CN105316878A - 一种聚焦刀头可自动升降的绣花机 - Google Patents

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周桂耀
侯峙云
刘建涛
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Guangzhou Huarenyihe Specialty Fiber Technology Co ltd
South China Normal University
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Guangzhou Huarenyihe Specialty Fiber Technology Co ltd
South China Normal University
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Abstract

本发明公开了一种绣花机，其特征在于：包括激光器（1）、光纤耦合器、气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板（14）连接在绣花机主体上，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置包括空芯传能光纤（11）、聚焦刀头（16）、气动装置，所述激光器（1）输出的光通过光纤耦合器耦合到空芯传能光纤（11），所述空芯传能光纤（11）与所述聚焦刀头（16）通过固定装置（13）相连接，所述聚焦刀头（16）和所述气动装置通过连接滑块（15）相连接，所述气动装置可在伺服电机的控制下上下移动，并且所述气动装置的移动会带动所述聚焦刀头（16）的同步运动，使聚焦刀头（16）升降。绣花机中采用本发明的气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，能精确灵活的控制聚焦刀头的升降，方便控制切割烧蚀过程。

Description

一种聚焦刀头可自动升降的绣花机
技术领域
本发明涉及一种绣花机，尤其是聚焦刀头可自动升降的绣花机。
背景技术
绣花机中可采用激光作为能量源，来完成切割、烧蚀，当激光通过光纤传输后，所出射的光斑大小由光纤的数值孔径所决定，为了获得较小的光斑，有必要在光纤输出光的末端加上聚焦系统，以达到缩小光斑的目的。但在实际绣花机的使用过程中，由于为节省空间会使激光切绣于整个幅面，使聚焦刀头的运动位置会达到绣板边缘处，约1cm左右，所以在移动切割头时会将聚焦系统的外缘碰撞到绣花机的外框处造成损坏，同时，聚焦刀头的位置固定和运动不够灵活，精度不好控制，也给切割烧蚀过程带来很大不便。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种聚焦刀头可自动升降的绣花机，形成一套整体的用于切割、烧蚀等用途的装置。
一种绣花机，包括激光器1、光纤耦合器、气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板14连接在绣花机主体上，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置包括空芯传能光纤11、聚焦刀头16、气动装置，所述激光器1输出的光通过光纤耦合器耦合到空芯芯传能光纤11，所述空芯传能光纤11与所述聚焦刀头16通过固定装置13相连接，所述聚焦刀头16和所述气动装置通过连接滑块15相连接，所述气动装置可在伺服电机的控制下上下移动，并且所述气动装置的移动会带动所述聚焦刀头16的同步运动，使聚焦刀头16升降；
可选地，所述气动装置包括气缸24、活塞22、进气口25和出气口23；
可选地，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置还包括聚焦透镜27；
可选地，当通过进气口25充入气体时，所述活塞22带动气缸24抬起并通过与聚焦刀头16的连接滑块15同时带动聚焦刀头16抬起，当通过出气口23放出气体时，所述活塞22带动气缸24下降并通过与聚焦刀头16的连接滑块15同时带动聚焦刀头16下降；
可选地，所述气体为空气或N2或CO2气体；
可选地，所述聚焦透镜27的焦距为20mm；
可选地；所述的气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板14连接在绣花机上，并通过调节固定螺丝17沿绣花机上的导槽运动可使过渡板14前后调节位置，通过调节固定螺丝18和18′沿绣花机上的导槽运动可使过渡板14上下调节位置。
本申请的绣花机，能精确灵活的控制聚焦刀头的升降，方便控制切割烧蚀过程。
通过以下参照附图对优选实施例的说明，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1示例性示出本发明的传输二氧化碳激光能量的光纤耦合器的结构示意图，图1中，1激光器，2激光器支架，3激光输入管，4固定螺丝，5调节螺丝，6球形调节器，7平面反射镜，8聚焦透镜，9输出光筒，10散热元件，11空芯传能光纤，12光轴；
图2示例性示出气动式光纤聚焦刀头自动升降装置的结构示意图，图2中，11空芯传能光纤，13固定装置，14过渡板，15连接滑块，16聚焦刀头，17固定螺丝，18和18′固定螺丝，19聚焦刀头手柄，20吹起口，21激光输出端，22活塞，23出气口，24气缸，25进气口，26弹簧，27聚焦透镜。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。
一种绣花机，包括激光器1、光纤耦合器、气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板14连接在绣花机主体上，绣花机中可采用激光作为能量源，来完成切割、烧蚀，例如采用二氧化碳激光器1，所述二氧化碳激光器1发出的光通过光纤耦合器耦合进所述空芯传能光纤11，光纤耦合器用平面反射镜将水平传输的激光经过90o光路转换改变激光的传输方向为竖直方向，所述空芯传能光纤11通过光纤耦合器与激光器1相耦合传输激光能量，所述空芯传能光纤11参数：传输波长范围：10.6μm；传输连续功率：0~60W连续功率；空气芯内径：0.4~1.2mm；光纤外径：0.6~2.5mm；在空芯传能光纤11的末端通过固定装置13固定在聚焦刀头16的指定位置，从而实现聚焦，聚焦的光斑孔径为0.3-0.5mm。
所述光纤耦合器的具体结构为，包括激光输入管3，球形调节器6，平面反射器7，聚焦透镜8，输出光筒9，散热元件10，其中所述激光输入管3为金属或非金属均匀的管状结构，与激光器支架2通过固定螺钉4牢固连接，所述平面反射镜7固定于四自由度可自由旋转的球形调节器6上，所述球形调节器6为圆弧状金属块，固定设置于激光输入管3和输出光筒9之间，所述平面反射镜7将激光器1传输来的水平激光束反射成沿垂直方向传输，所述球形调节器6通过调节螺丝5进行调节，通过调节圆弧状金属块来确保光线在耦合器的输出光筒9中沿光轴12传输，然后光线经所述聚焦透镜8聚焦后耦合到空芯传能光纤11中，所述散热元件10用于散发激光传输过程中产生的热量。其中，所述球形调节器6通过调节螺丝5进行调节，所述平面反射镜7和所述聚焦透镜8采用螺丝固定。所述聚焦透镜8将光线聚焦成0.8mm的光斑以适配光纤11的孔径并最高效率的耦合到空芯传能光纤11中。采用该种结构的光纤耦合器，能够提高传输效率，降低损耗，且结构稳定，调节灵活，使用方便。
所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置包括空芯传能光纤11、聚焦刀头16、气动装置，所述激光器1输出的光通过光纤耦合器耦合到空芯芯传能光纤11，所述空芯传能光纤11与所述聚焦刀头16通过固定装置13相连接，所述聚焦刀头16和所述气动装置通过连接滑块15相连接，所述气动装置包括气缸24、活塞22、进气口25和出气口23，连接滑块15的下部与气动装置的底部通过弹簧26连接。所述气动装置可在伺服电机的控制下上下移动，并且所述气动装置的移动会带动聚焦刀头16的同步运动，使聚焦刀头16升降，使用时降下，切割工作完成后升起。具体地，当通过进气口25充入气体时，所述活塞22带动气缸24抬起（可至图1中虚线连接的上部位置）并通过与聚焦刀头16的连接滑块15同时带动聚焦刀头16抬起，当通过出气口23放出气体时，所述活塞22带动气缸24下降并通过与聚焦刀头16的连接滑块15同时带动聚焦刀头16下降。充放气通过伺服电机控制，所述气体为空气或N2或CO2气体等。
所述的气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，还包括聚焦透镜27，聚焦透镜27的参数例如可以为直径24mm，焦距为20mm。
所述的气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板14连接在绣花机上，并通过调节固定螺丝17沿绣花机上的导槽运动可使过渡板14前后调节位置，通过调节固定螺丝18和18′沿绣花机上的导槽运动可使过渡板14上下调节位置。
此外，在聚焦刀头16侧面增加吹气口20，使得在使用过程中的烟尘等不会进入并污染聚焦系统。

Claims (7)

1.一种绣花机，其特征在于：包括激光器（1）、光纤耦合器、气动式光纤聚焦刀头自动升降装置，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板（14）连接在绣花机主体上，所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置包括空芯传能光纤（11）、聚焦刀头（16）、气动装置，所述激光器（1）输出的光通过光纤耦合器耦合到空芯芯传能光纤（11），所述空芯传能光纤（11）与所述聚焦刀头（16）通过固定装置（13）相连接，所述聚焦刀头（16）和所述气动装置通过连接滑块（15）相连接，所述气动装置可在伺服电机的控制下上下移动，并且所述气动装置的移动会带动所述聚焦刀头（16）的同步运动，使聚焦刀头（16）升降。
2.如权利要求1所述的绣花机，其特征在于：所述气动装置包括气缸（24）、活塞（22）、进气口（25）和出气口（23）。
3.如权利要求1所述的绣花机，其特征在于：所述气动式光纤聚焦刀头自动升降装置还包括聚焦透镜（27）。
4.如权利要求2所述的绣花机，其特征在于：当通过进气口（25）充入气体时，所述活塞（22）带动气缸（24）抬起并通过与聚焦刀头（16）的连接滑块（15）同时带动聚焦刀头（16）抬起，当通过出气口（23）放出气体时，所述活塞（22）带动气缸（24）下降并通过与聚焦刀头（16）的连接滑块（15）同时带动聚焦刀头（16）下降。
5.如权利要求4所述的绣花机，其特征在于：所述气体为空气或N2或CO2气体。
6.如权利要求3所述的绣花机，其特征在于：所述聚焦透镜（27）的焦距为20mm。
7.如权利要求1所述的绣花机，其特征在于：所述的气动式光纤聚焦刀头自动升降装置通过过渡板（14）连接在绣花机上，并通过调节固定螺丝（17）沿绣花机上的导槽运动可使过渡板（14）前后调节位置，通过调节固定螺丝（18）和（18′）沿绣花机上的导槽运动可使过渡板（14）上下调节位置。
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