CN207465880U - 一种变光斑机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变光斑机构，包括基座以及安装在基座上的扩束镜，扩束镜包括固定在基座上的固定扩束镜片组以及与固定扩束镜片组相对运动的活动扩束镜片组，活动扩束镜片组上安装有连接板，连接板与基座之间设置有控制连接板滑动的电磁组件以及用于连接板回位的复位组件，电磁组件以及复位组件带动活动扩束镜片组与固定扩束镜片组相对运动。通过调节活动扩束镜片组与固定扩束镜片组之间的间距，从而让光斑的直径进行变化，通过电磁组件与连接板的设置，能够在电磁组件带动活动扩束镜片组进行移动，再通过复位组件进行复位，进而不需要通过精密复杂的传动结构进行调节，结构简单，并且不会轻易出现卡死等故障。

Description

一种变光斑机构

技术领域

本实用新型涉及一种激光烧结技术，更具体地说，它涉及一种变光斑机构。

背景技术

增材制造(AdditiveManufacturing，AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，有着独特的特点和优势。激光固化快速成型和粉末烧结均属于增材制造技术范畴。而两者基本采用激光作为光源。在成型过程中，激光光斑的粗细在一定程度上影响到成型工件的精度和表面质量。但是在同振镜条件下光斑太细将会导致工件成型时间变长，效率降低。

变光斑技术是一种在激光增材制造技术中采用不同大小的光斑来完成固化或烧结工作的技术。一般在工件表面采用细光斑，在填充部分选择粗光斑。这样既可以兼顾工件的精度和表面质量，又可以提高设备的效率。

公告号为CN205679861U的中国专利公开了一种用于3D打印设备的可变光斑光学系统，其通过伺服电机控制扩束镜让其输出的光斑大小进行调整，而伺服电机一般是通过驱动丝杆调节扩束镜内组合镜片的相对距离，从而使得光斑发生变化。这种方式对电机的性能和精度要求比较高，运动结构安装不准易发生结构卡死等故障，因此需要进行改进。

实用新型内容

针对现有的技术问题，本实用新型提供一种变光斑机构，其通过采用电磁拉动的方式代替电机的传动，让其结构简单，不会轻易出现卡死等故障。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种变光斑机构，包括基座以及安装在基座上的扩束镜，所述扩束镜包括固定在基座上的固定扩束镜片组以及与固定扩束镜片组相对运动的活动扩束镜片组，所述活动扩束镜片组上安装有连接板，所述连接板与基座之间设置有控制连接板滑动的电磁组件以及用于连接板回位的复位组件，所述电磁组件以及复位组件带动活动扩束镜片组与固定扩束镜片组相对运动。

通过上述技术方案，固定扩束镜片组与活动扩束镜片组的配合使用，能够对激光束进行调整，通过调节活动扩束镜片组与固定扩束镜片组之间的间距，从而让光斑的直径进行变化，通过电磁组件与连接板的设置，能够在电磁组件带动活动扩束镜片组进行移动，再通过复位组件进行复位，从而能够在电磁组件和复位组件的作用下进行调整，进而不需要通过精密复杂的传动结构进行调节，结构简单，并且不会轻易出现卡死等故障。

本实用新型进一步设置为：所述电磁组件包括安装在基座上的电磁线圈、穿设在电磁线圈内受电磁线圈吸附的铁芯、为电磁线圈供电的电源以及连接于电磁线圈与电源之间用于控制电磁线圈的工作状态的控制件，所述铁芯与连接板固定连接，所述复位组件与铁芯连接且拉动铁芯复位。

通过上述技术方案，控制件控制电磁线圈的工作状态，从而控制铁芯的拉动状态，进而通过铁芯拉动连接板的活动，进而让活动扩束镜片组进行移动，而通过复位组件，可以在电磁线圈与复位组件的共同作用下，让铁芯反向运动，并带动活动扩束镜片组进行复位。

本实用新型进一步设置为：所述复位组件包括套设在铁芯上的复位弹簧以及安装在铁芯上用于与复位弹簧抵接的限位片，所述复位弹簧分别与限位片以及电磁线圈抵接且拉动铁芯复位。

通过上述技术方案，限位片以及电磁线圈之间的复位弹簧让铁芯在电磁线圈内滑动，而通过电磁线圈的通电形成吸附力，让铁芯能够克服复位弹簧的弹性力进行移动，进而在电磁线圈的不同的工作状态下，铁芯处于不同的位置，进而让与其连接的连接板以及活动扩束镜片组处于不同的位置。

本实用新型进一步设置为：所述基座上分别安装有粗光斑限位件以及细光斑限位件，所述连接板置于粗光斑限位件以及细光斑限位件之间。

通过上述技术方案，通过两个光斑限位件，让活动扩束镜片组的位置处于两个不同的状态时停止移动。

本实用新型进一步设置为：所述粗光斑限位件包括与基座连接的第一杆体以及至于第一杆体一端的第一抵触头，所述第一杆体穿设在连接板上，且连接板与第一抵触头抵接限位。

本实用新型进一步设置为：所述细光斑限位件包括与基座连接的第二杆体以及至于第二杆体端部的第二抵触头，所述第二抵触头与连接板抵接限位。

通过上述技术方案，通过第一抵触头与第二抵触头的限位，让连接板在第一抵触头和第二抵触头之间滑动。

本实用新型进一步设置为：所述基座上设置有支撑连接板滑动的支撑组件，所述支撑组件包括安装在基座上的支撑套以及固定在连接板上的支撑杆，所述支撑杆穿设在支撑套上且沿支撑套滑动。

通过上述技术方案，支撑套和支撑杆的设置能够让连接板在滑动的过程中比较平稳。

本实用新型进一步设置为：所述固定扩束镜片组包括与基座固定连接的固定套以及安装固定套内的固定镜片。

通过上述技术方案，固定套能够让整个结构固定在基座上，并通过内部安装固定镜片，让光束能够稳定的通过。

本实用新型进一步设置为：所述活动扩束镜片组包括与固定套滑动连接的活动套以及安装在活动套内的活动镜片，所述活动套与连接板固定连接。

通过上述技术方案，活动套方便其与连接板固定，而通过活动镜片安装在活动套上，让其实现活动的目的。

本实用新型进一步设置为：所述连接板上开设有用于固定活动套的固定孔，所述活动套穿设在固定孔内，且连接板上穿设有固定件与活动套抵接锁紧。

通过上述技术方案，固定孔方便活动套的安装，通过将活动套穿在固定孔内，在通过固定件进行锁紧，从而使得互动套与连接板固定，在推动连接板移动时，能够同时带动活动套。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过采用电磁吸附的方式作为动力源，可降低结构的成本，相对于其他变光斑结构更为简单，对控制程序要求低，另外，与其他驱动方式相比，其作用的动作迅速，可靠性高。

附图说明

图1为本实施例的整体示意图；

图2为本实施例的整体示意图，主要示出粗光斑限位件；

图3为本实施例的剖视图，主要示出电磁组件与复位组件的关系；

图4为本实施例电磁组件的控制图。

附图标记：1、基座；2、扩束镜；3、活动扩束镜片组；31、活动套；32、活动镜片；4、固定扩束镜片组；41、固定套；42、固定镜片；5、连接板；51、固定孔；52、固定件；6、电磁组件；61、电磁线圈；62、铁芯；63、控制件；64、电源；7、复位组件；71、复位弹簧；72、限位片；8、粗光斑限位件；81、第一杆体；82、第一抵触头；9、细光斑限位件；91、第二杆体；92、第二抵触头；10、支撑组件；101、支撑套；102、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

一种变光斑机构，主要用于激光烧结技术的设备中，如图1和图2所示，其包括用于将整个机构安装到设备中的基座1以及安装在基座1上的扩束镜2，激光器发射出激光通过扩束镜2进行调整光束，再让其传输到需要进行激光烧结的位置，让物料烧结融合后成型。其中，扩束镜2包括固定在基座1上的固定扩束镜片组4以及与固定扩束镜片组4相对运动的活动扩束镜片组3，通过活动扩束镜片组3调整两组镜片之间的距离，进而达到调整激光束粗细的目的。

如图1所示，为了方便活动扩束镜2的移动，在活动扩束镜片组3上安装有连接板5，并且在连接板5与基座1之间设置有控制连接板5滑动的电磁组件6以及用于连接板5回位的复位组件7，通过电磁组件6以及复位组件7带动活动扩束镜片组3与固定扩束镜片组4相对运动，从而让活动扩束镜片组3与固定扩束镜片组4的相对距离进行调整，进而达到调节通过扩束镜2的激光光束的直径的目的。

其中，如图3所示，固定扩束镜片组4包括与基座1固定连接的固定套41以及安装固定套41内的固定镜片42，活动扩束镜片组3包括与固定套41滑动连接的活动套31以及安装在活动套31内的活动镜片32，通过活动套31在固定套41内滑动，改变固定镜片42和活动镜片32之间的距离，达到调整光束的目的。将活动套31与连接板5固定连接，通过电磁组件6带动连接板5进行移动，进而带动活动套31以及活动镜片32移动，达到调整镜片间的间距的目的。为了方便连接板5与活动套31之间的固定，在连接板5上开设有用于固定活动套31的固定孔51，活动套31穿设在固定孔51内，且连接板5上穿设有固定件52（螺栓）与活动套31抵接锁紧。

电磁组件6（电磁组件6的安装位置参照图1和图3，控制结构参照图4）包括安装在基座1上的电磁线圈61、穿设在电磁线圈61内受电磁线圈61吸附的铁芯62、为电磁线圈61供电的电源64以及连接于电磁线圈61与电源64之间用于控制电磁线圈61的工作状态的控制件63，铁芯62与连接板5固定连接，控制件63控制电磁线圈61的通电状态，然后对铁芯62进行吸附，控制件63一般采用继电器或其他开关构成。而复位组件7与铁芯62连接且拉动铁芯62复位。其中，复位组件7包括套设在铁芯62上的复位弹簧71以及安装在铁芯62上用于与复位弹簧71抵接的限位片72，复位弹簧71分别与限位片72以及电磁线圈61抵接且拉动铁芯62复位。因此，在控制件63闭合时，电磁线圈61通电产生吸附力，并且克服复位弹簧71对铁芯62的力，对铁芯62进行吸附，进而带动连接板5向一侧移动，而在控制件63断开时，电磁线圈61断电失去吸附力，从而铁芯62在复位弹簧71的作用下，让铁芯62向相反的方向进行移动，从而让连接板5跟随一起向相反的方向移动。

为了让连接板5在活动的过程中受到限制，如图1和图2所示，在基座1上分别安装有粗光斑限位件8以及细光斑限位件9，连接板5置于粗光斑限位件8以及细光斑限位件9之间。粗光斑限位件8包括与基座1连接的第一杆体81以及至于第一杆体81一端的第一抵触头82，第一杆体81穿设在连接板5上，且第一抵触头82与连接板5抵接进行限位。而细光斑限位件9包括与基座1连接的第二杆体91以及至于第二杆体91端部的第二抵触头92，第二抵触头92与连接板5抵接限位，从而通过第一抵触头82与第二抵触头92的限位，让连接板5在第一抵触头82和第二抵触头92之间滑动。

为了让连接板5在活动时比较稳定，如图1和图2所示，在基座1上设置有支撑连接板5滑动的支撑组件10，支撑组件10包括安装在基座1上的支撑套101以及固定在连接板5上的支撑杆102，支撑杆102穿设在支撑套101上且沿支撑套101滑动。

操作方式：正常状态下，复位弹簧71拉动铁芯62，让连接板5与第二抵触头92抵接，使得连接板5置于细光斑位置，此时，打印机的光斑为细光斑，打印局部比较精密的位置（一般在工件的表面位置）。而当需要让打印位置的精度要求较低，仅仅是为了填充的位置时，此时需要粗光斑进行打印，通关控制件63控制电磁线圈61通电，形成电磁力对铁芯62吸附，让其克服复位弹簧71的拉力，并使得连接板5从第二抵触头92的位置滑动到与第一抵触头82相抵触的位置，进而达到粗光斑位置，让其进行填充式的打印（固化量比较大，精度低）。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变光斑机构，包括基座（1）以及安装在基座（1）上的扩束镜（2），所述扩束镜（2）包括固定在基座（1）上的固定扩束镜片组（4）以及与固定扩束镜片组（4）相对运动的活动扩束镜片组（3），其特征在于，所述活动扩束镜片组（3）上安装有连接板（5），所述连接板（5）与基座（1）之间设置有控制连接板（5）滑动的电磁组件（6）以及用于连接板（5）回位的复位组件（7），所述电磁组件（6）以及复位组件（7）带动活动扩束镜片组（3）与固定扩束镜片组（4）相对运动。

2.根据权利要求1所述的变光斑机构，其特征在于，所述电磁组件（6）包括安装在基座（1）上的电磁线圈（61）、穿设在电磁线圈（61）内受电磁线圈（61）吸附的铁芯（62）、为电磁线圈（61）供电的电源（64）以及连接在电磁线圈（61）和电源（64）之间用于控制电磁线圈（61）的工作状态的控制件（63），所述铁芯（62）与连接板（5）固定连接，所述复位组件（7）与铁芯（62）连接且拉动铁芯（62）复位。

3.根据权利要求2所述的变光斑机构，其特征在于，所述复位组件（7）包括套设在铁芯（62）上的复位弹簧（71）以及安装在铁芯（62）上用于与复位弹簧（71）抵接的限位片（72），所述复位弹簧（71）分别与限位片（72）以及电磁线圈（61）抵接且拉动铁芯（62）复位。

4.根据权利要求1所述的变光斑机构，其特征在于，所述基座（1）上分别安装有粗光斑限位件（8）以及细光斑限位件（9），所述连接板（5）置于粗光斑限位件（8）以及细光斑限位件（9）之间。

5.根据权利要求4所述的变光斑机构，其特征在于，所述粗光斑限位件（8）包括与基座（1）连接的第一杆体（81）以及至于第一杆体（81）一端的第一抵触头（82），所述第一杆体（81）穿设在连接板（5）上，且连接板（5）与第一抵触头（82）抵接限位。

6.根据权利要求4所述的变光斑机构，其特征在于，所述细光斑限位件（9）包括与基座（1）连接的第二杆体（91）以及至于第二杆体（91）端部的第二抵触头（92），所述第二抵触头（92）与连接板（5）抵接限位。

7.根据权利要求1所述的变光斑机构，其特征在于，所述基座（1）上设置有支撑连接板（5）滑动的支撑组件（10），所述支撑组件（10）包括安装在基座（1）上的支撑套（101）以及固定在连接板（5）上的支撑杆（102），所述支撑杆（102）穿设在支撑套（101）上且沿支撑套（101）滑动。

8.根据权利要求1所述的变光斑机构，其特征在于，所述固定扩束镜片组（4）包括与基座（1）固定连接的固定套（41）以及安装固定套（41）内的固定镜片（42）。

9.根据权利要求8所述的变光斑机构，其特征在于，所述活动扩束镜片组（3）包括与固定套（41）滑动连接的活动套（31）以及安装在活动套（31）内的活动镜片（32），所述活动套（31）与连接板（5）固定连接。

10.根据权利要求9所述的变光斑机构，其特征在于，所述连接板（5）上开设有用于固定活动套（31）的固定孔（51），所述活动套（31）穿设在固定孔（51）内，且连接板（5）上穿设有固定件（52）与活动套（31）抵接锁紧。