一種激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光加工技術(shù)，具體的說是一種應(yīng)用于加工幅面較大的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光加工應(yīng)用中，用于加工的激光束通過光學聚焦系統(tǒng)將激光束聚焦為較小的光斑，獲得很高的功率密度使材料被加熱、熔化或蒸發(fā)，實現(xiàn)對材料的切割、焊接、熔覆、鉆孔等加工應(yīng)用。由于激光光束不是平行的，當激光加工頭裝置在機械設(shè)備上移動時，激光光路傳遞的距離會隨之變化，激光光束的直徑和焦點位置也在不斷改變，激光光路傳遞的越遠，焦點位置變化越大，為了確保大幅面激光設(shè)備加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，要求激光焦點位置的波動范圍應(yīng)小于激光聚焦焦深范圍以內(nèi)。目前的激光加工調(diào)焦技術(shù)，其基本原理是采用一種傳感器來檢測焦點位置的偏移量，一旦檢測到焦點位置偏離原位置，則立即輸出信號給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)Z軸移動系統(tǒng)將激光焦點調(diào)回到原來位置，實現(xiàn)保證激光焦點位置不變的功能。但這種方式要頻繁的調(diào)節(jié)Z軸移動系統(tǒng)，會占用大量的有效加工時間，而且對Z軸的移動系統(tǒng)控制精度要求也很高，Z軸移動系統(tǒng)一旦出故障就會影響物料加工質(zhì)量。本實用新型能在不調(diào)節(jié)Z軸的情況下實現(xiàn)焦點調(diào)整，保證大幅面激光設(shè)備的加工穩(wěn)定性和一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠解決大幅面激光加工設(shè)備對激光焦距實時調(diào)節(jié)的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
[0005]—種激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，包括激光發(fā)生器，其特征在于:所述激光發(fā)生器的發(fā)射光束沿X軸方向經(jīng)激光反射鏡反射后形成沿Y軸方向行進的反射光束，反射光束經(jīng)曲率可調(diào)鏡片反射后形成沿Z軸方向行進的調(diào)節(jié)光束，調(diào)節(jié)光束進入激光切割頭后聚焦形成切割光束對物料進行切割加工;所述的曲率可調(diào)鏡片由控制系統(tǒng)控制其曲率的變化以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。
[0006]所述的曲率可調(diào)鏡片由對應(yīng)的氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)對應(yīng)控制且氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)與控制系統(tǒng)直接相連。
[0007]所述的控制系統(tǒng)根據(jù)激光切割頭的實時位置信息，調(diào)整氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制電壓以相應(yīng)改變曲率可調(diào)鏡片鏡腔內(nèi)的氣壓，最終改變曲率可調(diào)鏡片的實時曲率以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。
[0008]所述激光切割頭的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡，調(diào)節(jié)光束經(jīng)聚焦鏡聚焦形成切割光束后由切割光束上的激光焦點對物料進行切割加工。
[0009]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點:
[0010]本實用新型的自動調(diào)焦裝置能夠根據(jù)激光切割頭在加工幅面上的不同位置，對氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)發(fā)出變化的電壓指令，氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)曲率可調(diào)鏡片鏡腔內(nèi)的氣體壓力，以改變曲率可調(diào)鏡片的曲率，根據(jù)需要對激光的焦距進行實時調(diào)整，從而實現(xiàn)自動調(diào)焦的功能;該自動調(diào)焦裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且自動調(diào)焦精度高，故適宜推廣使用。
【附圖說明】
[0011]附圖1為本實用新型的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖2為本實用新型的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置光路傳輸示意圖。
[0013]其中:1一激光發(fā)生器;2一發(fā)射光束;3一激光反射鏡;4一反射光束;5一曲率可調(diào)鏡片;6—調(diào)節(jié)光束;7—激光切割頭;8—聚焦鏡;9一切割光束；10—激光焦點；11 一控制系統(tǒng)；12—氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0015]如圖1-2所示:一種激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，包括放置在X軸上的激光發(fā)生器1、設(shè)置于X、Y軸方向交點上的激光反射鏡3、設(shè)置于Y、Z軸方向交點上的曲率可調(diào)鏡片5、安裝在Ζ軸方向上的激光切割頭7以及設(shè)在該激光切割頭7內(nèi)的聚焦鏡8，該激光發(fā)生器1的發(fā)射光束2沿X軸方向經(jīng)激光反射鏡3反射后形成沿Υ軸方向行進的反射光束4，反射光束4經(jīng)曲率可調(diào)鏡片5聚焦反射后形成沿Ζ軸方向行進的調(diào)節(jié)光束6，調(diào)節(jié)光束6進入激光切割頭7后聚焦形成切割光束9對物料進行切割加工，曲率可調(diào)鏡片5由控制系統(tǒng)11控制其曲率的變化以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。進一步來說，曲率可調(diào)鏡片5由對應(yīng)的氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)12對應(yīng)控制且氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)12與控制系統(tǒng)11直接相連，控制系統(tǒng)11根據(jù)激光切割頭7的實時位置信息，調(diào)整氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)12的控制電壓以相應(yīng)改變曲率可調(diào)鏡片5鏡腔內(nèi)的氣壓，最終改變曲率可調(diào)鏡片5的實時曲率以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。另外該激光切割頭7的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡8，調(diào)節(jié)光束6經(jīng)聚焦鏡8聚焦形成切割光束9后由切割光束9上的激光焦點10對物料進行切割加工；即激光發(fā)生器1發(fā)出的激光先后經(jīng)激光反射鏡3和曲率可調(diào)鏡片5反射后形成沿Ζ軸傳播的加工激光束，經(jīng)聚焦鏡8聚焦后對物料進行加工。
[0016]本實用新型的自動調(diào)焦裝置能夠根據(jù)激光切割頭7在加工幅面上的不同位置，對氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)12發(fā)出變化的電壓指令，氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)12根據(jù)控制系統(tǒng)11的指令調(diào)節(jié)曲率可調(diào)鏡片5鏡腔內(nèi)的氣體壓力，以改變曲率可調(diào)鏡片5的曲率，根據(jù)需要對激光的焦距進行實時調(diào)整，從而實現(xiàn)自動調(diào)焦的功能；該自動調(diào)焦裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且自動調(diào)焦精度高，故適宜推廣使用。
[0017]以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)；本實用新型未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，包括激光發(fā)生器(1)，其特征在于:所述激光發(fā)生器(1)的發(fā)射光束(2)沿X軸方向經(jīng)激光反射鏡(3)反射后形成沿Y軸方向行進的反射光束(4)，反射光束(4)經(jīng)曲率可調(diào)鏡片(5)反射后形成沿Z軸方向行進的調(diào)節(jié)光束(6)，調(diào)節(jié)光束(6)進入激光切割頭(7)后聚焦形成切割光束(9)對物料進行切割加工;所述的曲率可調(diào)鏡片(5 )由控制系統(tǒng)(11)控制其曲率的變化以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，其特征在于:所述的曲率可調(diào)鏡片(5)由對應(yīng)的氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)(12)對應(yīng)控制且氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)(12)與控制系統(tǒng)(11)直接相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，其特征在于:所述的控制系統(tǒng)(11)根據(jù)激光切割頭(7)的實時位置信息，調(diào)整氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)(12)的控制電壓以相應(yīng)改變曲率可調(diào)鏡片(5)鏡腔內(nèi)的氣壓，最終改變曲率可調(diào)鏡片(5)的實時曲率以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，其特征在于:所述激光切割頭(7)的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡(8)，調(diào)節(jié)光束(6)經(jīng)聚焦鏡(8)聚焦形成切割光束(9)，由切割光束(9 )上的激光焦點(10 )對物料進行切割加工。
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光加工設(shè)備的自動調(diào)焦裝置，包括激光發(fā)生器（1），其特征在于：所述激光發(fā)生器（1）的發(fā)射光束（2）沿X軸方向經(jīng)激光反射鏡（3）反射后形成沿Y軸方向行進的反射光束（4），反射光束（4）經(jīng)曲率可調(diào)鏡片（5）聚焦反射后形成沿Z軸方向行進的調(diào)節(jié)光束（6），調(diào)節(jié)光束（6）進入激光切割頭（7）后聚焦形成切割光束（9）對物料進行切割加工；所述的曲率可調(diào)鏡片（5）由控制系統(tǒng)（11）控制其曲率的變化以實現(xiàn)激光焦距的實時調(diào)節(jié)。本實用新型能夠根據(jù)激光切割頭在加工幅面上的不同位置對激光的焦距進行實時調(diào)整，從而實現(xiàn)自動調(diào)焦的功能；該自動調(diào)焦裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且自動調(diào)焦精度高，故適宜推廣使用。
【IPC分類】B23K26/046
【公開號】CN205096720
【申請?zhí)枴緾N201520889787
【發(fā)明人】周海京, 馬俊, 陳智華, 徐磊, 李鋼富
【申請人】南京光谷諾太精工科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月10日