CN109396672B - 一种激光光闸装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光光闸技术领域，具体涉及一种激光光闸装置，包括基座，基座上设置入光孔和出光孔；挡光机构，设于基座内并用于控制光路阻挡或光路导通；驱动机构，设于基座上与挡光机构连接，并带动挡光机构运动以实现光路阻挡或光路导通；第一密封机构，设于驱动机构和基座之间；第二密封机构，环设于入光孔和出光孔用于隔离基座内光路与外界。本发明还涉及一种激光光闸系统。通过设置基座，设于基座内控制光路阻挡或导通的挡光机构，设于驱动机构和基座之间的第一密封机构，以及环设于入光孔和出光孔的第二密封机构，防止粉尘或污染物从驱动机构与基座的连接处和基座与外部光路的连接处进入光路，提高激光光闸的密封性、激光加工稳定性和精度。

Description

一种激光光闸装置及系统

技术领域

本发明涉及激光光闸技术领域，具体涉及一种激光光闸装置及系统。

背景技术

现当代，激光加工设备广泛应用于各行各业，激光加工设备的的普及不仅提高了加工效率和精度，同时对激光设备的稳定性和可靠性提出来越来越高的要求。激光加工设备的高效稳定工作不仅与工业激光器的性能有关，更与激光加工设备的激光器外光路性能有着密不可分的关系。

其中，光路密封性对激光加工设备的高效稳定工作尤为重要。随着使用时间的积累，激光加工设备运作过程中产生的粉尘或污染物等容易进入激光光路。激光光闸是激光光路控制的重要模块，其密封性显得尤为重要。

现有的激光光闸密封性差，外界粉尘或污染物等容易进入激光光路，影响激光加工设备的性能，导致激光加工设备稳定性差，加工精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光光闸装置及系统，克服现有的激光光闸密封性差，外界粉尘或污染物等容易进入激光光路，影响激光加工设备的性能，导致激光加工设备稳定性差，加工精度差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光光闸装置，包括：

基座，基座上设置入光孔和出光孔用于连接光路；

挡光机构，设于基座内并用于控制光路阻挡或光路导通；

驱动机构，设于基座上与挡光机构连接，并带动挡光机构运动以实现光路阻挡或光路导通；

第一密封机构，设于驱动机构和基座之间；

第二密封机构，环设于基座的入光孔和出光孔用于隔离基座内光路与外界。

本发明的更进一步优选方案是：所述驱动机构包括与基座连接的电机，所述电机的活动端穿设基座与挡光机构连接并带动挡光机构旋转，所述第一密封机构过盈配合设置于电机的活动端和基座之间。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括一用于安装电机且与基座连接的安装座，所述安装座上设有穿孔，所述电机的活动端穿过通孔与挡光机构连接，所述第一密封机构与穿孔配合并设于安装座和电机的活动端之间。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括设于安装座和基座之间的第三密封机构。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一密封机构的材质为自润滑非金属材料。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括与电机的活动端连接且用于检测光路导通状态的感应机构。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括分别与感应机构和电机的固定端连接的弹性件。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括用于限制电机的活动端的旋转角度的限位组件。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光光闸装置还包括与基座连接并罩设于驱动机构和感应机构外周的密封罩。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光光闸系统，包括所述的激光光闸装置，与激光光闸装置的驱动机构和感应机构连接的控制模块，以及与控制模块连接的处理器模块，所述控制模块接收处理器模块的控制信号并进行信号处理后控制驱动机构和感应机构工作。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置设有入光孔和出光孔用于连接光路的基座，设于基座内并用于控制光路阻挡或光路导通的挡光机构，设于基座上与挡光机构连接，并带动挡光机构运动以实现光路阻挡或光路导通的驱动机构，设于驱动机构和基座之间的第一密封机构，以及环设于基座的入光孔和出光孔并用于隔离基座内光路与外界的第二密封机构，第一密封机构和第二密封机构防止粉尘或污染物从驱动机构与基座的连接处和基座与光路的连接处进入光路，提高激光光闸的密封性，提高激光加工设备稳定性和加工精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的激光光闸装置(光路处于阻挡状态)的立体结构示意图；

图2是本发明的激光光闸装置(光路处于导通状态)的立体结构示意图；

图3是本发明的激光光闸装置(有密封罩)的立体结构示意图；

图4是本发明的驱动机构、挡光机构以及安装座的立体结构示意图；

图5是本发明的驱动机构、挡光机构以及安装座的另一角度的立体结构示意图；

图6是本发明的驱动机构、挡光机构以及安装座的平面结构示意图；

图7是图6的A-A向的剖视结构示意图；

图8是本发明的驱动机构和安装座的立体结构示意图；

图9是本发明的激光光闸系统的结构框图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1至8所示，本发明提供一种激光光闸装置的优选实施例。

所述激光光闸装置包括：

基座10，基座10上设置入光孔11和出光孔(图未示)用于连接光路；

挡光机构20，设于基座20内并用于控制光路阻挡或光路导通；

驱动机构30，设于基座10上与挡光机构20连接，并带动挡光机构20运动以实现光路阻挡或光路导通；

第一密封机构40，设于驱动机构30和基座10之间；

第二密封机构(图未示)，环设于基座10的入光孔11和出光孔用于隔离基座10内光路与外界。

通过设置用于连接光路的基座10，设于基座10内并用于控制光路阻挡或光路导通的挡光机构20，第一密封机构40，以及第二密封机构，第一密封机构40设于驱动机构30和基座10之间，第二密封机构环设于基座10的入光孔11和出光孔用于隔离基座10内光路与外界。第一密封机构40和第二密封机构防止粉尘或污染物从驱动机构30与基座10的连接处和基座10与光路的连接处进入光路，提高激光光闸的密封性，提高激光加工设备稳定性和加工精度。

其中，光路由入光孔11进入，由出光孔输出，由驱动机构30带动挡光机构20运动实现光路的阻挡或导通。

以及，沿入光孔11和出光孔的孔周设置第一密封槽12，所述第二密封机构包括设于第一密封槽12中的第一密封圈(图未示)，第一密封槽12和第一密封圈的配合设置防止粉尘或污染物从基座10设置的用于连接入光孔11和出光孔进入基座10内的光路，提高激光光闸装置的密封性，提高激光加工设备的性能，提高激光加工设备的稳定性和激光加工精度，同时，防止激光的杂散光射出对人体产生伤害。

本实施例中，所述驱动机构30包括与基座10连接的电机31，所述电机31的活动端311穿设基座10与挡光机构20连接并带动挡光机构20旋转，所述第一密封机构40过盈配合设置于电机31的活动端311和基座10之间。当然，在其他实施例中，驱动机构30也可包括丝杠等其他驱动部件。

其中，电机31的活动端311与挡光机构20连接，电机31的固定端312与基座10连接。电机31的活动端311带动挡光机构20旋转时，电机31内的污染物如机油会沿着电机31的活动端311进入光路。设置第一密封机构40并将其过盈配合设置于电机31的活动端311和基座10之间，过盈配合设置使第一密封机构40与电机31的活动端311紧固连接，对中性好，承载能力强，能承受一定冲击力。在电机31的活动端311旋转过程中，第一密封机构40阻隔电机31内机油从电机31的活动端311渗漏进入光路，从电机31的活动端311的轴向将污染物阻隔，达到密封的效果。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括一用于安装电机31且与基座10连接的安装座50，所述安装座50上设有穿孔(图未示)，所述电机31的活动端311穿过通孔与挡光机构20连接，所述第一密封机构40与穿孔配合并设于安装座50和电机31的活动端311之间。第一密封机构40既可防止电机31本身的机油进入光路，又可防止粉尘或污染物从驱动机构31与安装座50的连接处进入光路。

其中，所述第一密封机构40为自润滑非金属材料。由自润滑非金属材料制成的第一密封机构40可减少第一密封机构40与电机31的活动端311两承载表面间的摩擦磨损。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括设于安装座50和基座10之间的第三密封机构(图未示)。

具体地，所述安装座50上设有第二密封51，所述第三密封机构包括设于第二密封51中的第二密封圈(图未示)。当将电机31通过安装座50安装于基座10后，第二密封圈的设置防止粉尘或污染物从安装座50与基座10接触的端面进入光路，提高激光光闸装置的密封性。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括与电机31的活动端311连接且用于检测光路导通状态的感应机构60。当电机31的活动端311带动挡光机构20旋转阻挡光路，光路处于阻挡状态，感应机构60检测到光路处于阻挡状态并将感应信号发送至外部的控制系统；当电机31的活动端311带动挡光机构20旋转偏离光路，光路处于导通状态，感应机构60检测到光路处于导通状态并将感应信号发送至外部的控制系统，便于工作人员了解基座10内光路的导通状态以操作外部的控制系统进行后续的工序。

具体地，所述感应机构60包括用于检测光路导通状态的感应器61，以及与电机31的活动端311连接并与感应器61对应的感应片62。以及，所述激光光闸装置还包括与电机31的固定端312连接的连接座70。所述电机31的活动端311穿设连接座70设置且与感应片62连接。

其中，所述感应器61包括分别设置在连接座70两侧的第一感应器611和第二感应器612，所述感应片62包括分别与第一感应器611和第二感应器612对应的第一感应片621和第二感应片622。且所述第一感应片621和第二感应片622连接形成L形结构并连接至电机31的活动端311。电机31的活动端311旋转带动第一感应片621和第二感应片622旋转。当光路处于阻挡状态时，第一感应片621位于第一感应器611对应的位置，第一感应器611检测到光路处于阻挡状态；光路导通过程中，电机的活动端311带动第一感应片621和第二感应片622旋转，当光路处于导通状态时，第二感应片622旋转至第二感应器612对应的位置，第二感应器612检测到光路处于导通状态。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括分别与感应机构60和电机31的固定端311连接的弹性件。

具体地，所述弹性件与感应机构60的第一感应片621连接，并通过连接座70与电机31的固定端312连接。

其中，弹性件可包括弹簧80、橡皮筋等由弹性材料制成的部件。优选地，本实施例中，所述弹性件包括弹簧80，弹簧80的两端分别与第一感应片621和连接座70连接，间接与电机31的固定端311连接。当光路处于导通状态时，第二感应片622旋转至第二感应器612对应的位置，弹簧80处于伸展状态。当电机31停止工作或外部控制系统控制异常或电机31工作异常时，由于弹簧80的拉力作用，第一感应片621自动回到第一感应器611对应的位置，带动电机31的活动端311旋转，电机31的活动端311带动挡光机构20旋转阻挡光路。以及，外部控制系统断电后，再重新启动光路，能可靠保证光路处于阻挡状态，确保使用环境的安全，能避免在系统启动之初，光路镜组、人工操作等存在激光误伤的风险，提高激光光闸装置的安全性。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括用于限制电机31的活动端311的旋转角度的限位组件。限位组件对驱动机构30的活动端311的旋转角度进行限位，不仅利于控制驱动机构30的活动端311的活动范围，减少控制难度，降低控制成本，而且为提高激光光闸装置的响应速度提供了基础，小角度的旋转即可实现光路的打开和关闭，避免其他转角的空旋转及大角度的低响应性。

具体地，所述安装座50上还设有卡槽52。所述限位组件包括设于卡槽52中并左右对称设置的四个限位块90，所述电机31的活动端311设有限位轴313，所述限位轴313可在限位块90间的空位角度内自由旋转。限位块90对限位轴313的旋转角度起限位作用。

进一步地，所述安装座50上设有与卡槽52对应的盖板53。所述盖板53通过螺钉54与安装座50连接，对卡槽52内的限位块90和限位轴313起保护作用。所述限位块90由非金属柔性材料制成，当限位轴313旋转与限位块90撞击时，限位块90可起到缓冲的作用。

本实施例中，所述激光光闸装置还包括与基座10连接并罩设于驱动机构30和感应机构60外周的密封罩100。密封罩100的设置可进一步地提高该激光光闸装置的密封性。

进一步地，所述密封罩100上设有分别与驱动机构30和感应机构60连接的电控接口101，外部控制系统可通过电控接口101实现与驱动机构30和感应机构60的动力传输和通信。

如图9所示，本发明还提供一种激光光闸系统的较佳实施例。

所述激光光闸系统包括上述所述的激光光闸装置，与激光光闸装置的驱动机构30和感应机构60连接的控制模块210，以及与控制模块210连接的处理器模块220，所述控制模块210接收处理器模块220的控制信号并进行信号处理后控制驱动机构30和感应机构60工作。

激光光闸系统的激光光闸装置通过设置设有入光孔11和出光孔且用于连接光路的基座10，设于基座10内并用于控制光路导通或光路阻挡的挡光机构20，第一密封机构40，以及第二密封机构60，第一密封机构40设于驱动机构30和基座10之间，防止粉尘或污染物由驱动机构30与基座10的连接处进入基座10内的光路，第二密封机构60环设于基座的入光孔11和出光孔，隔离基座10内光路和外界，防止粉尘或污染物从基座10与光路的连接处进入光路。激光光闸系统的激光光闸装置能有效防止粉尘或污染物从驱动机构30与基座10的连接处和基座10与光路的连接处进入光路，提高激光光闸系统的密封性，提高激光加工设备稳定性和加工精度。

所述激光光闸系统的工作原理如下：处理器模块220发送控制信号至控制模块210，控制模块210接收控制信号并进行信号处理后控制电机31工作，电机31的活动端311旋转带动挡光机构20由光路阻挡的位置开始旋转，且带动第一感应片621偏离第一感应器611，带动第二感应片622旋转至第二感应器612的位置，导通光路，第二感应器612将感应信号发送至控制模块210，由控制模块210反馈发送至处理器模块220。当需要阻挡光路时，控制模块210控制电机31停止工作，在弹簧80的弹力作用下，弹簧80带动第一感应片621自动回到第一感应器611对应的位置，第二感应片622偏离第二感应器612对应的位置，并带动挡光机构20旋转回到阻挡光路的位置，第一感应器611将感应信号发送至控制模块210，由控制模块210反馈发送至处理器模块220。当然，在实现导通光路位置旋转至阻挡光路位置过程中，也可以是控制模块210控制电机31旋转，带动第一感应片321回到第一感应器311对应的位置，并带动挡光机构20旋转回到阻挡光路的位置。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置包括：

基座，基座上设置入光孔和出光孔用于连接光路；

挡光机构，设于基座内并用于控制光路阻挡或光路导通；

驱动机构，设于基座上与挡光机构连接，并带动挡光机构运动以实现光路阻挡或光路导通；

第一密封机构，设于驱动机构和基座之间；

第二密封机构，环设于基座的入光孔和出光孔用于隔离基座内光路与外界；

所述驱动机构包括与基座连接的电机，所述电机的活动端穿设基座与挡光机构连接并带动挡光机构旋转，所述第一密封机构过盈配合设置于电机的活动端和基座之间。

2.根据权利要求1所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括一用于安装电机且与基座连接的安装座，所述安装座上设有穿孔，所述电机的活动端穿过通孔与挡光机构连接，所述第一密封机构与穿孔配合并设于安装座和电机的活动端之间。

3.根据权利要求2所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括设于安装座和基座之间的第三密封机构。

4.根据权利要求1所述的激光光闸装置，其特征在于，所述第一密封机构的材质为自润滑非金属材料。

5.根据权利要求1所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括与电机的活动端连接且用于检测光路导通状态的感应机构。

6.根据权利要求5所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括分别与感应机构和电机的固定端连接的弹性件。

7.根据权利要求5所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括用于限制电机的活动端的旋转角度的限位组件。

8.根据权利要求5所述的激光光闸装置，其特征在于，所述激光光闸装置还包括与基座连接并罩设于驱动机构和感应机构外周的密封罩。

9.一种激光光闸系统，其特征在于，所述激光光闸系统包括如权利要求5-8任一所述的激光光闸装置，与激光光闸装置的驱动机构和感应机构连接的控制模块，以及与控制模块连接的处理器模块，所述控制模块接收处理器模块的控制信号并进行信号处理后控制驱动机构和感应机构工作。

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