一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)焦裝置，特別是涉及一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置，屬于激光加工輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，激光加工設(shè)備在半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。由于激光是通過聚焦之后進(jìn)行切割、焊接、打孔等加工，因此激光束焦點(diǎn)與被加工工件表面的相對(duì)位置也顯得異常重要。
[0003]常規(guī)的激光對(duì)焦方法主要有:燒斑法、紅外攝像法、小孔掃描法等。其中燒斑法最為常用，只需取一張濕紙貼在工件表面即可，簡(jiǎn)單易行；但是此法只能向人們提供大致的焦點(diǎn)輪廓，且由于材料的橫向熱傳導(dǎo)效應(yīng)，使燒取的焦點(diǎn)圖樣失真，有時(shí)模糊不清，對(duì)焦不準(zhǔn)確；以及在確定加工初始位置時(shí)，采用精確度不高的目測(cè)法，不能滿足精加工的要求。上述這種操作者根據(jù)已知加工頭焦距大小或引導(dǎo)光斑的大小，來粗略確定離焦量的對(duì)焦方式誤差大、效率低，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。
[0004]另外，通過測(cè)量成像裝置上的引導(dǎo)光斑大小來進(jìn)行對(duì)焦，效率及準(zhǔn)確度雖然有所提高，但附加的成像裝置成本大幅提高，加上光在材料表面存在反射，光斑尺寸受材料表面狀態(tài)和外界干擾的影響均較大，成像裝置所獲得的光斑圖像尺寸識(shí)別算法復(fù)雜，軟件開發(fā)成本高，以至于很難得到廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置，特別適用于激光焊接、激光切割和激光熔覆等激光加工設(shè)備。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置，不僅可實(shí)現(xiàn)激光加工頭的精確對(duì)焦，而且可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)離焦量，適用范圍廣，同時(shí)具有手動(dòng)和自動(dòng)雙重對(duì)焦功能，極具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置，包括依次連接的快接支座、高度調(diào)節(jié)組件和傳感器套筒，所述傳感器套筒中依次套裝有對(duì)焦針、離焦量指示針、線性彈簧、上墊塊和連接有信號(hào)輸出接口的壓力傳感器。
[0008]其中，所述壓力傳感器與傳感器套筒連接后壓住上墊塊，所述傳感器套筒的外表面繪制有離焦量刻度、外側(cè)壁開設(shè)有供離焦量指示針滑移的槽口。
[0009]而且，所述離焦量指示針的初始位置指向離焦量刻度的起始刻度，當(dāng)對(duì)焦針受壓帶動(dòng)離焦量指示針移動(dòng)后通過人工讀取離焦量刻度獲得離焦量完成人工對(duì)焦；所述信號(hào)輸出接口與外設(shè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，當(dāng)對(duì)焦針受壓帶動(dòng)線性彈簧壓縮通過上墊塊將壓力傳遞給壓力傳感器后通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行壓力信號(hào)處理獲得離焦量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:還包括過渡盤，其頂面與快接支座的底面相連、底面與高度調(diào)節(jié)組件相連。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述過渡盤的頂面設(shè)有外螺紋凸起，所述快接支座的底面設(shè)有與外螺紋凸起相匹配連接的內(nèi)螺紋凹槽。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述高度調(diào)節(jié)組件包括外螺紋柱和內(nèi)螺紋套筒，所述外螺紋柱通過螺紋相連于內(nèi)螺紋套筒中，所述內(nèi)螺紋套筒的底面與傳感器套筒的頂面相連。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述內(nèi)螺紋套筒的底面與傳感器套筒的頂面通過螺紋連接。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述內(nèi)螺紋套筒的底面設(shè)有內(nèi)螺紋凹坑，所述傳感器套筒的頂面設(shè)有與內(nèi)螺紋凹坑相匹配連接的外螺紋缺口。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述外螺紋柱為中空設(shè)置；所述外螺紋柱和內(nèi)螺紋套筒均采用鋁合金材料。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述傳感器套筒的內(nèi)筒壁設(shè)有用于壓力傳感器螺紋連接固定的內(nèi)螺紋段，所述壓力傳感器通過底部外螺紋與內(nèi)螺紋段螺紋相連后壓住上墊塊。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述快接支座、過渡盤、上墊塊和傳感器套筒均采用鋁合金材料，所述對(duì)焦針為不銹鋼材料。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述對(duì)焦針的針頭端為圓頭或尖頭。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:不僅可實(shí)現(xiàn)激光加工頭的精確對(duì)焦，而且可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)離焦量，具有結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)、適用范圍廣的諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0020]上述內(nèi)容僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1所示，一種基于壓力傳感的激光加工頭輔助對(duì)焦裝置，包括依次連接的快接支座1、過渡盤2、高度調(diào)節(jié)組件和傳感器套筒10，所述高度調(diào)節(jié)組件包括外螺紋柱3和內(nèi)螺紋套筒4，所述外螺紋柱3通過螺紋相連于內(nèi)螺紋套筒4中，所述內(nèi)螺紋套筒4的底面與傳感器套筒10的頂面相連；所述傳感器套筒10中依次套裝有對(duì)焦針11、離焦量指示針9、線性彈簧8、上墊塊7和連接有信號(hào)輸出接口 5的壓力傳感器6，所述壓力傳感器6與傳感器套筒10連接后壓住上墊塊7，所述傳感器套筒10的外表面繪制有離焦量刻度12、外側(cè)壁開設(shè)有供離焦量指示針9滑移的槽口(圖中未示出)。
[0024]所述離焦量指示針9的初始位置指向離焦量刻度12的起始刻度kx，當(dāng)對(duì)焦針11受壓帶動(dòng)離焦量指示針9移動(dòng)后通過人工讀取離焦量刻度12獲得離焦量完成人工對(duì)焦；所述信號(hào)輸出接口 5與外設(shè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(圖中未示出)相連，當(dāng)對(duì)焦針11受壓帶動(dòng)線性彈簧8壓縮通過上墊塊7將壓力傳遞給壓力傳感器6后通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行壓力信號(hào)處理獲得離焦量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。
[0025]為了減輕整個(gè)輔助對(duì)焦裝置的重量，所述快接支座1、過渡盤2、外螺紋柱3、內(nèi)螺紋套筒4、上墊塊7和傳感器套筒10均采用鋁合金材料，所述對(duì)焦針11為不銹鋼材料，以及所述外螺紋柱3采用中空設(shè)置。
[0026]所述快接支座I用于與激光加工頭(如焊接頭、切割頭、熔覆頭等)進(jìn)行連接，可根據(jù)不同廠家激光加工頭的結(jié)構(gòu)差異，進(jìn)行快接支座I的匹配式設(shè)定，可以采用插銷式配合結(jié)構(gòu)，從而保證轉(zhuǎn)配便捷穩(wěn)固。
[0027]所述過渡盤2的頂面設(shè)有外螺紋凸起21，所述快接支座I的底面設(shè)有與外螺紋凸起21相匹配連接的內(nèi)螺紋凹槽22，所述過渡盤2的底面與外螺紋柱3螺紋相連；所述快接支座I和過渡盤2通過螺紋連接，實(shí)現(xiàn)快速連接的同時(shí)，可針對(duì)不同的激光加工頭更換不同結(jié)構(gòu)的快接支座1，而不用更換快接支座I底面以下的對(duì)焦裝置主體。
[0028]所述外螺紋柱3通過螺紋相連于內(nèi)螺紋套筒4中，通過外螺紋柱3和內(nèi)螺紋套筒4裝配的深淺，可以調(diào)節(jié)整個(gè)對(duì)焦裝置的高度，保證與所使用的激光加工頭焦距尺寸相匹配；中空外螺紋柱3和內(nèi)螺紋套筒4的螺紋長(zhǎng)度直接決定了輔助對(duì)焦裝置可裝配的激光加工頭的焦距尺寸，可根據(jù)實(shí)際使用的激光加工頭焦距尺寸改