CN206139981U - 一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置，包括激光准直仪（1）和光路折叠传输筒（3），所述光路折叠传输筒（3）的下端插入导光臂端部的侧壁通孔中使得光路折叠传输筒（3）底端的斜面镜座（5）与该侧壁通孔处的反射镜座平行紧贴，该光路折叠传输筒（3）的上端通过连接件（2）与激光准直仪（1）相连接，构成该光路调节装置的光路折叠传输筒（3）、连接件（2）、激光准直仪（1）三者的中轴线在同一条直线上。本实用新型的光路调节装置将沿导光臂轴向传输的光束折叠为沿光路折叠传输筒的中心通孔的轴向传输的光束，进而入射激光准直仪，完成激光准直仪与导光臂的光轴连接，并利用光的反射定律实现激光准直仪对导光臂的光路调节。

Description

一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工设备的调光技术领域，具体地说是一种能够快速精确完成光路调节的用于内导光激光机械臂的光路调节装置。

背景技术

内导光激光机械臂是一种相对于外导光激光机械臂更先进的激光加工设备，外导光激光机械臂的特点是多关节导光臂与多关节机械臂分离设置，多关节导光臂单独挂置于龙门架上，只有导光臂的激光输出端部和机械臂的加工端端部连接，在设备运行过程中为了实现多方位的加工操作，多关节机械臂会不断的变换姿态，导光臂也要随之大幅晃动，一方面导光臂容易损坏，另一方面外置的导光臂也会在一定程度上限制机械臂的活动范围，不利于机械臂的全方位活动。内导光激光机械臂的特点是多关节导光臂与多关节机械臂一体化设计，导光臂内置于机械臂中，这种结构可以防止导光臂随机械臂运动时易损坏的问题，同时内置的导光臂也不会限制机械臂的活动范围，机械臂可以在更大的空间内实现全方位加工。

现有的调光装置是通过激光准直仪与导光臂的同轴连接来完成调光测试，调光时先开启激光光源，在导光臂中传输的激光束沿直线路径入射激光准直仪的传感头，激光准直仪能测定该激光束是否处于导光臂的中轴线位置，并能将偏差值通过人机界面显示出来，根据偏差值调整导光臂端部的反射镜角度，直到激光束精确的沿导光臂的中轴线传输为止。但是该调光装置只能用于导光臂与机械臂分离设置的外导光激光加工设备，外导光激光加工设备中的导光臂是独立于机械臂的光路传输通道，每一段导光臂膀的端部镜座都可以很方便的拆卸下来，然后将与导光臂同轴连接的长筒形调光装置固定在导光臂端部，来完成调光。但是与导光臂同轴连接的长筒形调光装置并不适用于内导光激光加工设备，因为内导光激光加工设备中的导光臂和机械臂是一体化设计，导光臂内置于机械臂中，如果要在导光臂端部安装与其同轴连接的长筒状调光装置，就要将导光臂和机械臂一起拆卸下来，这样的工作量非常大，而且反复拆卸和安装机械臂，容易给设备造成难以修复的损坏。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种非同轴连接的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，以解决内导光激光加工设备的调光问题，该光路调节装置在不需要拆卸导光臂和机械臂的情况下能够快速精确完成光路调节。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置，包括激光准直仪和光路折叠传输筒，其特征在于：所述光路折叠传输筒的下端插入导光臂端部的侧壁通孔中使得光路折叠传输筒底端的斜面镜座与该侧壁通孔处的反射镜座平行紧贴，该光路折叠传输筒的上端通过连接件与激光准直仪相连接，构成该光路调节装置的光路折叠传输筒、连接件、激光准直仪三者的中轴线在同一条直线上；一激光束沿导光臂传输后经斜面镜座上的反射镜片反射后依次沿光路折叠传输筒、连接件入射激光准直仪的传感头，激光准直仪能精确测定该激光束是否处于导光臂的中轴线位置且通过调整导光臂端部的反射镜角度即可使得激光束精确的沿导光臂的中轴线传输。

所述的光路折叠传输筒包括传输筒上段、方形凸台、传输筒下段，传输筒上段用于和连接件相连接，传输筒上段、传输筒下段之间的方形凸台用于和导光臂相连接，传输筒下段的底端斜面上设有斜面镜座且在传输筒下段上设有与底端斜面相对应并能够接纳入射激光束的传输筒侧壁通孔；一激光束沿导光臂传输后通过传输筒侧壁通孔进入光路折叠传输筒内，再经斜面镜座上的反射镜片反射后进入光路折叠传输筒的中心通孔内。

所述传输筒侧壁通孔的中轴线与导光臂的中轴线在同一条直线上，且经传输筒侧壁通孔的中轴线入射光路折叠传输筒的激光束经斜面镜座上的反射镜片反射后沿中心通孔的中轴线传输。

所述传输筒侧壁通孔的直径不小于中心通孔的直径。

所述的方形凸台上的凸台螺栓孔和固定安装板上的安装板螺栓孔A通过螺栓固定连接，固定安装板上的安装板定位销确定固定安装板的位置后通过安装板螺栓孔B和螺栓实现固定安装板和导光臂之间的固定连接。

所述固定安装板的安装板通孔套置在传输筒上段上使得固定安装板和方形凸台紧密贴合。

所述传输筒上段顶部的顶端外螺纹和连接件下部的长内螺纹通过螺纹连接实现光路折叠传输筒和连接件的同轴连接；连接件上部的短外螺纹与激光准直仪的传感头端部内侧的内螺纹通过螺纹连接实现连接件和激光准直仪的同轴连接。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型通过光路折叠传输筒的中心通孔、底端斜面以及与底端斜面对应设置的传输筒侧壁通孔的设计，成功的将沿导光臂轴向传输的光束折叠为沿光路折叠传输筒的中心通孔的轴向传输的光束，进而入射激光准直仪，完成激光准直仪与导光臂的光轴连接，利用光的反射定律实现激光准直仪对导光臂的光路调节；该光路调节装置克服了现有调光装置因不能与内导光激光机械臂同轴连接而难以调光的问题，通过光路的折叠，使激光准直仪在与导光臂非同轴的方向上也能实现快速精确的调光。

附图说明

附图1为本实用新型的光路调节装置装配示意图；

附图2为本实用新型的光路折叠传输筒剖视图；

附图3为本实用新型的光路折叠传输筒俯视图；

附图4为本实用新型的固定安装板主视图；

附图5为本实用新型的连接件剖视图；

附图6为本实用新型的斜面镜座主视图。

其中：1—激光准直仪；2—连接件；21—长内螺纹；22—短外螺纹；3—光路折叠传输筒；31—传输筒上段；32—方形凸台；33—传输筒下段；34—中心通孔；35—传输筒侧壁通孔；36—顶端外螺纹；37—凸台螺栓孔；38—底端斜面；4—固定安装板；41—安装板通孔；42—安装板螺栓孔A；43—安装板螺栓孔B；44—安装板定位销；5—斜面镜座；51—反射镜片。

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所示：一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置，包括激光准直仪1和光路折叠传输筒3，该光路折叠传输筒3的下端插入导光臂端部的侧壁通孔中使得光路折叠传输筒3底端的斜面镜座5与该侧壁通孔处的反射镜座平行紧贴，该光路折叠传输筒3的上端通过连接件2与激光准直仪1相连接，构成该光路调节装置的光路折叠传输筒3、连接件2、激光准直仪1三者的中轴线在同一条直线上；一激光束沿导光臂传输后经斜面镜座5上的反射镜片51反射后依次沿光路折叠传输筒3、连接件2入射激光准直仪1的传感头，激光准直仪1能精确测定该激光束是否处于导光臂的中轴线位置且通过调整导光臂端部的反射镜角度即可使得激光束精确的沿导光臂的中轴线传输。

在上述结构的基础上，下面通过附图2-5对本实用新型的用于内导光激光机械臂的光路调节装置进行进一步的解释。该光路折叠传输筒3包括传输筒上段31、方形凸台32、传输筒下段33，传输筒上段31用于和连接件2相连接，传输筒上段31、传输筒下段33之间的方形凸台32用于和导光臂相连接，传输筒下段33的底端斜面38上设有斜面镜座5且在传输筒下段33上设有与底端斜面38相对应并能够接纳入射激光束的传输筒侧壁通孔35；另外传输筒侧壁通孔35的中轴线与导光臂的中轴线在同一条直线上且传输筒侧壁通孔35的直径不小于中心通孔34的直径，一激光束沿导光臂传输后通过传输筒侧壁通孔35的中轴线入射光路折叠传输筒3，再经斜面镜座5上的反射镜片51反射后进入光路折叠传输筒3的中心通孔34内并沿中心通孔34的中轴线传输。固定安装板4的安装板通孔41套置在传输筒上段31上使得固定安装板4和方形凸台32紧密贴合，方形凸台32上设置的凸台螺栓孔37和固定安装板4上的安装板螺栓孔A42通过螺栓固定连接，固定安装板4上的安装板定位销44确定固定安装板4的位置后通过安装板螺栓孔B43和螺栓实现固定安装板4和导光臂之间的固定连接。另外传输筒上段31顶部的顶端外螺纹36和连接件2下部的长内螺纹21通过螺纹连接实现光路折叠传输筒3和连接件2的同轴连接；连接件2上部的短外螺纹22与激光准直仪1的传感头端部内侧的内螺纹通过螺纹连接实现连接件2和激光准直仪1的同轴连接。

下面通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。

在光路折叠传输筒3的底面是与轴向呈45°夹角的底端斜面38，与底端斜面38相对的侧壁上设有用于透射沿导光臂传输的光束的传输筒侧壁通孔35，底端斜面38上设置有斜面镜座5，斜面镜座5上安装有反射镜片51，斜面镜座5通过螺栓与底端斜面38固定连接，反射镜片51正好位于中心通孔34和传输筒侧壁通孔35的交汇处，反射镜片51与中心通孔34中轴线的夹角为45°且反射镜片51与传输筒侧壁通孔35中轴线的夹角也为45°。使用时，首先将传输筒上段31套入安装板通孔41中，使固定安装板4与光路折叠传输筒3中部的方形凸台32紧密贴合，并利用螺栓将凸台螺栓孔37和与之对应设置的安装板螺栓孔A 42固定连接；然后将传输筒下段33垂直插入导光臂端部的侧壁通孔中，该侧壁通孔是内导光机械臂自带的，主要用于导光臂中的镜片更换，在本实用新型中利用该侧壁通孔沿导光臂的径向插入光路折叠传输筒3，使安装在光路折叠传输筒3的底端斜面38上的斜面镜座5与导光臂上的反射镜座平行贴合，同时光路折叠传输筒3中部的方形凸台32紧贴于导光臂外侧，利用安装板定位销44确定固定安装板4的安装位置，通过安装板螺栓孔B 43和螺栓实现固定安装板4和导光臂的固定连接，同时实现光路折叠传输筒3和导光臂的间接连接；最后通过连接件2的长内螺纹21和光路折叠传输筒3的顶端外螺纹36实现连接件2和光路折叠传输筒3的同轴连接，以及利用连接件2的短外螺纹21和激光准直仪1端部的内螺纹实现连接件2和激光准直仪1的同轴连接。通过上述设置使得激光准直仪1、连接件2、光路折叠传输筒3构成的光路调节装置和导光臂形成垂直连接。

开启激光光源，一激光束沿导光臂的中轴线方向传输，通过传输筒侧壁通孔35后入射反射镜片51，经反射镜片51反射后该激光束沿中心通孔34的中轴线方向传输，最后入射激光准直仪1的传感头，激光准直仪1能精确测定该激光束是否处于中心通孔34的中轴线位置，当激光束正好处于中心通孔34的中轴线位置时，由反射镜片51与中心通孔34中心轴线的夹角为45°可知该束激光的反射角为45°，由光的反射定律可知，该束激光的入射角也为45°，当激光束的入射角为45°时，该激光束就正好处于传输筒侧壁通孔35的中轴线位置，也就是正好与导光臂的中轴线重合。利用反射镜片51将沿导光臂的中轴线传输的激光束转化为沿中心通孔34的中轴线传输的激光束，然后利用激光准直仪1精确测定光束路径，并能将光路偏差值通过人机界面显示出来，根据偏差值调整导光臂端部的反射镜角度，直到激光束能够精确的沿导光臂的中轴线传输为止。

本实用新型通过光路折叠传输筒3的中心通孔34、底端斜面38以及与底端斜面38对应设置的传输筒侧壁通孔35的设计，成功的将沿导光臂轴向传输的光束折叠为沿光路折叠传输筒3的中心通孔34的轴向传输的光束，进而入射激光准直仪1，完成激光准直仪1与导光臂的光轴连接，利用光的反射定律实现激光准直仪1对导光臂的光路调节；该光路调节装置克服了现有调光装置因不能与内导光激光机械臂同轴连接而难以调光的问题，通过光路的折叠，使激光准直仪1在与导光臂非同轴的方向上也能实现快速精确的调光。

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 (7)

1.一种用于内导光激光机械臂的光路调节装置，包括激光准直仪（1）和光路折叠传输筒（3），其特征在于：所述光路折叠传输筒（3）的下端插入导光臂端部的侧壁通孔中使得光路折叠传输筒（3）底端的斜面镜座（5）与该侧壁通孔处的反射镜座平行紧贴，该光路折叠传输筒（3）的上端通过连接件（2）与激光准直仪（1）相连接，构成该光路调节装置的光路折叠传输筒（3）、连接件（2）、激光准直仪（1）三者的中轴线在同一条直线上；一激光束沿导光臂传输后经斜面镜座（5）上的反射镜片（51）反射后依次沿光路折叠传输筒（3）、连接件（2）入射激光准直仪（1）的传感头，激光准直仪（1）能精确测定该激光束是否处于导光臂的中轴线位置且通过调整导光臂端部的反射镜角度即可使得激光束精确的沿导光臂的中轴线传输。

2.根据权利要求1所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述的光路折叠传输筒（3）包括传输筒上段（31）、方形凸台（32）、传输筒下段（33），传输筒上段（31）用于和连接件（2）相连接，传输筒上段（31）、传输筒下段（33）之间的方形凸台（32）用于和导光臂相连接，传输筒下段（33）的底端斜面（38）上设有斜面镜座（5）且在传输筒下段（33）上设有与底端斜面（38）相对应并能够接纳入射激光束的传输筒侧壁通孔（35）；一激光束沿导光臂传输后通过传输筒侧壁通孔（35）进入光路折叠传输筒（3）内，再经斜面镜座（5）上的反射镜片（51）反射后进入光路折叠传输筒（3）的中心通孔（34）内。

3.根据权利要求2所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述传输筒侧壁通孔（35）的中轴线与导光臂的中轴线在同一条直线上，且经传输筒侧壁通孔（35）的中轴线入射光路折叠传输筒（3）的激光束经斜面镜座（5）上的反射镜片（51）反射后沿中心通孔（34）的中轴线传输。

4.根据权利要求2或3所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述的传输筒侧壁通孔（35）的直径不小于中心通孔（34）的直径。

5.根据权利要求2所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述的方形凸台（32）上的凸台螺栓孔（37）和固定安装板（4）上的安装板螺栓孔A（42）通过螺栓固定连接，固定安装板（4）上的安装板定位销（44）确定固定安装板（4）的位置后通过安装板螺栓孔B（43）和螺栓实现固定安装板（4）和导光臂之间的固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述固定安装板（4）的安装板通孔（41）套置在传输筒上段（31）上使得固定安装板（4）和方形凸台（32）紧密贴合。

7.根据权利要求2所述的用于内导光激光机械臂的光路调节装置，其特征在于：所述传输筒上段（31）顶部的顶端外螺纹（36）和连接件（2）下部的长内螺纹（21）通过螺纹连接实现光路折叠传输筒（3）和连接件（2）的同轴连接；连接件（2）上部的短外螺纹（22）与激光准直仪（1）的传感头端部内侧的内螺纹通过螺纹连接实现连接件（2）和激光准直仪（1）的同轴连接。