CN110315200A - 一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置 - Google Patents

一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，包括底座，所述底座的上端面固定连接有安装板，所述安装板上的左侧壁上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接传动轴，所述安装板的上端横向穿插有主轴，所述主轴转动连接在安装板内，所述主轴额左端固定连接有主动轮，所述主动轮的右端并排固定连接有两个从动轮，所述主动轮与传动轴之间通过皮带传动连接，所述安装板的右侧壁上开设有限位槽。本发明,通过承载板带动振镜组件及电动变焦聚焦镜在高度方向竖直方向运动，且通过电动变焦聚焦镜微调节激光光束的焦点位置，实现了激光光束焦点位置随工件表面实时动态调节，保证了激光加工件的质量及尺寸的稳定性及一致性。

Description

一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置。
背景技术
在使用激光对工件加工的过程中，经常需要在具有不规则的三维曲面的工件上进行激光标刻、切割等的加工。
实际加工中，工件表面的高度差往往远超过激光光束的焦深范围，这样导致激光光束聚焦点位置偏离工件的表面，造成照射在工件表面的激光光束能量密度大幅下降，且激光光束在工件表面的光斑尺寸增大，从而将严重影响到激光加工工件的质量及尺寸的稳定性及一致性，需要通过激光动态聚焦系统对激光加工过程中焦点位置进行调节，以保证激光加工工件的质量及尺寸的稳定性及一致性。
为此，我们提出一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决工件表面的高度差往往远超过激光光束的焦深范围，这样导致激光光束聚焦点位置偏离工件的表面，造成照射在工件表面的激光光束能量密度大幅下降，且激光光束在工件表面的光斑尺寸增大，从而将严重影响到激光加工工件的质量及尺寸的稳定性及一致性，需要通过激光动态聚焦系统对激光加工过程中焦点位置进行调节，以保证激光加工工件的质量及尺寸的稳定性及一致性的缺点，而提出的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，包括底座，所述底座的上端面固定连接有安装板，所述安装板上的左侧壁上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接传动轴，所述安装板的上端横向穿插有主轴，所述主轴转动连接在安装板内，所述主轴额左端固定连接有主动轮，所述主动轮的右端并排固定连接有两个从动轮，所述主动轮与传动轴之间通过皮带传动连接，所述安装板的右侧壁上开设有限位槽，所述限位槽内竖直固定安装有限位杆，所述限位杆的上套设有限位块，所述限位块滑动连接在限位杆上，所述限位块背离限位槽的一端固定安装有承载板，所述承载板的上端面对称固定连接有两个传送链，两个所述传送链的上端面均固定缠绕在从动轮上，所述承载板背离限位块的一端固定连接有连接板，所述连接板上固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆右端面的伸缩端固定安装有聚焦系统，所述聚焦系统包括防尘套筒，所述防尘套筒的固定安装在电动伸缩杆的右端，所述防尘套筒额下端固定安装有电动变焦聚焦镜，所述电动变焦聚焦镜的侧壁上固定安装坐标生成器，所述电动变焦聚焦镜的下端固定安装有振镜组件，所述反射镜的上端面固定安装有入射镜，所述底座的上端面设置有工件定位机构，所述振镜组件的正下方设置有加工件。
优选的，所述工件定位机构包括加工平台，所述加工平台固定安装在底座的上端面，所述加工平台位于聚焦系统的正下方，所述加工平台的上端面对称固定安装有两个固定板，每个所述固定板的中心处均横向开设有通孔。
优选的，每个所述通孔内均竖直转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的上端贯穿固定板的上端面且固定连接有把手，所述螺纹杆转动连接在固定板内，每个所述螺纹杆上均套设有压板。
优选的，每个所述压板均滑动均滑动连接在通孔内，每个所述压板与螺纹杆之间均螺纹连接，两个所述压板相对的一端的下侧壁均固定连接有弹簧。
优选的，每个所述弹簧的下端固定连接有压片，两个所述固定板相对的一侧分别固定连接有两个抵板，每个所述抵板均与压片相对应。
优选的，所述把手上设置有防护垫，每个所述防护垫上均设置有防滑纹。
优选的，所述底座的上端面固定安装有激光器机柜，所述激光器机柜的上端面固定安装有控制器，所述控制器与伺服电机之间电性连接，所述控制器与电动伸缩杆之间电性连接，所述控制器与坐标生成器之间电性连接。
优选的，所述激光器机柜通过光纤与聚焦系统之间固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所述控制系统根据所述坐标生成器提供的曲面坐标数据控制所述伺服电机转动，使得承载板进行升降运动，并控制所述电动变焦聚焦镜将激光光束聚焦于加工件表面。这样，就通过承载板带动振镜组件及电动变焦聚焦镜在高度方向竖直方向运动，且通过电动变焦聚焦镜微调节激光光束的焦点位置，实现了激光光束焦点位置随工件表面实时动态调节，保证了激光加工件的质量及尺寸的稳定性及一致性；
2、具体，伺服电机转动，进而通过输出端带动皮带转动，进而带动主动轮转动，进而带动主轴转动，进而带动两个从动轮转动，进而对传送链进行收放，使得承载板可以在竖直方向上下移动，进而带动聚焦系统可以上下移动，承载板移动的过程中会带动限位块在限位槽内沿着限位杆上下滑动，限位槽对承载板的上下移动具有很好的限位作用，避免了承载板在移动的过程中发生位置的偏移，增加聚焦系统聚光的稳定性，直至承载板移动到适当的高度后，电动伸缩杆的伸缩端推动聚焦系统进行水平方向的运动，直至聚焦系统移动到适当的位置，然后启动激光器机柜，进而通过光纤将光束传递到入射镜，通过入射镜将激光传动反射镜上，并通过反射镜的反射，激光进一步的通过电动变焦聚焦镜和振镜组件射到加工件上对加工件加工。
3、将加工件放在加工平台两个抵板上，然后转动把手，进而带动螺纹杆转动，进而使得压板可以在通孔内向下运动，进而推动压片向下运动对加工件的进行有效的夹持定位，避免了加工件在加工的过程中出现位置的偏移，提高了工件加工的准确性。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置的正面结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置中聚焦系统的放大结构示意图；
图3为图1中A处的放大结构示意图。
图中：1底座、2伺服电机、3限位杆、4皮带、5限位块、6主动轮、7主轴、8传送链、9从动轮、10电动伸缩杆、11承载板、12聚焦系统、13控制器、14激光器机柜、15振镜组件、16电动变焦聚焦镜、17反射镜、18入射镜、19防尘套筒、20坐标生成器、21加工件、22加工平台、23压片、24压板、25把手、26螺纹杆、27固定板、28抵板、29通孔。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-3，一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，包括底座1，底座1的上端面固定连接有安装板，安装板上的左侧壁上固定安装有伺服电机2，伺服电机2的输出端固定连接传动轴，安装板的上端横向穿插有主轴7，主轴7转动连接在安装板内，主轴7额左端固定连接有主动轮6，主动轮6的右端并排固定连接有两个从动轮9，主动轮6与传动轴之间通过皮带4传动连接，安装板的右侧壁上开设有限位槽，限位槽内竖直固定安装有限位杆3，限位杆3的上套设有限位块5，限位块5滑动连接在限位杆3上，限位块5背离限位槽的一端固定安装有承载板11，承载板11的上端面对称固定连接有两个传送链8，两个传送链8的上端面均固定缠绕在从动轮9上，承载板11背离限位块5的一端固定连接有连接板，连接板上固定安装有电动伸缩杆10，电动伸缩杆10右端面的伸缩端固定安装有聚焦系统12，聚焦系统12包括防尘套筒19，防尘套筒19的固定安装在电动伸缩杆10的右端，防尘套筒19额下端固定安装有电动变焦聚焦镜16，电动变焦聚焦镜16的侧壁上固定安装坐标生成器20，电动变焦聚焦镜16的下端固定安装有振镜组件15，反射镜17的上端面固定安装有入射镜18，底座1的上端面设置有工件定位机构，振镜组件15的正下方设置有加工件21，工件定位机构包括加工平台22，加工平台22固定安装在底座1的上端面，加工平台22位于聚焦系统12的正下方，加工平台22的上端面对称固定安装有两个固定板27，每个固定板27的中心处均横向开设有通孔29，每个通孔29内均竖直转动连接有螺纹杆26，螺纹杆26的上端贯穿固定板27的上端面且固定连接有把手25，螺纹杆26转动连接在固定板27内，每个螺纹杆26上均套设有压板24，每个压板24均滑动均滑动连接在通孔29内，每个压板24与螺纹杆26之间均螺纹连接，两个压板24相对的一端的下侧壁均固定连接有弹簧，每个弹簧的下端固定连接有压片23，两个固定板27相对的一侧分别固定连接有两个抵板28，每个抵板28均与压片23相对应，把手25上设置有防护垫，每个防护垫上均设置有防滑纹，底座1的上端面固定安装有激光器机柜14，激光器机柜14的上端面固定安装有控制器13，控制器13与伺服电机2之间电性连接，控制器13与电动伸缩杆10之间电性连接，控制器13与坐标生成器20之间电性连接，激光器机柜14通过光纤与聚焦系统12之间固定连接。
本发明中，使用者使用该装置时，控制器13根据坐标生成器20提供的曲面坐标数据控制伺服电机2转动，使得承载板11进行升降运动，并控制电动变焦聚焦镜16将激光光束聚焦于加工件21表面。这样，就通过承载板11带动振镜组件15及电动变焦聚焦镜16在高度方向竖直方向运动，且通过电动变焦聚焦镜16微调节激光光束的焦点位置，实现了激光光束焦点位置随工件表面实时动态调节，保证了激光加工件21的质量及尺寸的稳定性及一致性；具体，伺服电机2转动，进而通过输出端带动皮带4转动，进而带动主动轮6转动，进而带动主轴7转动，进而带动两个从动轮9转动，进而对传送链8进行收放，使得承载板11可以在竖直方向上下移动，进而带动聚焦系统12可以上下移动，承载板11移动的过程中会带动限位块5在限位槽内沿着限位杆3上下滑动，限位槽对承载板11的上下移动具有很好的限位作用，避免了承载板11在移动的过程中发生位置的偏移，增加聚焦系统聚光的稳定性，直至承载板11移动到适当的高度后，电动伸缩杆10的伸缩端推动聚焦系统12进行水平方向的运动，直至聚焦系统12移动到适当的位置，然后启动激光器机柜14，进而通过光纤将光束传递到入射镜18，通过入射镜18将激光传动反射镜17上，并通过反射镜17的反射，激光进一步的通过电动变焦聚焦镜16和振镜组件15射到加工件21上对加工件21加工，将加工件21放在加工平台22两个抵板28上，然后转动把手25，进而带动螺纹杆26转动，进而使得压板24可以在通孔29内向下运动，进而推动压片23向下运动对加工件21的进行有效的夹持定位，避免了加工件21在加工的过程中出现位置的偏移，提高了工件加工的准确性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的上端面固定连接有安装板，所述安装板上的左侧壁上固定安装有伺服电机(2)，所述伺服电机(2)的输出端固定连接传动轴，所述安装板的上端横向穿插有主轴(7)，所述主轴(7)转动连接在安装板内，所述主轴(7)额左端固定连接有主动轮(6)，所述主动轮(6)的右端并排固定连接有两个从动轮(9)，所述主动轮(6)与传动轴之间通过皮带(4)传动连接，所述安装板的右侧壁上开设有限位槽，所述限位槽内竖直固定安装有限位杆(3)，所述限位杆(3)的上套设有限位块(5)，所述限位块(5)滑动连接在限位杆(3)上，所述限位块(5)背离限位槽的一端固定安装有承载板(11)，所述承载板(11)的上端面对称固定连接有两个传送链(8)，两个所述传送链(8)的上端面均固定缠绕在从动轮(9)上，所述承载板(11)背离限位块(5)的一端固定连接有连接板，所述连接板上固定安装有电动伸缩杆(10)，所述电动伸缩杆(10)右端面的伸缩端固定安装有聚焦系统(12)，所述聚焦系统(12)包括防尘套筒(19)，所述防尘套筒(19)的固定安装在电动伸缩杆(10)的右端，所述防尘套筒(19)额下端固定安装有电动变焦聚焦镜(16)，所述电动变焦聚焦镜(16)的侧壁上固定安装坐标生成器(20)，所述电动变焦聚焦镜(16)的下端固定安装有振镜组件(15)，所述反射镜(17)的上端面固定安装有入射镜(18)，所述底座(1)的上端面设置有工件定位机构，所述振镜组件(15)的正下方设置有加工件(21)。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，所述工件定位机构包括加工平台(22)，所述加工平台(22)固定安装在底座(1)的上端面，所述加工平台(22)位于聚焦系统(12)的正下方，所述加工平台(22)的上端面对称固定安装有两个固定板(27)，每个所述固定板(27)的中心处均横向开设有通孔(29)。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，每个所述通孔(29)内均竖直转动连接有螺纹杆(26)，所述螺纹杆(26)的上端贯穿固定板(27)的上端面且固定连接有把手(25)，所述螺纹杆(26)转动连接在固定板(27)内，每个所述螺纹杆(26)上均套设有压板(24)。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，每个所述压板(24)均滑动均滑动连接在通孔(29)内，每个所述压板(24)与螺纹杆(26)之间均螺纹连接，两个所述压板(24)相对的一端的下侧壁均固定连接有弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，每个所述弹簧的下端固定连接有压片(23)，两个所述固定板(27)相对的一侧分别固定连接有两个抵板(28)，每个所述抵板(28)均与压片(23)相对应。
6.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，所述把手(25)上设置有防护垫，每个所述防护垫上均设置有防滑纹。
7.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，所述底座(1)的上端面固定安装有激光器机柜(14)，所述激光器机柜(14)的上端面固定安装有控制器(13)，所述控制器(13)与伺服电机(2)之间电性连接，所述控制器(13)与电动伸缩杆(10)之间电性连接，所述控制器(13)与坐标生成器(20)之间电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于激光加工机聚焦系统的可调装置，其特征在于，所述激光器机柜(14)通过光纤与聚焦系统(12)之间固定连接。
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