螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體指可廣泛應(yīng)用于YAG激光器和光纖激光切割頭以及激光焊接頭的一種螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光加工技術(shù)近幾年在國(guó)內(nèi)廣泛普及和發(fā)展，利用激光切割或焊接金屬技術(shù)尤其得到了廣泛應(yīng)用。激光切割或焊接金屬采用激光切割/焊接頭，其內(nèi)均設(shè)置有聚焦鏡片，利用聚焦鏡片將光源聚集形成高功率密度激光束后照射工件加工部位，使工件被照射部位迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)金屬工件的切割或焊接加工；
[0003]加工前聚焦鏡片與被加工材料之間的距離是需要調(diào)整的(即調(diào)焦)，當(dāng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)到最佳位置時(shí)，才能產(chǎn)生最好的效果。
[0004]現(xiàn)有的激光切割/焊接頭調(diào)焦裝置不同程度的存在如下問(wèn)題:
[0005]1、調(diào)焦精度不夠準(zhǔn)確，為達(dá)到最佳效果需要耗用較長(zhǎng)的時(shí)間反復(fù)調(diào)整；2、調(diào)焦工作完成后，在加工過(guò)程中由于機(jī)床的高速運(yùn)動(dòng)和調(diào)焦結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺陷，聚焦鏡片移動(dòng)，焦點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化，降低加工質(zhì)量，甚至影響加工作業(yè)連貫性。3、調(diào)焦機(jī)構(gòu)的故障率偏高，維護(hù)成本大。
[0006]尤其是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)廣泛使用的一種國(guó)外引進(jìn)的撥叉式調(diào)焦機(jī)構(gòu)激光切割頭，它在實(shí)際應(yīng)用上較為突出的表現(xiàn)了上述調(diào)焦問(wèn)題。如圖1?2所示，撥叉式調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括聚焦鏡殼體3，其外輪廓為立方形，內(nèi)腔沿水平方向開(kāi)有圓孔，圓孔內(nèi)裝有滑動(dòng)套2，滑動(dòng)套2的下端安裝有聚焦鏡片I ;滑動(dòng)套2外壁垂直于滑動(dòng)套2的軸線(xiàn)安裝有撥叉軸24，撥叉軸24 —端與滑動(dòng)套2采用螺紋連接，撥叉軸24的另一端穿過(guò)聚焦鏡殼體3伸入升降旋鈕25內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)，升降旋鈕25的外側(cè)有鎖緊旋鈕26，升降旋鈕25和鎖緊旋鈕26均通過(guò)撥動(dòng)軸27同軸定位在聚焦鏡殼體3上，撥動(dòng)軸27的內(nèi)端頭有螺紋與聚焦鏡殼體3連接。這種撥叉式調(diào)焦機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)鏡片焦距的原理，是利用升降旋鈕25與滑動(dòng)套2中心錯(cuò)開(kāi)相應(yīng)的距離，當(dāng)升降旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)套2在撥叉軸24的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上或下的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。由于滑動(dòng)套2從下死點(diǎn)到上死點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)高度固定在1mm的范圍內(nèi)，因此撥叉軸24僅能上下活動(dòng)10mm，對(duì)應(yīng)的升降旋鈕25的轉(zhuǎn)動(dòng)角度局限于70°，也就是升降旋鈕25每扭轉(zhuǎn)7°，固定在滑動(dòng)套2內(nèi)的聚焦鏡片I隨滑動(dòng)套2上升或下降約1mm，對(duì)于如此巨大動(dòng)作反映，業(yè)內(nèi)稱(chēng)為粗調(diào)。也就是當(dāng)升降旋鈕25略為扭動(dòng)一點(diǎn)角度，聚焦鏡片I的焦點(diǎn)就上下跑動(dòng)了許多，因此，一來(lái)很難達(dá)到激光切割加工的調(diào)整精度，同時(shí)大幅增加了調(diào)整的時(shí)間；再者，受撥叉方式調(diào)焦結(jié)構(gòu)的限制，當(dāng)升降旋鈕25把聚焦鏡片I調(diào)節(jié)到理想高度時(shí)，必須把通過(guò)鎖緊旋鈕26將升降旋鈕25鎖死在相應(yīng)位置上，由于鎖緊旋鈕26和升降旋鈕25是同軸設(shè)置的，當(dāng)鎖緊旋鈕26扭動(dòng)時(shí)，容易帶動(dòng)升降旋鈕25，從而影響調(diào)焦效果；另外，撥叉軸24和撥動(dòng)軸27均通過(guò)螺紋分別固定在滑動(dòng)套2和聚焦鏡殼體3上，一方面，在切割過(guò)程中由于機(jī)床的振動(dòng)，會(huì)使撥動(dòng)軸27內(nèi)端的螺紋逐漸松動(dòng)退出，另一方面，由于撥叉軸24在調(diào)整過(guò)程中受到正反兩個(gè)作用力影響，長(zhǎng)時(shí)間的使用也會(huì)發(fā)生螺紋松脫，一旦發(fā)生退扣將會(huì)使滑動(dòng)套2在聚焦鏡殼體3內(nèi)處于浮動(dòng)狀態(tài)，激光設(shè)備在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)激光焦點(diǎn)也相應(yīng)抖動(dòng)，導(dǎo)致切割或焊接質(zhì)量下降，最后停止工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的就是要克服現(xiàn)有調(diào)焦裝置存在的缺陷，提供一種調(diào)焦方便，使用壽命長(zhǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精密微調(diào)的螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括聚焦鏡殼體、活動(dòng)安裝在聚焦鏡殼體內(nèi)腔中的滑動(dòng)套、固定安裝在滑動(dòng)套內(nèi)腔中的聚焦鏡片、以及用于驅(qū)使滑動(dòng)套位移的撥動(dòng)軸，所述聚焦鏡殼體的外壁上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向槽，所述滑動(dòng)套的外壁上開(kāi)設(shè)有定位孔，所述撥動(dòng)軸的一端與定位孔相連，所述撥動(dòng)軸的另一端穿過(guò)導(dǎo)向槽伸出在聚焦鏡殼體之外，其特殊之處在于:
[0009]所述聚焦鏡殼體外壁上對(duì)應(yīng)于撥動(dòng)軸伸出的一側(cè)設(shè)置有支撐座，所述支撐座上設(shè)置有只能在其上旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)螺母，所述調(diào)節(jié)螺母的軸心線(xiàn)與滑動(dòng)套的移動(dòng)方向平行布置，所述調(diào)節(jié)螺母內(nèi)設(shè)置有與其相匹配的調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)螺桿位于支撐座外部的一端設(shè)置有軸向刻度標(biāo)識(shí)，所述調(diào)節(jié)螺桿位于支撐座內(nèi)部的一端設(shè)置有鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘與連接套的一端橫向通孔嵌套鎖緊固定，所述連接套的另一端縱向盲孔與撥動(dòng)軸的另一端活動(dòng)插接配合；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母驅(qū)動(dòng)與其配合的調(diào)節(jié)螺桿作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，即可通過(guò)連接套、撥動(dòng)軸帶動(dòng)滑動(dòng)套在聚焦鏡殼體內(nèi)作平行滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)套內(nèi)聚焦鏡片的精密調(diào)焦。
[0010]進(jìn)一步地，所述支撐座由拆分結(jié)構(gòu)的第一半支撐座和第二半支撐座組合而成，通過(guò)螺釘組件安裝固定在聚焦鏡殼體外壁上；所述調(diào)節(jié)螺母的兩端分別設(shè)置有起支承作用的第一墊片和第二墊片，所述第一墊片嵌置在第一半支撐座與調(diào)節(jié)螺母一端圍合成的墊片凹槽中，所述第二墊片嵌置在調(diào)節(jié)螺母另一端與第二半支撐座圍合成的墊片凹槽中，從而支承住調(diào)節(jié)螺母使其只能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，可以便于調(diào)節(jié)螺母的安裝與調(diào)試。
[0011]作為優(yōu)選地，所述第一墊片和第二墊片為聚四氟乙烯墊片。這樣，可以利用墊片較小的摩擦系數(shù)和良好的自潤(rùn)滑作用，優(yōu)化操作過(guò)程中的手感，實(shí)現(xiàn)細(xì)微旋動(dòng)，提高調(diào)整精度。
[0012]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)螺母的外壁上設(shè)置有與調(diào)節(jié)螺桿的軸向刻度標(biāo)識(shí)協(xié)同使用的周向刻度標(biāo)識(shí)；作為優(yōu)選方案，所述調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿的配合螺距為1_，所述軸向刻度標(biāo)識(shí)的間距為1mm，所述周向刻度標(biāo)識(shí)為每圈50等分；所述調(diào)節(jié)螺桿位于支撐座外部的一端設(shè)置有罩住軸向刻度標(biāo)識(shí)的透明觀察罩；這樣，根據(jù)刻度標(biāo)識(shí)以及透明觀察罩可以直觀的觀察調(diào)焦操作，對(duì)聚焦鏡片進(jìn)行微調(diào)，提高調(diào)焦效率。
[0013]進(jìn)一步地，所述撥動(dòng)軸位于導(dǎo)向槽內(nèi)的一段上套裝有滾動(dòng)套。這樣，使撥動(dòng)軸與導(dǎo)向槽滾動(dòng)摩擦，減小調(diào)焦阻力。
[0014]進(jìn)一步地，所述聚焦鏡殼體的外壁上還開(kāi)設(shè)有鎖定螺孔，所述鎖定螺孔內(nèi)設(shè)置有輔助鎖緊螺釘，所述輔助鎖緊螺釘可與滑動(dòng)套外壁頂緊配合；優(yōu)選地，所述滑動(dòng)套外壁上對(duì)應(yīng)于輔助鎖緊螺釘頂緊處呈平面狀。這樣，可以進(jìn)一步防止在調(diào)焦完成后滑動(dòng)套相對(duì)于聚焦鏡殼體出現(xiàn)位移導(dǎo)致焦點(diǎn)浮動(dòng)的情況發(fā)生，保證了加工過(guò)程中焦點(diǎn)的位置固定。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:它結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)成本低，外觀精巧，方便操作，其具有精確的刻度顯示標(biāo)識(shí)，可直觀的顯示出聚焦鏡片與被加工零件之間的相對(duì)高度，使調(diào)焦過(guò)程更精準(zhǔn)便捷；由于采用螺桿螺母的螺紋配合結(jié)構(gòu)，通過(guò)自鎖實(shí)現(xiàn)聚焦鏡片定位，免除了撥叉結(jié)構(gòu)中難以穩(wěn)定鏡片位置的缺陷，通過(guò)采用上述螺桿式精密調(diào)焦結(jié)構(gòu)，可使聚焦鏡片的調(diào)焦精度達(dá)到0.01mm，完全滿(mǎn)足市場(chǎng)各款激光加工頭調(diào)焦精度的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有激光切割頭撥叉式調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖3的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:聚焦鏡片I ;滑動(dòng)套2(其中:定位孔2.1);聚焦鏡殼體3(其中:導(dǎo)向槽3.1 ;鎖定螺孔3.2);撥動(dòng)軸4 ;滾動(dòng)套5 ;連接套6 ;鎖緊螺釘7 ;調(diào)節(jié)螺桿8(其中:軸向刻度標(biāo)識(shí)8.1);支撐座9 (其中:第一半支撐座9.1 ;第二半支撐座9.2);調(diào)節(jié)螺母10 (其中:周向刻度標(biāo)識(shí)10.1);輔助鎖緊螺釘11 ;透明觀察罩12 ;第一墊片13 ;第二墊片14。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]圖1?2中所示的為現(xiàn)有激光切割頭撥叉式調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意，其結(jié)構(gòu)在前文已有描述，在此不再贅述。
[0024]圖3?4中所示的螺桿式激光精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)，聚焦鏡殼體3、活動(dòng)安裝在聚焦鏡殼