CN202763281U - 气动伺服调焦机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气动伺服调焦机构，包括安装座、镜座、反射镜和激光聚焦装置，所述安装座上设有一进光通道和一出光通道，镜座嵌设于安装座上，反射镜固定于镜座上，反射镜内部形成一压力腔，该压力腔通过压力接口与外界气源连通，反射镜压力腔朝向安装座内部的一侧壁为受压力曲率能够发生变化的镜片膜，该镜片膜能够将进光通道内的光束反射后经出光通道射入激光聚焦装置的光束通道内，本实用新型通过气压使镜片膜曲率发生变化来实现反射镜的快速调焦，其结构简单，使用方便，加工制造费用低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调焦机构，特别涉及一种气动伺服调焦机构。
背景技术
激光加工设备利用高能激光束在材料或材料表面进行切割、焊接、雕刻、热处理等。激光器发出的激光束经光路传输后，到达聚焦镜，将光束聚焦，焦点处能量密度极大。不同的加工工艺，要求激光束的焦点相对于材料表面的位置不同，所以激光加工设备必须具备调整焦点的位置的功能。
目前的激光加工设备中，调整焦点位置的方式主要有两种：手动调焦（旋动位于激光加工头上前端的电容随动传感器相对于聚焦镜的距离）和伺服电机自动调焦（由伺服电机驱动聚焦镜上下运动）。手动调整方式的缺点是调整效率低、操作不方便也不安全，伺服自动调整则结构复杂、成本高。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种气动伺服调焦机构，该气动伺服调焦机构结构简单、调节方便，制造成本低。
本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气动伺服调焦机构，包括安装座、镜座、反射镜和激光聚焦装置，所述安装座上设有一进光通道和一出光通道，镜座嵌设于安装座上，反射镜固定于镜座上，反射镜内部形成一压力腔，该压力腔通过压力接口与外界气源连通，反射镜压力腔朝向安装座内部的一侧壁为受压力曲率能够发生变化的镜片膜，该镜片膜能够将进光通道内的光束反射后经出光通道射入激光聚焦装置的光束通道内。
作为本实用新型的进一步改进，所述反射镜内的镜片膜侧壁上设有传感器，所述传感器能够检测镜片膜变形量。
作为本实用新型的进一步改进，所述传感器为一金属应变片。
作为本实用新型的进一步改进，所述反射镜压力腔的压力接口处设有一伺服比例阀，还设有一控制系统，传感器传信于控制系统，控制系统控制伺服阀调整进入压力腔的气体压力。
作为本实用新型的进一步改进，所述反射镜上设有相互连通的供冷却介质流通的进口、出口和冷却通道。
作为本实用新型的进一步改进，激光聚焦装置包括一腔体，该腔体内设有一供光束通过的通道，该通道内嵌设有一聚焦透镜。
作为本实用新型的进一步改进，所述激光聚焦装置的聚焦透镜轴向两侧分别设有至少一个防护镜。
作为本实用新型的进一步改进，所述安装座上进光通道和出光通道呈相互垂直设置，反射镜倾斜地安装在镜座上，镜座通过两个微调螺钉和一个固定螺钉固定在安装座上，两个微调螺钉一个固定螺钉分别位于方形镜座的三个角处，且两微调螺钉位于镜座的一条对角线上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过气压使镜片膜曲率发生变化来实现反射镜的快速调焦，其结构简单，使用方便，加工制造费用低。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图；
图2为本实用新型的立体图。
具体实施方式
实施例：一种气动伺服调焦机构，包括安装座4、镜座2、反射镜3和激光聚焦装置，所述安装座4上设有一进光通道和一出光通道，镜座2嵌设于安装座4上，反射镜3固定于镜座2上，反射镜3内部形成一压力腔301，该压力腔301通过压力接口30与外界气源连通，反射镜3压力腔301朝向安装座4内部的一侧壁为受压力曲率能够发生变化的镜片膜305，该镜片膜305能够将进光通道内的光束反射后经出光通道射入激光聚焦装置的光束通道内，激光束1经反射镜3的镜片膜305反射后进入激光聚焦装置聚焦于焦点，然后进行激光切割，压力气体由压力接口30进入压力腔301内，压力使镜片膜305发生微形变，从而使镜片膜305的反射面的曲率发生变化，通过调节压力腔301内气体的压力，可得到不同的曲率，反射面可以呈现为平面、凸球面、凹球面。假定入射光束为平行光，经平面反射后，仍然为平行光束，经凸球面反射后，为发散光束，经凹球面发散后，为汇聚光束。相应地，经过聚焦镜聚焦后，焦点位置也不同。这就实现了通过气体压力调整焦点位置，满足了不同的加工工艺对激光束的焦点位置的需求。
所述反射镜3内的镜片膜305侧壁上设有传感器，所述传感器能够检测镜片膜305变形量，该传感器检测镜片膜305的应变量，从而换算出反射面的曲率变化量。
所述传感器为一金属应变片。
所述反射镜3压力腔301的压力接口30处设有一伺服比例阀，还设有一控制系统，传感器传信于控制系统，控制系统控制伺服阀调整进入压力腔301的气体压力，从而实现反射面的曲率的自动智能调节，使进入到压力腔301的气体压力是精确可调的。
所述反射镜3上设有相互连通的供冷却介质流通的进口、出口和冷却通道，具有高能量密度的激光束长时间照射反射镜3可导致其变形，影响其寿命，甚至烧损镜片。所以需要对反射镜3进行降温，冷却剂由进口进入反射镜3，经过反射镜3内的冷却通道，从出口流出，实现对反射镜3的冷却。
所述激光聚焦装置包括一腔体8，该腔体8内设有一供光束通过的通道，该通道内嵌设有一聚焦透镜6。
所述激光聚焦装置的聚焦透镜6轴向两侧分别设有至少一个防护镜5，聚焦透镜6上部的防护镜5可阻挡其上部光路中运动件的碎屑和油脂的污染 ，聚焦透镜6下部的防护镜5可阻挡来自加工件熔渣和金属蒸汽喷溅，有效保护了聚焦透镜6不被污染和损伤，有效延长了聚焦透镜6的使用寿命。
所述安装座4上进光通道和出光通道呈相互垂直设置，反射镜3倾斜地安装在镜座2上，镜座2通过两个微调螺钉和一个固定螺钉固定在安装座4上，两个微调螺钉一个固定螺钉分别位于方形镜座2的三个角处，且两微调螺钉位于镜座2的一条对角线上，调节微调螺钉，镜座2相对于安装座4的位置就会改变，从而实现对可变曲率反射镜3相对入射激光束的姿态调整。
Claims (8)
1.一种气动伺服调焦机构，其特征在于：包括安装座（4）、镜座（2）、反射镜（3）和激光聚焦装置，所述安装座（4）上设有一进光通道和一出光通道，镜座（2）嵌设于安装座（4）上，反射镜（3）固定于镜座（2）上，反射镜（3）内部形成一压力腔（301），该压力腔（301）通过压力接口（30）与外界气源连通，反射镜（3）压力腔（301）朝向安装座（4）内部的一侧壁为受压力曲率能够发生变化的镜片膜（305），该镜片膜（305）能够将进光通道内的光束反射后经出光通道射入激光聚焦装置的光束通道内。
2.根据权利要求1所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述反射镜（3）内的镜片膜（305）侧壁上设有传感器，所述传感器能够检测镜片膜（305）变形量。
3.根据权利要求2所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述传感器为一金属应变片。
4.根据权利要求3所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述反射镜（3）压力腔（301）的压力接口（30）处设有一伺服比例阀，还设有一控制系统，传感器传信于控制系统，控制系统控制伺服阀调整进入压力腔（301）的气体压力。
5.根据权利要求1所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述反射镜（3）上设有相互连通的供冷却介质流通的进口、出口和冷却通道。
6.根据权利要求1所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：激光聚焦装置包括一腔体（8），该腔体（8）内设有一供光束通过的通道，该通道内嵌设有一聚焦透镜（6）。
7.根据权利要求5所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述激光聚焦装置的聚焦透镜（6）轴向两侧分别设有至少一个防护镜（5）。
8.根据权利要求1所述的气动伺服调焦机构，其特征在于：所述安装座（4）上进光通道和出光通道呈相互垂直设置，反射镜（3）倾斜地安装在镜座（2）上，镜座（2）通过两个微调螺钉和一个固定螺钉固定在安装座（4）上，两个微调螺钉一个固定螺钉分别位于方形镜座（2）的三个角处，且两微调螺钉位于镜座（2）的一条对角线上。
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