CN109352192B - 一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统 - Google Patents

Abstract

为了对双摆轴激光加工头进行全方位防护，本发明提供了一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统，包括第一防撞单元、第二防撞单元和比较单元；第一防撞单元包括用于监测双摆轴激光加工头中电机电流的电流检测装置；比较单元用于将电流检测装置测得电机电流变化量分别与电流变化阈值相比较，当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；第二防撞单元包括复位装置和压力检测单元；压力检测单元中任一压力传感器的输出信号大于或等于压力变化阈值时，比较单元向所述数控系统发送碰撞信号；数控系统收到第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

Description

一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统

技术领域

本发明属于激光加工设备技术领域，涉及一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统。

背景技术

激光加工是将激光通过导光系统引入激光加工头，并通过运动机构实现激光加工头与工件之间的相对移动，从而将激光光束聚焦到工件表面来进行加工。

五轴联动激光加工设备是实现复杂曲面构件表面制造(打孔、切割、图案制造等)的主要生产设备，其中，双摆轴激光加工头是五轴联动激光加工设备的重要部件，可以实现激光光束空间二维角度调节，配合三直线轴机床运动即可实现复杂曲面加工。

在激光加工过程中，工件面型复杂、设备控制程序出错、对刀不准或人为失误，都可能造成双摆轴激光加工头与工件、装夹装置等发生碰撞，从而导致昂贵且精密的双摆轴激光加工头损伤甚至报废，因此，必须对其进行全方位的防护，保证激光加工头不受损伤。

常用的激光加工头防撞装置一般设置在激光加工头的前端，采用位移传感器实时测量沿光轴方向上激光加工头前端与工件之间的距离，并发送给激光加工设备的控制系统，当测量得到的距离小于安全距离时，控制系统发出报警并控制激光加工设备停机。此种防撞方式可以有效地减少一般激光加工头(无旋转轴)与工件相撞的概率，但是对于具有两个旋转轴的双摆轴激光加工头而言，防撞效果不佳，不能实现全方位的防护；另外，现有的防撞方式大多只能实现单一方向的防撞，当激光加工设备加工复杂形状的工件时，单一方向的防撞不能有效防护，激光加工头容易与工件发生干涉。

发明内容

为了对双摆轴激光加工头进行全方位防护，本发明提供了一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统，当双摆轴激光加工头与工件或其他物体碰撞后，在双摆轴激光加工头可承受压力范围内可及时使其停止运动，防止激光加工头因碰撞受到损伤。

本发明的技术方案是：

一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统，所述双摆轴激光加工头包括聚焦组件、第一电机和第二电机；其特殊之处在于：

包括第一防撞单元、第二防撞单元和比较单元；

第一防撞单元包括用于监测所述第一电机和第二电机电流的电流检测装置；所述电流检测装置与所述比较单元相连；所述比较单元用于将电流检测装置测得的第一电机和第二电机的电流变化量分别与设定的电流变化阈值相比较，当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

第二防撞单元包括复位装置和压力检测单元；

复位装置包括加工头连接座、固定法兰、压缩弹簧以及相互啮合的上赫斯齿盘和下赫斯齿盘；

加工头连接座的一端为开口端，另一端为封闭端，封闭端中部设置有通孔；加工头连接座的开口端与第一电机的定子相连；

固定法兰的法兰盘用于将整个复位装置固定于激光加工机床本体上，固定法兰的颈部穿过加工头连接座封闭端中部的通孔后，与齿盘连接座相连；固定法兰的中部还开设有激光孔；

压缩弹簧至少有三个，沿圆周均布、压缩设置在固定法兰和加工头连接座之间；

加工头连接座与齿盘连接座扣合，形成齿盘安装腔；上赫斯齿盘和下赫斯齿盘均设置在所述齿盘安装腔内；上赫斯齿盘固定安装在加工头连接座上，下赫斯齿盘固定安装在齿盘连接座上；

压力检测单元包括设置在所述加工头连接座上、与所述比较单元相连的至少三个沿圆周方向间隔设置的压力传感器；所有压力传感器的测量端均朝所述第一电机的方向顶住齿盘连接座，使得压力传感器的测量端承受一定的初始压力；

比较单元还用于将所有压力传感器的输出信号与额定压力进行比较，当任一压力传感器的输出信号大于或等于压力变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

所述数控系统收到所述第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作；

当激光加工头复位后，所述比较单元还用于将所有压力传感器的输出信号与额定压力进行比较，当所有压力传感器的输出信号均小于压力变化阈值时，比较单元向所述数控系统发送解除碰撞信号，所述数控系统根据其收到的解除碰撞信号进行激光器开启和机床运动轴上使能操作。

为了进一步增强防撞效果，还包括第三防撞单元；第三防撞单元为设置在所述聚焦组件的喷嘴前部的位移传感器；所述位移传感器用于测量所述喷嘴与工件表面之间的距离；所述位移传感器与所述比较单元相连；所述比较单元用于将位移传感器测得的实际距离与安全距离相比较，当实际距离小于安全距离时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

所述数控系统收到所述第三防撞单元、第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

进一步地，压缩弹簧的安装方式有以下两种：

第一种：加工头连接座的封闭端外表面上设置有至少三个均布、深度一致的第一盲孔，在固定法兰上设置与所述第一盲孔相对应的第二盲孔；压缩弹簧通过相对应的第一盲孔和第二盲孔限位于固定法兰和加工头连接座之间。

第二种：加工头连接座的封闭端外表面上设置有至少三个均布、高度一致的第一凸起，在固定法兰上设置与所述第一凸起相对应的第二凸起；压缩弹簧通过相对应的第一凸起和第二凸起限位于固定法兰和加工头连接座之间。

进一步地，为了提升复位精度和稳定性，所有压缩弹簧的材料、高度、螺距和直径一致。

进一步地，为了提高防撞灵敏度，所有压力传感器的测量范围和测量精度一致。

进一步地，加工头连接座内径与上赫斯齿盘外径为过盈配合公差。

进一步地，压缩弹簧有三个。

进一步地，为了防止碰撞时卡死，齿盘连接座的外部形状为：上端小、中间大、下端小，且小端到大端为圆弧面过渡。

进一步地，所述位移传感器包括电容感应头和传感器控制器；所述电容感应头为环形结构，设置在所述喷嘴前部，电容感应头中部具有用于激光通过的孔；传感器控制器采集电容感应头的电容变化，并进行信号处理，输出电容感应头与工件之间的轴向距离和周向距离，并传送给所述比较单元。

与现有技术相比，本发明的优点：

1、采用设置在激光加工头不同部位的两个防撞单元实现全方位防护，两个防撞单元处于同等地位，数控系统收到任一防撞单元发出的防撞信号时，都会进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作，避免了单一防撞单元可能发生失效而对激光头造成损伤，提高了防撞的可靠性。

2、在第一、第二防撞单元的方案基础上，增加第三防撞单元，不但可以防止激光加工头受碰撞后损坏，还能防止激光加工头前部的聚焦组件与工件等相撞；三个防撞单元处于同等地位，数控系统收到任一防撞单元发出的防撞信号时，都会进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

3、第二防撞单元采用至少三个压缩弹簧+赫斯齿盘进行复位，赫斯齿盘具有啮合精度高、自动定心且能传递较大扭矩的特点，因此本发明复位快速精准、重复定位精度高、稳定性好。

4、第二防撞单元中所有压缩弹簧的材料、高度、螺距和直径一致，能够进一步提升复位的精度和稳定性。

5、第二防撞单元中加工头连接座内径与上赫斯齿盘外径为过盈配合公差，能够确保在使用过程中上赫斯齿盘和加工头连接座不发生相对运动，进一步提高了复位精度。

6、第二防撞单元中，加工头连接座上沿圆周间隔设置有至少三个压力传感器，能感应底部向上(包括从底部沿光轴方向碰撞)、侧面任意方向产生碰撞，防撞范围更广、可靠性更高。

7、利用激光加工机床的数控系统进行开关机控制，无需单独设置控制单元，节省了成本。

8、第二防撞单元中，所有压力传感器的测量范围和测量精度一致，保证了检测碰撞的灵敏度和可靠度。

9、第三防撞单元中的位移传感器采用电容传感器，包括电容感应头和传感器控制器，不但体积小，还能同时测量电容感应头轴向和周向到工件或其他物体的距离，从而在轴向和周向都起到防撞保护。

10、结构简单、成本低、易实现。

附图说明

图1是本发明防撞系统与双摆轴激光加工头配合后的结构示意图；

图2是本发明防撞系统的工作流程图；

图3是本发明中第一防撞单元的原理示意图；

图4是本发明中第二防撞单元的结构原理示意图；

图5是本发明中第二防撞单元的工作流程图；

图6是本发明中第二防撞单元底部受到垂直向上撞击的示意图；

图7是本发明中第二防撞单元侧部受到撞击的示意图；

图8是本发明中第三防撞单元的结构原理示意图。

附图标记说明：

2-第二防撞单元；21-固定法兰；22-压缩弹簧；23-加工头连接座；24-上赫斯齿盘；25-下赫斯齿盘；26-齿盘连接座；27-压力传感器；

31-感应头；32-传感器控制器；

6-第一电机；7-第二电机；8-聚焦组件；9-第一反射镜组件；10-第二反射镜组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示，现有的一种双摆轴激光加工头，包括第一电机6、第二电机7、第一反射镜组件9、第二反射镜组件10和聚焦组件8。其中，第一电机6和第二电机7均采用的是空心直驱电机，图1所示双摆轴激光加工头仅作为示例，以方便后续说明本发明防撞系统的结构、工作原理；在现有其他形式的双摆轴激光加工头中，第一电机6和第二电机7还可以采用普通电机+齿轮传动的形式。

第一电机6的电机转子与第二反射镜组件10的入射端面固定连接，第二反射镜组件10的出射端面与第二电机7的电机定子固定；第二电机7的电机转子与第一反射镜组件9入射端面的一端固定，第一反射镜组件9出射端与聚焦组件8的入射端固定；第一电机6和第二电机7的转子轴线垂直；第一电机6和第二电机7带动第一反射镜组件9和第二反射镜组件10转动，可实现激光加工光束的空间二维角度调节。

为全方位地保护上述的双摆轴激光加工头，本发明设计了一种多级防撞系统，包括第一防撞单元、第二防撞单元、第三防撞单元和比较单元；比较单元与激光加工机床的数控系统相连；比较单元用于将检测的数值与设定阈值进行比较，根据比较结果输出相应的防撞信号或者接触防撞信号；比较单元可以用现有程序实现，也可以用数字电路实现，也可以用比较器实现。

1、第一防撞单元

如图3所示，第一防撞单元包括用于监测第一电机6和第二电机7电流的电流检测装置(将电流检测装置与电机的驱动器相连实现电流检测)；电流检测装置与比较单元相连；比较单元用于将电流检测装置测得的第一电机6和第二电机7的电流变化量分别与电流变化阈值相比较，当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号。

有些激光加工机床的数控系统具有电流检测装置(例如西门子数控系统)，此时可以将两个电机接入数控系统，利用数控系统中的电流检测装置监测电机电流，而无需再单独设计电流检测装置。

第一防撞单元的工作原理：

当激光加工头正常工作时，第一电机6和第二电机7的扭矩稳定，电流波动不大；聚焦组件8或第一反射镜组件9处发生碰撞时，第二电机7堵转，第二电机7的电流瞬间急剧上升；第二电机7或第二反射镜组件10处发生碰撞时，第一电机6堵转，第一电机6的电流瞬间急剧上升；利用电流检测装置监测两个电机的电流变化，当电流变化量达到电流变化阈值时，比较单元向数控系统发送碰撞信号，数控系统收到碰撞信号后控制激光加工机床的电源模块，使电机掉电去使能，防止碰撞进一步加剧。

2、第二防撞单元

第二防撞单元一端与第一电机6的定子固定连接，另一端与激光加工机床本体相连接。

如图4所示，包括复位装置和压力检测单元；

复位装置包括固定法兰21、压缩弹簧22、加工头连接座23、上赫斯齿盘24、下赫斯齿盘25和齿盘连接座26。

加工头连接座23具有中空的腔体，其一端为开口端，另一端为封闭端，封闭端中部开设有用于固定法兰21的颈部穿过的通孔；加工头连接座23的开口端与第一电机6的定子相连接。

固定法兰21的法兰盘用于将整个防撞系统的机械部分+激光加工头一起固定于激光加工机床本体上，例如可以在法兰盘上设置用于与激光加工机床本体相连接的机械接口；固定法兰21的颈部穿过加工头连接座23封闭端中部的通孔后，与齿盘连接座26相连；固定法兰21的中部还开设有用于通过激光加工光束的激光孔；齿盘连接座26的外部可以设计为从下部至上部向外有一定倾角，上部为圆弧面形；即齿盘连接座26的外部形状为上部小、中间大、下端小，小端到大端为圆弧面过渡，使得碰撞发生后不易卡死。

至少三个压缩弹簧22沿同一圆周均布设置在固定法兰21和加工头连接座23之间，压缩弹簧22的一端与固定法兰21相接/相接触，压缩弹簧22的另一端与加工头连接座23相接/相接触；本实施例是在加工头连接座23的封闭端外表面上设置有三个均布、深度一致的第一盲孔，在固定法兰21上设置与第一盲孔相对应的三个第二盲孔，采用了三个材料、高度、螺距、直径完全一致的压缩弹簧22，利用工装将压缩弹簧22压缩后均匀地放置在相对应的第一盲孔和第二盲孔内，通过上下两个盲孔对压缩弹簧22进行限位；第一盲孔和第二盲孔的深度应满足使得碰撞位移最大时，压缩弹簧22不会从盲孔中脱出。

加工头连接座23与齿盘连接座26扣合，形成齿盘安装腔；上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25均设置所述齿盘安装腔内；上赫斯齿盘24通过螺钉固定安装在加工头连接座23上，下赫斯齿盘25通过螺钉固定安装在齿盘连接座26上；上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25相啮合。为了在使用过程中确保上赫斯齿盘24和加工头连接座23不发生相对运动，可将加工头连接座23的内径与上赫斯齿盘24的外径设计为过盈配合公差。

压力检测单元包括设置在加工头连接座23上、与比较单元相连的、沿圆周间隔布置的至少三个压力传感器27；具体可在加工头连接座23的外侧壁上加工多个均布的螺纹孔，将压力传感器27通过该螺纹孔固定安装在加工头连接座23上。

当激光加工头受到碰撞时，比较单元用于将压力传感器27的输出信号与额定压力进行比较，当任一个压力传感器27的输出信号大于或等于压力变化阈值时，比较单元向所述数控系统发送碰撞信号。

当激光加工头复位后，比较单元用于将所有压力传感器27的输出信号与额定压力进行比较，当所有压力传感器27的输出信号均小于压力变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送解除碰撞信号。

在压力传感器选型时，最好使所有压力传感器27的测量范围和精度一致，以提高防撞灵敏度。本实施例是采用三个型号相同的压力传感器，沿同一圆周均布设置在加工头连接座23上，并且压力传感器27的测量端采用尼龙材料，耐磨、使用寿命长。

防撞装置装配完成后，压缩弹簧22的弹力使上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25的齿面相啮合，且压力传感器27测量端被齿盘连接座26向上顶住，此时防撞装置处于预警状态。

以下结合附图5-7说明第二防撞单元的工作原理与过程：

(1)、垂直向上碰撞

图6所示为竖直向上碰撞的情况示意。当激光加工头受到垂直向上的碰撞后，聚焦组件8带着加工头连接座23一起沿垂直向上方向发生位移，由于固定法兰21是与激光加工机床本体是固定连接的，因此固定法兰21、下赫斯齿盘25和齿盘连接座26均不产生位移，而上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25分离，压力传感器27前端与齿盘连接座26分离，从而使压力传感器27感受到压力变化，并向比较单元输出信号，比较单元将收到的信号与额定压力进行比较，当任一压力传感器的输出信号达到或大于压力变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发出碰撞信号，由数控系统进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作，使激光加工头停止运动。

将与激光加工头碰撞的工件或物体移除后，激光加工头前部的聚焦组件不再受向上的挤压力，此时，在压缩弹簧22的恢复力作用下，加工头连接座23带动聚焦组件向下移动，直至上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25重新啮合，实现激光加工头及其前部的聚焦组件复位。

复位后，压力传感器27重新受压，向比较单元发送输出信号，比较单元收到信号将其与额定压力进行比较，若所有压力传感器的输出信号均小于压力变化阈值，则向激光加工机床的数控系统发出解除碰撞信号，数控系统进行激光器开启和机床运动轴上使能操作，再次进入加工状态。

(2)、侧面水平方向和/或倾斜方向碰撞

图7所示为侧面水平方向和倾斜方向碰撞的情况示意。当激光加工头受到侧面水平方向和/或倾斜方向的碰撞后，聚焦组件8带着加工头连接座23发生偏转，由于固定法兰21与激光加工机床本体是固定连接的，因此固定法兰21、下赫斯齿盘25和齿盘连接座26均不产生位移，而上赫斯齿盘24和下赫斯齿盘25分离，压力传感器27前端与齿盘连接座26分离，从而使压力传感器27感受到压力变化，并向比较单元输出信号，比较单元将收到的信号与额定压力进行比较，当任一压力传感器的输出信号达到或大于压力变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发出碰撞信号，由数控系统进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作，使激光加工头停止运动。

将与激光加工头碰撞的工件或物体移除后，激光加工头前部的聚焦组件不再受侧向的挤压力，此时，在压缩弹簧22的恢复力作用下，加工头连接座23带动聚焦组件恢复原有姿态，直至上赫斯齿盘24、下赫斯齿盘25重新啮合，实现激光加工头及其前部的聚焦组件复位。

复位后，压力传感器27重新受压，向比较单元发送输出信号，比较单元收到信号后将其与额定压力进行比较，若所有压力传感器的输出信号均小于压力变化阈值，则向激光加工机床的数控系统发出解除碰撞信号，数控系统进行激光器开启和机床运动轴上使能操作，再次进入加工状态。

防撞时涉及的额定压力、压力变化阈值与复位时涉及的额定压力、压力变化阈值可以相同，也可以不同，均可根据实际需要(如防撞灵敏度、定位精度)进行设定。

3、第三防撞单元

第三防撞单元为设置在聚焦组件8的喷嘴前部的位移传感器，该位移传感器用于测量喷嘴与工件表面之间的距离；位移传感器与比较单元相连；比较单元将位移传感器测得的实际距离与安全距离相比较，当实际距离小于安全距离时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；数控系统收到碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

位移传感器可以采用激光传感器；位移传感器最好采用电容传感器，包括电容感应头31和传感器控制器32，电容感应头31为环形结构，设置在所述喷嘴前部，感应头中部设置有用于激光和气流通过的孔；传感器控制器32采集电容感应头31的电容变化，并进行信号处理，输出加工头与工件之间的距离，并传送给所述比较器。采用电容传感器的方式，不但体积小，还能同时测量电容感应头轴向和周向到工件或其他物体的距离，从而在轴向和周向都起到防撞保护。

上述三个防撞单元可共用一个比较器，也可各自对应独立的比较器。

为了实现全方面地、可靠地防护，数控机床收到上述三个防撞单元中任意一个单元发出的报警信号后，即进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

Claims (10)

1.一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统，所述双摆轴激光加工头包括聚焦组件(8)、第一电机(6)和第二电机(7)；其特征在于：包括第一防撞单元、第二防撞单元和比较单元；

第一防撞单元包括用于监测所述第一电机(6)和第二电机(7)电流的电流检测装置；所述电流检测装置与所述比较单元相连；所述比较单元用于将电流检测装置测得的第一电机(6)和第二电机(7)的电流变化量分别与设定的电流变化阈值相比较，当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

第二防撞单元包括复位装置和压力检测单元；

复位装置包括加工头连接座(23)、固定法兰(21)、压缩弹簧(22)以及相互啮合的上赫斯齿盘(24)和下赫斯齿盘(25)；

加工头连接座(23)的一端为开口端，另一端为封闭端，封闭端中部设置有通孔；加工头连接座(23)的开口端与第一电机(6)的定子相连；

固定法兰(21)的法兰盘用于将整个复位装置固定于激光加工机床本体上，固定法兰(21)的颈部穿过加工头连接座(23)封闭端中部的通孔后，与齿盘连接座(26)相连；固定法兰(21)的中部还开设有激光孔；

压缩弹簧(22)至少有三个，沿圆周均布、压缩设置在固定法兰(21)和加工头连接座(23)之间；

加工头连接座(23)与齿盘连接座(26)扣合，形成齿盘安装腔；上赫斯齿盘(24)和下赫斯齿盘(25)均设置在所述齿盘安装腔内；上赫斯齿盘(24)固定安装在加工头连接座(23)上，下赫斯齿盘(25)固定安装在齿盘连接座(26)上；

压力检测单元包括设置在所述加工头连接座(23)上、与所述比较单元相连的至少三个沿圆周方向间隔设置的压力传感器(27)；所有压力传感器(27)的测量端均朝所述第一电机(6)的方向顶住齿盘连接座(26)，使得压力传感器(27)的测量端承受一定的初始压力；

所述比较单元还用于将所有压力传感器(27)的输出信号与额定压力进行比较，当任一压力传感器(27)的输出信号大于或等于压力变化阈值时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

所述数控系统收到所述第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作；

当激光加工头复位后，所述比较单元还用于将所有压力传感器(27)的输出信号与额定压力进行比较，当所有压力传感器(27)的输出信号均小于压力变化阈值时，比较单元向所述数控系统发送解除碰撞信号，所述数控系统根据其收到的解除碰撞信号进行激光器开启和机床运动轴上使能操作。

2.根据权利要求1所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：还包括第三防撞单元；第三防撞单元为设置在所述聚焦组件(8)的喷嘴前部的位移传感器；所述位移传感器用于测量所述喷嘴与工件表面之间的距离；所述位移传感器与所述比较单元相连；所述比较单元用于将位移传感器测得的实际距离与安全距离相比较，当实际距离小于安全距离时，比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号；

所述数控系统收到所述第三防撞单元、第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后，进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

3.根据权利要求2所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：加工头连接座(23)的封闭端外表面上设置有至少三个均布、深度一致的第一盲孔，在固定法兰(21)上设置与所述第一盲孔相对应的第二盲孔；压缩弹簧(22)通过相对应的第一盲孔和第二盲孔限位于固定法兰(21)和加工头连接座(23)之间。

4.根据权利要求2所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：加工头连接座(23)的封闭端外表面上设置有至少三个均布、高度一致的第一凸起，在固定法兰(21)上设置与所述第一凸起相对应的第二凸起；压缩弹簧(22)通过相对应的第一凸起和第二凸起限位于固定法兰(21)和加工头连接座(23)之间。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：所有压缩弹簧(22)的材料、高度、螺距和直径一致。

6.根据权利要求5所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：所有压力传感器(27)的测量范围和测量精度一致。

7.根据权利要求6所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：加工头连接座(23)内径与上赫斯齿盘(24)外径为过盈配合公差。

8.根据权利要求7所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：压缩弹簧(22)有三个。

9.根据权利要求8所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：齿盘连接座(26)的外部形状为：上端小、中间大、下端小，且小端到大端为圆弧面过渡。

10.根据权利要求2或3所述的双摆轴激光加工头的多级防撞系统，其特征在于：所述位移传感器包括电容感应头(31)和传感器控制器(32)；所述电容感应头(31)为环形结构，设置在所述聚焦组件(8)的喷嘴前部，电容感应头(31)中部具有用于激光通过的孔；传感器控制器采集电容感应头(31)的电容变化，并进行信号处理，输出电容感应头与工件之间的轴向距离和周向距离，并传送给所述比较单元。