專利名稱：激光加工頭的智能調(diào)焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工系統(tǒng)，具體地說是ー種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置。
背景技術(shù)：
對于激光加工系統(tǒng)，不論是在激光切割中，或是激光焊接，激光熔覆中，都存在著隨著工件材質(zhì)的變化，エ件厚度的變化，對激光焦點相對于エ件的位置有不同的要求，以達(dá)到最佳的加工效果。對ー塊激光聚焦鏡片來講，它的焦點從鏡片制造出來就已經(jīng)是確定的，它由鏡片的表面的曲率所決定。就激光切割而言，為了達(dá)到最佳的切割效果，激光的焦點有時要設(shè)定在エ件的表面上，叫作負(fù)離焦；有時要設(shè)在エ件的內(nèi)部或低部，叫作正離焦。要調(diào)節(jié)的不是 鏡片的焦點，而是激光的工作焦距。激光的工作焦距=鏡片的焦點土離焦。傳統(tǒng)的調(diào)焦方法，是將加工頭的噴嘴安裝在一個帶有螺紋的零件上，利用螺紋的旋轉(zhuǎn)，改變噴嘴與聚焦鏡片之間的距離，達(dá)到改變工作焦點的目的。這種調(diào)焦方法，完全依靠人工，調(diào)整過程繁瑣費時；當(dāng)エ件或材料改變了，又要將機床停下來，重新設(shè)置焦點。另夕卜，由于螺紋的加工誤差，或是噴嘴中心孔的加工誤差，在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)焦后，激光聚焦后的光軸和噴嘴的激光射出孔的同心度也發(fā)生了變化，所以在工作焦點重調(diào)以后，必須對激光束和射出孔的同軸性進行重建，這個過程往往要占用不少的工作時間，當(dāng)然降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提供一種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，該調(diào)焦裝置精度高、效率高。按照本發(fā)明的技術(shù)方案一種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，包括外套及聚焦鏡片，所述外套的兩端分別設(shè)置有槍頭連接端蓋及光纖激光器連接端蓋，所述外套的外壁上固定有直線電機，所述直線電機的電機輸出軸平行于所述外套的軸線，所述電機輸出軸上固定有驅(qū)動滑塊，所述驅(qū)動滑塊上固定有驅(qū)動磁鋼；所述外套內(nèi)滑動配合有滑套，所述滑套上固定有與所述驅(qū)動磁鋼相配合的對偶導(dǎo)磁體，所述聚焦鏡片固定于所述滑套內(nèi)。所述驅(qū)動磁鋼采用銣鐵硼材料。所述外套的外壁上開有軸向滑槽，所述滑槽中設(shè)置有隔離密封片，所述驅(qū)動磁鋼及所述對偶導(dǎo)磁體分別位于所述隔離密封片的兩側(cè)。所述外套上固定有覆蓋所述電機輸出軸、所述驅(qū)動滑塊及所述驅(qū)動磁鋼的防護罩。所述防護罩上開有零位開關(guān)孔。所述直線電機采用貫穿軸式直線電機。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明將聚焦鏡片固定在滑套內(nèi)，利用直線電機的直線運動，帶動位于滑套內(nèi)的聚焦鏡片的移動，從而實現(xiàn)聚焦鏡片的智能化自動調(diào)焦；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，精度高，操作方便，效率高。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的主視圖。圖3為圖2中的A-A剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明。圖I 圖3中，包括直線電機I、電機輸出軸2、驅(qū)動滑塊3、驅(qū)動磁鋼4、對偶導(dǎo)磁 體5、滑套6、聚焦鏡片7、槍頭連接端蓋8、光纖激光器連接端蓋9、隔離密封片10、零位開關(guān)孔11、外套12、防護罩13、滑槽14等。如圖I 圖3所示，本發(fā)明是一種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，包括筒形的外套12。外套12的一端固定有槍頭連接端蓋8，用于與加工頭的槍頭部分連接，其另一端固定有光纖激光器連接端蓋9，用于連接光纖激光器的QBH快速插頭。外套12的外壁上固定有直線電機1，直線電機I采用貫穿軸式直線電機。直線電機I的電機輸出軸2平行于外套12的軸線，電機輸出軸2上固定有驅(qū)動滑塊3，驅(qū)動滑塊3上固定有驅(qū)動磁鋼4，驅(qū)動磁鋼4采用銣鐵硼材料。外套12上還固定有覆蓋電機輸出軸2、驅(qū)動滑塊3及驅(qū)動磁鋼4的防護罩13，起保護作用。防護罩13上開有零位開關(guān)孔11，用來安裝霍爾元件。外套12內(nèi)滑動配合有滑套6，滑套6的外壁上固定有與驅(qū)動磁鋼4相配合的對偶導(dǎo)磁體5，聚焦鏡片7固定于滑套6內(nèi)。在外套12的外壁上開有軸向滑槽14，滑槽14中設(shè)置有隔離密封片10，驅(qū)動磁鋼4及對偶導(dǎo)磁體5分別位于隔離密封片10的兩側(cè)。隔離密封片10起隔離防塵的作用。本發(fā)明的工作過程如下直線電機I接受到系統(tǒng)發(fā)來的步進脈沖群和方向脈沖信號后，根據(jù)送來的脈沖數(shù)和方向要求開始工作，于是直線電機I的電機輸出軸2被推出或被縮回，固定在輸出軸2軸端的非磁性滑塊3隨著輸出軸2直線移動，在滑塊3上固定有驅(qū)動磁鋼4，磁鋼4在移動時，磁力線穿過隔離密封片，拉動固定在聚焦鏡片7滑套6上的導(dǎo)磁體5，帶動滑套6 —道移動，同時滑套6內(nèi)固定的聚焦鏡片7同步移動，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的位置后，電機I停止運動，于是聚焦鏡片7便被固定在需要的位置上。由于電機輸出軸2，是利用刻制在軸上的螺紋實現(xiàn)直線運動的，而軸上的螺紋導(dǎo)程極小，具有較強的運動自鎖能力，即使切斷電源，設(shè)定的位置也不會變化，所以聚焦鏡片7被移動到設(shè)定的焦距后即可斷電，直到下一次需要改變焦點時為止，在此期間，不必對裝置供電。為了使自動調(diào)節(jié)焦點準(zhǔn)確無誤，在運行路程上，設(shè)有由霍爾元件組成的零位開關(guān)，調(diào)節(jié)程序開始時，首先進入找原點過程，在確認(rèn)零點后，再送入原始焦點的理論脈沖數(shù)加上焦點修正的偏移量脈沖，以確保自動調(diào)焦的準(zhǔn)確無誤。由于電機I的直線位移，依賴于調(diào)焦系統(tǒng)發(fā)出的工作脈沖，所以屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。本發(fā)明利用貫穿軸式直線電機I的直線運動，帶動位于滑套6內(nèi)的聚焦鏡片7的移動，從而實現(xiàn)聚焦鏡片的智能化自動調(diào)焦。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，在開環(huán)驅(qū)動時可達(dá)到O. Olmm的定位精度。2、焦點位置不用加電即可鎖定，斷電后，能長期保持直到下一次調(diào)焦，因此節(jié)能環(huán)保。3、由于鏡片滑套運動時中心機械運動的同軸誤差小于O. 01_，對光軸不會再造成實質(zhì)上的偏移，因此在焦點被改變的前后，均不影響噴嘴中心孔與光軸的同軸性，一次將光軸同心度調(diào)好后，調(diào)焦后不用再次對中，給操作者帶來極大的方便。4、整個調(diào)節(jié)過程可納入系統(tǒng)切割エ藝數(shù)據(jù)庫，當(dāng)操作者在系統(tǒng)操 作界面上，選擇了待加工的エ件材質(zhì)和厚度后，系統(tǒng)將從系統(tǒng)的切割エ藝數(shù)據(jù)庫自動檢索到焦點正、負(fù)偏移量的數(shù)據(jù)，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)自動送到控制焦點運動伺服部件，焦點便移動到相應(yīng)的位置，從而實現(xiàn)激光焦點的自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)加エ頭激光焦點調(diào)節(jié)智能化。
權(quán)利要求
1.一種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，包括外套(12)及聚焦鏡片(7)，所述外套(12)的兩端分別設(shè)置有槍頭連接端蓋(8 )及光纖激光器連接端蓋(9 )，其特征是所述外套(12 )的外壁上固定有直線電機(1)，所述直線電機(I)的電機輸出軸(2)平行于所述外套(12)的軸線，所述電機輸出軸(2)上固定有驅(qū)動滑塊(3)，所述驅(qū)動滑塊(3)上固定有驅(qū)動磁鋼(4);所述外套(12)內(nèi)滑動配合有滑套(6)，所述滑套(6)上固定有與所述驅(qū)動磁鋼(4)相配合的對偶導(dǎo)磁體(5)，所述聚焦鏡片(7)固定于所述滑套(6)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求I所述的激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，其特征是所述驅(qū)動磁鋼(4)采用銣鐵硼材料。
3.按照權(quán)利要求I所述的激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，其特征是所述外套(12)的外壁上開有軸向滑槽(14)，所述滑槽(14)中設(shè)置有隔離密封片(10)，所述驅(qū)動磁鋼(4)及所述對偶導(dǎo)磁體(5)分別位于所述隔離密封片(10)的兩側(cè)。
4.按照權(quán)利要求I所述的激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，其特征是所述外套(12)上固定有覆蓋所述電機輸出軸(2 )、所述驅(qū)動滑塊(3 )及所述驅(qū)動磁鋼(4 )的防護罩(13 )。
5.按照權(quán)利要求4所述的激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，其特征是所述防護罩(13)上開有零位開關(guān)孔(11)。
6.按照權(quán)利要求I所述的激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，其特征是所述直線電機(I)采用貫穿軸式直線電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光加工頭的智能調(diào)焦裝置，包括外套及聚焦鏡片，所述外套的兩端分別設(shè)置有槍頭連接端蓋及光纖激光器連接端蓋，所述外套的外壁上固定有直線電機，所述直線電機的電機輸出軸平行于所述外套的軸線，所述電機輸出軸上固定有驅(qū)動滑塊，所述驅(qū)動滑塊上固定有驅(qū)動磁鋼；所述外套內(nèi)滑動配合有滑套，所述滑套上固定有與所述驅(qū)動磁鋼相配合的對偶導(dǎo)磁體，所述聚焦鏡片固定于所述滑套內(nèi)。本發(fā)明將聚焦鏡片固定在滑套內(nèi)，利用直線電機的直線運動，帶動位于滑套內(nèi)的聚焦鏡片的移動，從而實現(xiàn)聚焦鏡片的智能化自動調(diào)焦；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，精度高，操作方便，效率高。
文檔編號B23K26/04GK102699527SQ201210205518
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者吳德林 申請人:無錫創(chuàng)科源激光裝備股份有限公司