CN205096720U - 一种激光加工设备的自动调焦装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光加工设备的自动调焦装置，包括激光发生器（1），其特征在于：所述激光发生器（1）的发射光束（2）沿X轴方向经激光反射镜（3）反射后形成沿Y轴方向行进的反射光束（4），反射光束（4）经曲率可调镜片（5）聚焦反射后形成沿Z轴方向行进的调节光束（6），调节光束（6）进入激光切割头（7）后聚焦形成切割光束（9）对物料进行切割加工；所述的曲率可调镜片（5）由控制系统（11）控制其曲率的变化以实现激光焦距的实时调节。本实用新型能够根据激光切割头在加工幅面上的不同位置对激光的焦距进行实时调整，从而实现自动调焦的功能；该自动调焦装置结构简单、使用方便且自动调焦精度高，故适宜推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光加工技术，具体的说是一种应用于加工幅面较大的激光加工设备的自动调焦装置。
背景技术
在激光加工应用中，用于加工的激光束通过光学聚焦系统将激光束聚焦为较小的光斑，获得很高的功率密度使材料被加热、熔化或蒸发，实现对材料的切割、焊接、熔覆、钻孔等加工应用。由于激光光束不是平行的，当激光加工头装置在机械设备上移动时，激光光路传递的距离会随之变化，激光光束的直径和焦点位置也在不断改变，激光光路传递的越远，焦点位置变化越大，为了确保大幅面激光设备加工质量的稳定性和一致性，要求激光焦点位置的波动范围应小于激光聚焦焦深范围以内。目前的激光加工调焦技术，其基本原理是采用一种传感器来检测焦点位置的偏移量，一旦检测到焦点位置偏离原位置，则立即输出信号给控制系统，控制系统调节Z轴移动系统将激光焦点调回到原来位置，实现保证激光焦点位置不变的功能。但这种方式要频繁的调节Z轴移动系统，会占用大量的有效加工时间，而且对Z轴的移动系统控制精度要求也很高，Z轴移动系统一旦出故障就会影响物料加工质量。本实用新型能在不调节Z轴的情况下实现焦点调整，保证大幅面激光设备的加工稳定性和一致性。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够解决大幅面激光加工设备对激光焦距实时调节的激光加工设备的自动调焦装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：
一种激光加工设备的自动调焦装置，包括激光发生器，其特征在于：所述激光发生器的发射光束沿X轴方向经激光反射镜反射后形成沿Y轴方向行进的反射光束，反射光束经曲率可调镜片反射后形成沿Z轴方向行进的调节光束，调节光束进入激光切割头后聚焦形成切割光束对物料进行切割加工；所述的曲率可调镜片由控制系统控制其曲率的变化以实现激光焦距的实时调节。
所述的曲率可调镜片由对应的气动调节机构对应控制且气动调节机构与控制系统直接相连。
所述的控制系统根据激光切割头的实时位置信息，调整气动调节机构的控制电压以相应改变曲率可调镜片镜腔内的气压，最终改变曲率可调镜片的实时曲率以实现激光焦距的实时调节。
所述激光切割头的内腔中设有聚焦镜，调节光束经聚焦镜聚焦形成切割光束后由切割光束上的激光焦点对物料进行切割加工。
本实用新型相比现有技术有如下优点：
本实用新型的自动调焦装置能够根据激光切割头在加工幅面上的不同位置，对气动调节机构发出变化的电压指令，气动调节机构根据控制系统的指令调节曲率可调镜片镜腔内的气体压力，以改变曲率可调镜片的曲率，根据需要对激光的焦距进行实时调整，从而实现自动调焦的功能；该自动调焦装置结构简单、使用方便且自动调焦精度高，故适宜推广使用。
附图说明
附图1为本实用新型的激光加工设备的自动调焦装置结构示意图；
附图2为本实用新型的激光加工设备的自动调焦装置光路传输示意图。
其中：1—激光发生器；2—发射光束；3—激光反射镜；4—反射光束；5—曲率可调镜片；6—调节光束；7—激光切割头；8—聚焦镜；9—切割光束；10—激光焦点；11—控制系统；12—气动调节机构。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-2所示：一种激光加工设备的自动调焦装置，包括放置在X轴上的激光发生器1、设置于X、Y轴方向交点上的激光反射镜3、设置于Y、Z轴方向交点上的曲率可调镜片5、安装在Z轴方向上的激光切割头7以及设在该激光切割头7内的聚焦镜8，该激光发生器1的发射光束2沿X轴方向经激光反射镜3反射后形成沿Y轴方向行进的反射光束4，反射光束4经曲率可调镜片5聚焦反射后形成沿Z轴方向行进的调节光束6，调节光束6进入激光切割头7后聚焦形成切割光束9对物料进行切割加工，曲率可调镜片5由控制系统11控制其曲率的变化以实现激光焦距的实时调节。进一步来说，曲率可调镜片5由对应的气动调节机构12对应控制且气动调节机构12与控制系统11直接相连，控制系统11根据激光切割头7的实时位置信息，调整气动调节机构12的控制电压以相应改变曲率可调镜片5镜腔内的气压，最终改变曲率可调镜片5的实时曲率以实现激光焦距的实时调节。另外该激光切割头7的内腔中设有聚焦镜8，调节光束6经聚焦镜8聚焦形成切割光束9后由切割光束9上的激光焦点10对物料进行切割加工；即激光发生器1发出的激光先后经激光反射镜3和曲率可调镜片5反射后形成沿Z轴传播的加工激光束，经聚焦镜8聚焦后对物料进行加工。
本实用新型的自动调焦装置能够根据激光切割头7在加工幅面上的不同位置，对气动调节机构12发出变化的电压指令，气动调节机构12根据控制系统11的指令调节曲率可调镜片5镜腔内的气体压力，以改变曲率可调镜片5的曲率，根据需要对激光的焦距进行实时调整，从而实现自动调焦的功能；该自动调焦装置结构简单、使用方便且自动调焦精度高，故适宜推广使用。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种激光加工设备的自动调焦装置，包括激光发生器（1），其特征在于：所述激光发生器（1）的发射光束（2）沿X轴方向经激光反射镜（3）反射后形成沿Y轴方向行进的反射光束（4），反射光束（4）经曲率可调镜片（5）反射后形成沿Z轴方向行进的调节光束（6），调节光束（6）进入激光切割头（7）后聚焦形成切割光束（9）对物料进行切割加工；所述的曲率可调镜片（5）由控制系统（11）控制其曲率的变化以实现激光焦距的实时调节。
2.根据权利要求1所述的激光加工设备的自动调焦装置，其特征在于：所述的曲率可调镜片（5）由对应的气动调节机构（12）对应控制且气动调节机构（12）与控制系统（11）直接相连。
3.根据权利要求2所述的激光加工设备的自动调焦装置，其特征在于：所述的控制系统（11）根据激光切割头（7）的实时位置信息，调整气动调节机构（12）的控制电压以相应改变曲率可调镜片（5）镜腔内的气压，最终改变曲率可调镜片（5）的实时曲率以实现激光焦距的实时调节。
4.根据权利要求1所述的激光加工设备的自动调焦装置，其特征在于：所述激光切割头（7）的内腔中设有聚焦镜（8），调节光束（6）经聚焦镜（8）聚焦形成切割光束（9），由切割光束（9）上的激光焦点（10）对物料进行切割加工。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110711937A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-01-21 | 安徽同兴科技发展有限责任公司 | 一种切割机激光对焦的参数确定方法 |
| CN114160960A (zh) * | 2021-06-15 | 2022-03-11 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种激光加工方法及其装置 |
| CN114192971A (zh) * | 2021-06-15 | 2022-03-18 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种激光加工光路系统、方法及其应用 |
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