CN105562926A - 三维激光头 - Google Patents

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杨立龙
尹臣宏
宋健
薛启斌
周魁
谢席度
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Abstract

本发明提供了一种三维激光头。所述三维激光头包括支撑架体、M轴转动腔体部、N轴转动腔体部及激光头；所述支撑架体固设于激光加工设备的三轴运转机构上；所述M轴转动腔体部包括可绕垂直方向的M轴转动的第一转动腔体，所述第一转动腔体内置激光产生装置，且与所述支撑架体轴承连接；所述N轴转动腔体部包括固定腔体及可绕水平方向的N轴转动的第二转动腔体，所述固定腔体连通所述第一转动腔体，且连通端内置第一反射镜，所述第二转动腔体连通所述固定腔体，且与所述固定腔体转动连接；所述激光头连通所述第二转动腔体，且连通端内置第二反射镜；所述激光头与所述第一转动腔体平行设置，且出射端内置聚焦透镜。

Description

三维激光头
技术领域
本发明涉及激光加工设备领域，尤其涉及一种三维激光头。
背景技术
我们知道，激光加工设备在对加工工件进行激光加工的过程中，有时需要对加工工件进行全方位的加工，而现有激光头一般只能同时在X轴、Y轴、Z轴上进行三轴运转，而不能同时在X轴、Y轴、Z轴、M轴、N轴上进行五轴运转的，为了实现对加工工件的全方位的加工，现有的方法是在激光加工设备上设置了多个激光头，通过多个激光头连续协同工作来对加工工件进行全方位的加工。但由于采用这种方法，需要多个激光头连续协同工作，不仅增加了加工成本，而且多个激光头之间的协同工作很容易会出现偏差，进而影响加工工件的加工速率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种加工成本低、加工速率高的三维激光头。
本发明是这样实现的：
一种三维激光头，其特征在于，所述三维激光头包括支撑架体、M轴转动腔体部、N轴转动腔体部及激光头；所述支撑架体固设于激光加工设备的三轴运转机构上；所述M轴转动腔体部包括可绕垂直方向的M轴转动的第一转动腔体，所述第一转动腔体内置激光产生装置，且与所述支撑架体轴承连接；所述N轴转动腔体部包括固定腔体及可绕水平方向的N轴转动的第二转动腔体，所述固定腔体连通所述第一转动腔体，且连通端内置第一反射镜，所述第二转动腔体连通所述固定腔体，且与所述固定腔体转动连接；所述激光头连通所述第二转动腔体，且连通端内置第二反射镜；所述激光头与所述第一转动腔体平行设置，且出射端内置聚焦透镜。
作为上述三维激光头的改进，所述M轴转动腔体部还包括M轴电机、第一齿轮及第二齿轮，所述M轴电机设于所述支撑架体上，所述第一齿轮设置在所述M轴电机的电机轴上，所述第二齿轮设于所述第一转动腔体上，所述第一齿轮及所述第二齿轮紧密啮合。
作为上述三维激光头的改进，所述第二齿轮与所述第一转动腔体键连接。
作为上述三维激光头的改进，所述N轴转动腔体部还包括N轴电机、第三齿轮、第四齿轮及第五齿轮，所述N轴电机设于所述支撑架体上，且与所述M轴电机相对设于所述第一转动腔体的两侧，所述第三齿轮设置在所述N轴电机的电机轴上，所述第四齿轮与所述第一转动腔体轴承连接，且所述第四齿轮包括一体设置的直齿轮及斜齿轮，所述直齿轮与所述第三齿轮紧密啮合，所述第五齿轮设于所述第二转动腔体上，且所述第五齿轮与所述斜齿轮紧密啮合。
作为上述三维激光头的改进，所述第五齿轮与所述第二转动腔体键连接。
作为上述三维激光头的改进，所述激光加工设备还设有微处理器，所述M轴电机及所述N轴电机皆与所述微处理器电性连接。
作为上述三维激光头的改进，所述激光加工设备为激光切割机或激光雕刻机。
本发明的有益效果是：本发明提供的三维激光头，由于设置了M轴转动腔体部及N轴转动腔体部，这样再配合激光加工设备上的X轴、Y轴、Z轴三轴运转机构便可实现所述三维激光头的五轴运转，进而实现对加工工件的全方位的加工。由于整个加工过程仅采用了一个三维激光头，不仅减少了激光头的数量，降低了加工成本，而且整个加工过程不需多个激光头连续协同工作，进而避免了多个激光头之间协同工作中出现的偏差，使得加工速率得到大大的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种三维激光头较佳实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种三维激光头1，所述三维激光头1包括支撑架体11、M轴转动腔体部12、N轴转动腔体部13及激光头14。
具体地，所述支撑架体11固设于激光加工设备(未图示)的三轴运转机构上。所述M轴转动腔体部12包括M轴电机121、第一齿轮122、第二齿轮123以及可绕垂直方向的M轴转动的第一转动腔体124。所述第一转动腔体124内置激光产生装置(未图示)，且与所述支撑架体11轴承连接。所述M轴电机121设于所述支撑架体11上，所述第一齿轮122设置在所述M轴电机121的电机轴上，所述第二齿轮123设于所述第一转动腔体124上，所述第一齿轮122及所述第二齿轮123紧密啮合。优选地，所述第二齿轮123与所述第一转动腔体124键连接。
所述N轴转动腔体部13包括N轴电机131、第三齿轮132、第四齿轮133、第五齿轮134、固定腔体135以及可绕水平方向的N轴转动的第二转动腔体136。
所述N轴电机131设于所述支撑架体11上，且与所述M轴电机121相对设于所述第一转动腔体124的两侧。所述固定腔体135连通所述第一转动腔体124，且连通端内置第一反射镜15。所述第二转动腔体136连通所述固定腔体135，且与所述固定腔体135转动连接，使得所述第二转动腔体136可在工作时能以所述固定腔体135为支点，绕N轴转动，具体地，所述第二转动腔体136可通过轴承方式与所述固定腔体135进行转动连接。所述第三齿轮132设置在所述N轴电机131的电机轴上，所述第四齿轮133与所述第一转动腔体124轴承连接，且所述第四齿轮133包括一体设置的直齿轮1331及斜齿轮1332，所述直齿轮1331与所述第三齿轮132紧密啮合，所述第五齿轮134设于所述第二转动腔体136上，且所述第五齿轮134与所述斜齿轮1332紧密啮合。优选地，所述第五齿轮134采用锥齿轮，且所述第五齿轮134与所述第二转动腔体136键连接。
所述激光头14连通所述第二转动腔体136，且连通端内置第二反射镜16。所述激光头14与所述第一转动腔体124平行设置，且出射端内置聚焦透镜17。这样，工作时，所述第一转动腔体124内置的激光产生装置产生的激光先经所述固定腔体135内置的第一反射镜15的反射进入所述第二转动腔体136，再经所述激光头14内置的第二反射镜16的反射进入所述所述激光头14，最后经所述激光头14内置的聚焦透镜17聚焦成束射出外面。
另外，所述激光加工设备还设有微处理器，所述M轴电机121及所述N轴电机131皆与所述微处理器电性连接。这样一来，工作时，所述微处理器可分别对所述M轴电机121及所述N轴电机131进行精密控制。当所述M轴电机121工作时，所述第一齿轮122转动，进而带动所述第二齿轮123转动，最终使得所述第一转动腔体124绕M轴转动，进而达到所述激光头14绕M轴转动的目的。同时，所述微处理器通过差数补偿使所述N轴电机131反转，且使得所述N轴电机131的转速与所述N轴电机131的转速保持一致，以达到防止所述三维激光头1抖动的目的。而当所述N轴电机121工作时，所述M轴电机121不工作，所述第三齿轮132转动，进而带动所述第四齿轮133转动，再带动所述第五齿轮134转动，最终使得所述第二转动腔体136绕N轴转动，进而达到所述激光头14绕N轴转动的目的。
本实施例提供的三维激光头，由于设置了M轴转动腔体部及N轴转动腔体部，这样再配合激光加工设备上的X轴、Y轴、Z轴三轴运转机构便可实现所述三维激光头的五轴运转，进而实现对加工工件的全方位的加工。由于整个加工过程仅采用了一个三维激光头，不仅减少了激光头的数量，降低了加工成本，而且整个加工过程不需多个激光头连续协同工作，进而避免了多个激光头之间协同工作中出现的偏差，使得加工速率得到大大的提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (7)

1.一种三维激光头，其特征在于，所述三维激光头包括支撑架体、M轴转动腔体部、N轴转动腔体部及激光头；所述支撑架体固设于激光加工设备的三轴运转机构上；所述M轴转动腔体部包括可绕垂直方向的M轴转动的第一转动腔体，所述第一转动腔体内置激光产生装置，且与所述支撑架体轴承连接；所述N轴转动腔体部包括固定腔体及可绕水平方向的N轴转动的第二转动腔体，所述固定腔体连通所述第一转动腔体，且连通端内置第一反射镜，所述第二转动腔体连通所述固定腔体，且与所述固定腔体转动连接；所述激光头连通所述第二转动腔体，且连通端内置第二反射镜；所述激光头与所述第一转动腔体平行设置，且出射端内置聚焦透镜。
2.如权利要求1所述的三维激光头，其特征在于，所述M轴转动腔体部还包括M轴电机、第一齿轮及第二齿轮，所述M轴电机设于所述支撑架体上，所述第一齿轮设置在所述M轴电机的电机轴上，所述第二齿轮设于所述第一转动腔体上，所述第一齿轮及所述第二齿轮紧密啮合。
3.如权利要求2所述的三维激光头，其特征在于，所述第二齿轮与所述第一转动腔体键连接。
4.如权利要求2或3所述的三维激光头，其特征在于，所述N轴转动腔体部还包括N轴电机、第三齿轮、第四齿轮及第五齿轮，所述N轴电机设于所述支撑架体上，且与所述M轴电机相对设于所述第一转动腔体的两侧，所述第三齿轮设置在所述N轴电机的电机轴上，所述第四齿轮与所述第一转动腔体轴承连接，且所述第四齿轮包括一体设置的直齿轮及斜齿轮，所述直齿轮与所述第三齿轮紧密啮合，所述第五齿轮设于所述第二转动腔体上，且所述第五齿轮与所述斜齿轮紧密啮合。
5.如权利要求4所述的三维激光头，其特征在于，所述第五齿轮与所述第二转动腔体键连接。
6.如权利要求5所述的三维激光头，其特征在于，所述激光加工设备还设有微处理器，所述M轴电机及所述N轴电机皆与所述微处理器电性连接。
7.如权利要求6所述的三维激光头，其特征在于，所述激光加工设备为激光切割机或激光雕刻机。
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