專(zhuān)利名稱(chēng)：氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)焦機(jī)構(gòu)，特別涉及一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
激光加工設(shè)備利用高能激光束在材料或材料表面進(jìn)行切割、焊接、雕刻、熱處理等。激光器發(fā)出的激光束經(jīng)光路傳輸后，到達(dá)聚焦鏡，將光束聚焦，焦點(diǎn)處能量密度極大。不同的加工工藝，要求激光束的焦點(diǎn)相對(duì)于材料表面的位置不同，所以激光加工設(shè)備必須具備調(diào)整焦點(diǎn)的位置的功能。目前的激光加工設(shè)備中，調(diào)整焦點(diǎn)位置的方式主要有兩種:手動(dòng)調(diào)焦(旋動(dòng)位于激光加工頭上前端的電容隨動(dòng)傳感器相對(duì)于聚焦鏡的距離)和伺服電機(jī)自動(dòng)調(diào)焦(由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)聚焦鏡上下運(yùn)動(dòng))。手動(dòng)調(diào)整方式的缺點(diǎn)是調(diào)整效率低、操作不方便也不安全，伺服自動(dòng)調(diào)整則結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，該氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便，制造成本低。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括安裝座、鏡座、反射鏡和激光聚焦裝置，所述安裝座上設(shè)有一進(jìn)光通道和一出光通道，鏡座嵌設(shè)于安裝座上，反射鏡固定于鏡座上，反射鏡內(nèi)部形成一壓力腔，該壓力腔通過(guò)壓力接口與外界氣源連通，反射鏡壓力腔朝向安裝座內(nèi)部的一側(cè)壁為受壓力曲率能夠發(fā)生變化的鏡片膜，該鏡片膜能夠?qū)⑦M(jìn)光通道內(nèi)的光束反射后經(jīng)出光通道射入激光聚焦裝置的光束通道內(nèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射鏡內(nèi)的鏡片膜側(cè)壁上設(shè)有傳感器，所述傳感器能夠檢測(cè)鏡片膜變形量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器為一金屬應(yīng)變片。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射鏡壓力腔的壓力接口處設(shè)有一伺服比例閥，還設(shè)有一控制系統(tǒng)，傳感器傳信于控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制伺服閥調(diào)整進(jìn)入壓力腔的氣體壓力。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反射鏡上設(shè)有相互連通的供冷卻介質(zhì)流通的進(jìn)口、出口和冷卻通道。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，激光聚焦裝置包括一腔體，該腔體內(nèi)設(shè)有一供光束通過(guò)的通道，該通道內(nèi)嵌設(shè)有一聚焦透鏡。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光聚焦裝置的聚焦透鏡軸向兩側(cè)分別設(shè)有至少一個(gè)防護(hù)鏡。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述安裝座上進(jìn)光通道和出光通道呈相互垂直設(shè)置，反射鏡傾斜地安裝在鏡座上，鏡 座通過(guò)兩個(gè)微調(diào)螺釘和一個(gè)固定螺釘固定在安裝座上，兩個(gè)微調(diào)螺釘一個(gè)固定螺釘分別位于方形鏡座的三個(gè)角處，且兩微調(diào)螺釘位于鏡座的一條對(duì)角線上。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)氣壓使鏡片膜曲率發(fā)生變化來(lái)實(shí)現(xiàn)反射鏡的快速調(diào)焦，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，加工制造費(fèi)用低。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本發(fā)明的立體圖。
具體實(shí)施 方式實(shí)施例:一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括安裝座4、鏡座2、反射鏡3和激光聚焦裝置，所述安裝座4上設(shè)有一進(jìn)光通道和一出光通道，鏡座2嵌設(shè)于安裝座4上，反射鏡3固定于鏡座2上，反射鏡3內(nèi)部形成一壓力腔301，該壓力腔301通過(guò)壓力接口 30與外界氣源連通，反射鏡3壓力腔301朝向安裝座4內(nèi)部的一側(cè)壁為受壓力曲率能夠發(fā)生變化的鏡片膜305，該鏡片膜305能夠?qū)⑦M(jìn)光通道內(nèi)的光束反射后經(jīng)出光通道射入激光聚焦裝置的光束通道內(nèi)，激光束I經(jīng)反射鏡3的鏡片膜305反射后進(jìn)入激光聚焦裝置聚焦于焦點(diǎn)，然后進(jìn)行激光切割，壓力氣體由壓力接口 30進(jìn)入壓力腔301內(nèi)，壓力使鏡片膜305發(fā)生微形變，從而使鏡片膜305的反射面的曲率發(fā)生變化，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力腔301內(nèi)氣體的壓力，可得到不同的曲率，反射面可以呈現(xiàn)為平面、凸球面、凹球面。假定入射光束為平行光，經(jīng)平面反射后，仍然為平行光束，經(jīng)凸球面反射后，為發(fā)散光束，經(jīng)凹球面發(fā)散后，為匯聚光束。相應(yīng)地，經(jīng)過(guò)聚焦鏡聚焦后，焦點(diǎn)位置也不同。這就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)氣體壓力調(diào)整焦點(diǎn)位置，滿足了不同的加工工藝對(duì)激光束的焦點(diǎn)位置的需求。所述反射鏡3內(nèi)的鏡片膜305側(cè)壁上設(shè)有傳感器，所述傳感器能夠檢測(cè)鏡片膜305變形量，該傳感器檢測(cè)鏡片膜305的應(yīng)變量，從而換算出反射面的曲率變化量。所述傳感器為一金屬應(yīng)變片。所述反射鏡3壓力腔301的壓力接口 30處設(shè)有一伺服比例閥，還設(shè)有一控制系統(tǒng)，傳感器傳信于控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制伺服閥調(diào)整進(jìn)入壓力腔301的氣體壓力，從而實(shí)現(xiàn)反射面的曲率的自動(dòng)智能調(diào)節(jié)，使進(jìn)入到壓力腔301的氣體壓力是精確可調(diào)的。所述反射鏡3上設(shè)有相互連通的供冷卻介質(zhì)流通的進(jìn)口、出口和冷卻通道，具有高能量密度的激光束長(zhǎng)時(shí)間照射反射鏡3可導(dǎo)致其變形，影響其壽命，甚至燒損鏡片。所以需要對(duì)反射鏡3進(jìn)行降溫，冷卻劑由進(jìn)口進(jìn)入反射鏡3，經(jīng)過(guò)反射鏡3內(nèi)的冷卻通道，從出口流出，實(shí)現(xiàn)對(duì)反射鏡3的冷卻。所述激光聚焦裝置包括一腔體8，該腔體8內(nèi)設(shè)有一供光束通過(guò)的通道，該通道內(nèi)嵌設(shè)有一聚焦透鏡6。所述激光聚焦裝置的聚焦透鏡6軸向兩側(cè)分別設(shè)有至少一個(gè)防護(hù)鏡5，聚焦透鏡6上部的防護(hù)鏡5可阻擋其上部光路中運(yùn)動(dòng)件的碎屑和油脂的污染，聚焦透鏡6下部的防護(hù)鏡5可阻擋來(lái)自加工件熔渣和金屬蒸汽噴濺，有效保護(hù)了聚焦透鏡6不被污染和損傷，有效延長(zhǎng)了聚焦透鏡6的使用壽命。所述安裝座4上進(jìn)光通道和出光通道呈相互垂直設(shè)置，反射鏡3傾斜地安裝在鏡座2上，鏡座2通過(guò)兩個(gè)微調(diào)螺釘和一個(gè)固定螺釘固定在安裝座4上，兩個(gè)微調(diào)螺釘一個(gè)固定螺釘分別位于方形鏡座2的三個(gè)角處，且兩微調(diào)螺釘位于鏡座2的一條對(duì)角線上，調(diào)節(jié)微調(diào)螺釘，鏡座2相對(duì)于安裝座4的位置就會(huì)改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可變曲率反射鏡3相對(duì)入射激光束的姿態(tài)調(diào)整。 ·
權(quán)利要求
1.一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括安裝座(4)、鏡座(2)、反射鏡(3)和激光聚焦裝置，所述安裝座(4)上設(shè)有一進(jìn)光通道和一出光通道，鏡座(2)嵌設(shè)于安裝座(4)上，反射鏡(3)固定于鏡座(2)上，反射鏡(3)內(nèi)部形成一壓力腔(301)，該壓力腔(301)通過(guò)壓力接口(30)與外界氣源連通，反射鏡(3)壓力腔(301)朝向安裝座(4)內(nèi)部的一側(cè)壁為受壓力曲率能夠發(fā)生變化的鏡片膜(305)，該鏡片膜(305)能夠?qū)⑦M(jìn)光通道內(nèi)的光束反射后經(jīng)出光通道射入激光聚焦裝置的光束通道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述反射鏡(3)內(nèi)的鏡片膜(305)側(cè)壁上設(shè)有傳感器，所述傳感器能夠檢測(cè)鏡片膜(305)變形量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述傳感器為一金屬應(yīng)變片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述反射鏡(3)壓力腔(301)的壓力接口(30)處設(shè)有一伺服比例閥，還設(shè)有一控制系統(tǒng)，傳感器傳信于控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制伺服閥調(diào)整進(jìn)入壓力腔(301)的氣體壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述反射鏡(3)上設(shè)有相互連通的供冷卻介質(zhì)流通的進(jìn)口、出口和冷卻通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:激光聚焦裝置包括一腔體(8),該腔體(8)內(nèi)設(shè)有一供光束通過(guò)的通道，該通道內(nèi)嵌設(shè)有一聚焦透鏡(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述激光聚焦裝置的聚焦透鏡(6)軸向兩側(cè)分別設(shè)有至少一個(gè)防護(hù)鏡(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述安裝座(4)上進(jìn)光通道和出光通道呈相互垂直設(shè)置，反射鏡(3)傾斜地安裝在鏡座(2)上，鏡座(2)通過(guò)兩個(gè)微調(diào)螺釘和一個(gè)固定螺釘固定在安裝座(4)上，兩個(gè)微調(diào)螺釘一個(gè)固定螺釘分別位于方形鏡座(2)的三個(gè)角處，且兩微調(diào)螺釘位于鏡座(2)的一條對(duì)角線上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣動(dòng)伺服調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括安裝座、鏡座、反射鏡和激光聚焦裝置，所述安裝座上設(shè)有一進(jìn)光通道和一出光通道，鏡座嵌設(shè)于安裝座上，反射鏡固定于鏡座上，反射鏡內(nèi)部形成一壓力腔，該壓力腔通過(guò)壓力接口與外界氣源連通，反射鏡壓力腔朝向安裝座內(nèi)部的一側(cè)壁為受壓力曲率能夠發(fā)生變化的鏡片膜，該鏡片膜能夠?qū)⑦M(jìn)光通道內(nèi)的光束反射后經(jīng)出光通道射入激光聚焦裝置的光束通道內(nèi)，本發(fā)明通過(guò)氣壓使鏡片膜曲率發(fā)生變化來(lái)實(shí)現(xiàn)反射鏡的快速調(diào)焦，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，加工制造費(fèi)用低。
文檔編號(hào)B23K26/04GK103231166SQ20121033751
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者沈暉, 龔張平, 施志虎 申請(qǐng)人:蘇州領(lǐng)創(chuàng)激光科技有限公司