CN217551432U - 一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成 - Google Patents

Abstract

一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，包括固定架，固定架上竖直设有直线导轨，直线导轨上滑动安装有滑座，滑座的一侧与激光头固连，激光头的下部安装距离传感器，激光头的上部连接伸缩套筒，固定架上安装有反射镜座，反射镜座上安装反射镜；滑座的另一侧与丝母固连，丝母与竖直设置的丝杠螺纹连接，丝杠的顶端与电机相连；反射镜包括方形的固定座和浮动座，固定座的中心孔内设有水冷结构；固定座和浮动座的另外一个角之间安装有钢珠，所述钢珠两侧设有用于将固定座和浮动座拉紧的弹性拉紧结构。焦距调节速度快，效率高，反射镜调节操作难度低，调节精度高，调节后的稳定性好，保证了加工精度和深度，水冷结构可对反光镜片进行冷却。

Description

一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成

技术领域：

本实用新型涉及一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成。

背景技术：

目前，激光雕刻机在对工件进行雕刻前，都需要先对激光头进行对焦，有效的雕刻需要激光光点小、功率集中，只有具备这两个条件，才能保证雕刻的精度和深度。激光束刚从激光器中射出时，直径约为3毫米，功率密度较低，不能雕刻，经过聚焦镜聚焦后，焦点处光束较细，直径约为0.1毫米，这时才可进行雕刻。因此，把待刻平面固定在聚焦镜的焦点处是成功雕刻的前提条件。以往在调节焦距时，都是通过人工调节聚焦镜筒的高度来调节聚焦镜的高度，以达到调节焦距的目的，由于每次加工工件厚度不同，焦距需要经常调节，调节时需要在工件上划线，通过反复调节聚焦镜筒的高度使焦点集中在工件上，这种调节方式速度慢，效率低，工作人员每次在调焦工序上浪费大量的时间，影响整个雕刻效率，而且容易出现误差，从而影响雕刻的精度和深度，影响雕刻质量。另外，反射镜安装后，有时候需要对反光镜的倾斜角度进行微调，以便于激光束从激光头中心射出，而现在的反光镜在调节时，一般都是通过三个调节螺栓配合弹簧的结构形式进行调节，其缺点是没有固定的支点，三个螺栓都可进行调节，操作难度大，调节精度差，调节后的稳定性差，雕刻机在进行高精度雕刻时容易影响加工精度和深度，从而影响雕刻质量。再者，反光镜片在长时间工作时会产生热量，如果不及时对镜片进行降温，容易导致镜片损坏，影响镜片的使用寿命。

综上，激光雕刻机中激光头焦距的调节以及反射镜的上述问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，解决了以往人工调节焦距时速度慢、效率低、精度差的问题，解决了以往的反光镜调节角度时难度大、精度差、稳定性差的问题，解决了以往的反光镜片散热慢影响使用寿命的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，包括固定架，所述固定架上竖直设有直线导轨，直线导轨上滑动安装有滑座，所述滑座的一侧与激光头固连，激光头的下部安装距离传感器，激光头的上部连接伸缩套筒，伸缩套筒的顶部与固定架固连，固定架上位于伸缩套筒的上方安装有反射镜座，反射镜座上安装反射镜；所述滑座的另一侧与丝母固连，丝母与竖直设置的丝杠螺纹连接，丝杠的上下两端分别通过轴承座安装在固定架上，丝杠的顶端与安装在固定架上的电机相连；所述反射镜包括方形的固定座和浮动座，所述浮动座的中心孔内安装反光镜座，所述反光镜座内安装反光镜片，所述固定座的中心孔内设有水冷结构，所述水冷结构用于对反光镜片进行冷却；所述固定座和浮动座的其中两个对角分别设有用于对浮动座倾斜角度进行调节的调节螺栓，所述固定座和浮动座的另外一个角之间安装有钢珠，所述钢珠两侧设有用于将固定座和浮动座拉紧的弹性拉紧结构。

所述水冷结构包括水冷套筒，水冷套筒的顶部安装在反光镜座内与反光镜片接触，水冷套筒内部设有水冷腔，水冷套筒的底部安装水冷端盖，所述水冷端盖内设有与水冷腔相连通的进水通道和出水通道，进水通道与进水接头相连，出水通道与出水接头相连。

所述水冷端盖与水冷套筒内壁之间设有密封圈。

所述固定座的上表面和浮动座的下表面分别设有位置相对的弧形卡槽，所述钢珠活动卡装在两个弧形卡槽内。

所述弹性拉紧结构包括分别设在固定座的下表面和浮动座的上表面位置相对的两个沉孔，一长螺套活动设在两个沉孔内，所述长螺套的两端分别螺纹连接有拉紧螺栓，拉紧螺栓与沉孔的底部之间分别设有套在长螺套外侧的蝶形弹簧。

所述固定座和浮动座之间设有若干个锁紧螺栓。

所述激光头包括上镜筒，上镜筒内安装有聚焦镜，上镜筒底部连接下镜筒，下镜筒底部设有激光嘴。

所述聚焦镜通过安装在上镜筒内的弹性挡圈进行固定。

所述下镜筒的一侧设有进气接头。

本实用新型采用上述方案，具有以下优点：

通过电机带动丝杠旋转，丝杠带动滑座沿直线导轨上下移动，滑座带动激光头上下移动，伸缩套筒随激光头上下移动而伸长或缩短，根据焦距设定好距离传感器与工件之间的感应距离并保持不变，调节速度快，效率高，将工件放在工作台上后焦点正好集中在工件上，保证了雕刻的精度和深度，提高了雕刻质量；通过钢珠对反射镜的固定座和浮动座的一个角进行支撑，通过弹性拉紧结构将固定座和浮动座拉紧以增加调节时稳定性，通过两个对角的调节螺栓对浮动座的倾斜角度进行调节，操作难度低，调节精度高，调节后的稳定性好，雕刻机在进行高精度雕刻时保证了加工精度和深度，从而提高了雕刻质量；通过水冷结构对反光镜片进行冷却，可及时对反光镜片进行降温，避免了反光镜片损坏，保证了反光镜片的使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型反射镜的立体结构示意图。

图3为本实用新型反射镜的俯视结构示意图。

图4为图3中的A-A剖视结构示意图。

图5为图3中的B-B剖视结构示意图。

图6为本实用新型激光头的剖视结构示意图。

图中，1、固定座，2、浮动座，3、反光镜座，4、反光镜片，5、调节螺栓，6、钢珠，7、水冷套筒，8、水冷腔，9、水冷端盖，10、进水通道，11、出水通道，12、进水接头，13、出水接头，14、密封圈，15、弧形卡槽，16、沉孔，17、长螺套，18、拉紧螺栓，19、蝶形弹簧，20、锁紧螺栓，21、固定架，22、直线导轨，23、滑座，24、激光头，25、进气接头，26、伸缩套筒，27、反射镜座，28、反射镜，29、丝母，30、丝杠，31、轴承座，32、电机，33、上镜筒，34、聚焦镜，35、下镜筒，36、激光嘴，37、弹性挡圈。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-6所示，一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，包括固定架21，所述固定架21上竖直设有直线导轨22，直线导轨22上滑动安装有滑座23，所述滑座23的一侧与激光头24固连，激光头24的下部安装距离传感器，激光头23的上部连接伸缩套筒26，伸缩套筒26的顶部与固定架21固连，固定架21上位于伸缩套筒26的上方安装有反射镜座27，反射镜座27上安装反射镜28；所述滑座23的另一侧与丝母29固连，丝母29与竖直设置的丝杠30螺纹连接，丝杠30的上下两端分别通过轴承座31安装在固定架21上，丝杠30的顶端与安装在固定架21上的电机32相连，通过电机32带动丝杠30旋转，丝杠30带动滑座23沿直线导轨22上下移动，滑座23带动激光头24上下移动，伸缩套筒26随激光头24上下移动而伸长或缩短，根据焦距设定好距离传感器与工件之间的感应距离并保持不变，调节速度快，效率高，将工件放在工作台上后焦点正好集中在工件上，保证了雕刻的精度和深度，提高了雕刻质量；

所述激光头24包括上镜筒33，上镜筒33内安装有聚焦镜34，上镜筒33底部连接下镜筒35，下镜筒35底部设有激光嘴36。

所述聚焦镜34通过安装在上镜筒33内的弹性挡圈37进行固定，避免聚焦镜34发生位移。

所述下镜筒35的一侧设有进气接头25，可连接进气管路，在激光雕刻时可通过低温气体进行冷却。

在激光雕刻前，需要进行调焦工序，工作人员将工件放在工作台上固定，然后操控电机32带动丝杠30旋转，丝杠30带动滑座23沿直线导轨22上下移动，滑座23带动激光头24上下移动，伸缩套筒26随激光头24上下移动而伸长或缩短，根据焦距设定好距离传感器与工件之间的感应距离并保持不变，将工件放在工作台上后焦点正好集中在工件上，调焦工序完成，然后即可进行激光雕刻。这种调焦方式调节速度快，效率高，可精准的调节焦距使焦点集中在工件上，保证了雕刻的精度和深度，提高了雕刻质量。

所述反射镜28包括方形的固定座1和浮动座2，所述浮动座2的中心孔内安装反光镜座3，所述反光镜座3内安装反光镜片4，所述固定座1的中心孔内设有水冷结构，所述水冷结构用于对反光镜片4进行冷却，可及时对反光镜片4进行降温，避免了反光镜片4损坏，保证了反光镜片4的使用寿命；

所述固定座1和浮动座2的其中两个对角分别设有用于对浮动座2倾斜角度进行调节的调节螺栓5，所述固定座1和浮动座2的另外一个角之间安装有钢珠6，所述钢珠6两侧设有用于将固定座1和浮动座2拉紧的弹性拉紧结构，可增加调节时稳定性，通过两个对角的调节螺栓5对浮动座2的倾斜角度进行调节，操作难度低，调节精度高，调节后的稳定性好，雕刻机在进行高精度雕刻时保证了加工精度和深度，从而提高了雕刻质量。

所述水冷结构包括水冷套筒7，水冷套筒7的顶部安装在反光镜座3内与反光镜片4接触，通过水冷套筒7与反光镜座3顶部的法兰将反光镜片4夹紧固定，水冷套筒7内部设有水冷腔8，水冷套筒7的底部安装水冷端盖9，所述水冷端盖9内设有与水冷腔8相连通的进水通道10和出水通道11，进水通道10与进水接头12相连，出水通道11与出水接头13相连。工作时冷却水从进水接头12经进水通道10进入水冷腔8，经水冷套筒7与反光镜片4进行热交换后，再经出水通道11从出水接头13排出，可及时对反光镜片4进行降温，避免了反光镜片4损坏，保证了反光镜片4的使用寿命。

所述水冷端盖9与水冷套筒7内壁之间设有密封圈14，避免冷却水向外泄漏。

所述固定座1的上表面和浮动座2的下表面分别设有位置相对的弧形卡槽15，所述钢珠6活动卡装在两个弧形卡槽15内，钢珠6可360度旋转对浮动座2进行支撑，增加了稳定性。

所述弹性拉紧结构包括分别设在固定座1的下表面和浮动座2的上表面位置相对的两个沉孔16，一长螺套17活动设在两个沉孔16内，所述长螺套17的两端分别螺纹连接有拉紧螺栓18，拉紧螺栓18与沉孔16的底部之间分别设有套在长螺套17外侧的蝶形弹簧19。通过蝶形弹簧19的弹力将固定座1和浮动座2之间进行拉紧，通过旋拧拉紧螺栓18可调节拉紧强度。

所述固定座1和浮动座2之间设有若干个锁紧螺栓20，浮动座2倾斜角度调节好后，最后再通过锁紧螺栓20将固定座1和浮动座2进行固定，避免浮动座2发生位移。

反光镜调节时，先松开锁紧螺栓20，通过两个对角的调节螺栓5对浮动座2的倾斜角度进行调节，调节过程中钢珠6可360度旋转对浮动座2进行支撑，通过蝶形弹簧19的弹力将固定座1和浮动座2之间进行拉紧以增加稳定性，调节完成后，再通过锁紧螺栓20将固定座1和浮动座2进行固定。工作时，冷却水在外部水泵的作用下从进水接头12经进水通道10进入水冷腔8，经水冷套筒7在内部与反光镜片4进行热交换后，再经出水通道11从出水接头13排出，可及时带走反光镜片4产生的热量，对反光镜片4进行降温。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：包括固定架，所述固定架上竖直设有直线导轨，直线导轨上滑动安装有滑座，所述滑座的一侧与激光头固连，激光头的下部安装距离传感器，激光头的上部连接伸缩套筒，伸缩套筒的顶部与固定架固连，固定架上位于伸缩套筒的上方安装有反射镜座，反射镜座上安装反射镜；所述滑座的另一侧与丝母固连，丝母与竖直设置的丝杠螺纹连接，丝杠的上下两端分别通过轴承座安装在固定架上，丝杠的顶端与安装在固定架上的电机相连；所述反射镜包括方形的固定座和浮动座，所述浮动座的中心孔内安装反光镜座，所述反光镜座内安装反光镜片，所述固定座的中心孔内设有水冷结构，所述水冷结构用于对反光镜片进行冷却；所述固定座和浮动座的其中两个对角分别设有用于对浮动座倾斜角度进行调节的调节螺栓，所述固定座和浮动座的另外一个角之间安装有钢珠，所述钢珠两侧设有用于将固定座和浮动座拉紧的弹性拉紧结构。

2.根据权利要求1所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述水冷结构包括水冷套筒，水冷套筒的顶部安装在反光镜座内与反光镜片接触，水冷套筒内部设有水冷腔，水冷套筒的底部安装水冷端盖，所述水冷端盖内设有与水冷腔相连通的进水通道和出水通道，进水通道与进水接头相连，出水通道与出水接头相连。

3.根据权利要求2所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述水冷端盖与水冷套筒内壁之间设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述固定座的上表面和浮动座的下表面分别设有位置相对的弧形卡槽，所述钢珠活动卡装在两个弧形卡槽内。

5.根据权利要求1所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述弹性拉紧结构包括分别设在固定座的下表面和浮动座的上表面位置相对的两个沉孔，一长螺套活动设在两个沉孔内，所述长螺套的两端分别螺纹连接有拉紧螺栓，拉紧螺栓与沉孔的底部之间分别设有套在长螺套外侧的蝶形弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述固定座和浮动座之间设有若干个锁紧螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述激光头包括上镜筒，上镜筒内安装有聚焦镜，上镜筒底部连接下镜筒，下镜筒底部设有激光嘴。

8.根据权利要求7所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述聚焦镜通过安装在上镜筒内的弹性挡圈进行固定。

9.根据权利要求7所述的一种伺服调节外置传感自动对焦激光头总成，其特征在于：所述下镜筒的一侧设有进气接头。

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