在丝杠6上。在镜座10中设置有普通聚焦镜。
减速机2通过支座3与底板13用螺钉连接固定。通过减速机2达到所需的速度。
减速机2输出轴和第一带轮4连接方式为键连接，减速机2输出轴轴端螺钉固定。
在伺服电机1的驱动下，第一带轮4通过同步带5带动丝杠6下端的第二带轮14使得丝杠6的转动，从而实现螺母座7的上下运动，螺母座7与安装板8由螺钉连接成一个整体，镜座10的整体与安装板8同样为螺钉连接成一个整体。螺母座7的上下运动，带动安装板8沿着导轨9上下运动，即实现镜座10的上下运动，聚焦镜11随着镜座10上下运动。
激光通过反射镜12反射后，经过聚焦镜11聚焦后即可改变焦点位置。通过系统控制伺服电机驱动的方式，调整镜座10位置，定位快速准确，操作简单，使用寿命长，成本低。可以根据不同的管材厚度变换不同的焦点位置，保证良好的切割效果。
如图5所示，左侧图为激光通过反射镜12反射后，经过聚焦镜11聚焦的焦点位置为A，右侧图为通过伺服电机1控制使得聚焦镜11向上运动了一定的距离，通过反射镜12反射后，经过聚焦镜11聚焦的焦点位置为B。可以明显看出，焦点位置发生了变化。

Claims (4)

1.一种切管机的自动调焦切割头装置，它包括底板和设置于底板上的由数控系统控制的伺服电机和减速机，减速机输出轴上设置有第一带轮；在底板上还设置有导轨和丝杠，在丝杠的下端设置有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过同步带传动；在导轨上设置有沿导轨上下移动的安装板，在安装板上固定设置有螺母座和镜座，螺母座上的螺母套装在丝杠上。
2.根据权利要求1所述的切管机的自动调焦切割头装置，其特征是在镜座中设置有普通镜片。
3.根据权利要求1所述的切管机的自动调焦切割头装置，其特征是减速机通过支座与底板用螺钉连接固定。
4.根据权利要求1所述的切管机的自动调焦切割头装置，其特征是减速机输出轴和第一带轮的连接方式为键连接，减速机输出轴轴端螺钉固定。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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