专利名称：激光加工头的智能调焦装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光加工系统，具体地说是ー种激光加工头的智能调焦装置。
背景技术：
对于激光加工系统，不论是在激光切割中，或是激光焊接，激光熔覆中，都存在着随着工件材质的变化，エ件厚度的变化，对激光焦点相对于エ件的位置有不同的要求，以达到最佳的加工效果。对ー块激光聚焦镜片来讲，它的焦点从镜片制造出来就已经是确定的，它由镜片的表面的曲率所决定。就激光切割而言，为了达到最佳的切割效果，激光的焦点有时要设定在エ件的表面上，叫作负离焦；有时要设在エ件的内部或低部，叫作正离焦。要调节的不是 镜片的焦点，而是激光的工作焦距。激光的工作焦距=镜片的焦点土离焦。传统的调焦方法，是将加工头的喷嘴安装在一个带有螺纹的零件上，利用螺纹的旋转，改变喷嘴与聚焦镜片之间的距离，达到改变工作焦点的目的。这种调焦方法，完全依靠人工，调整过程繁琐费时；当エ件或材料改变了，又要将机床停下来，重新设置焦点。另夕卜，由于螺纹的加工误差，或是喷嘴中心孔的加工误差，在经过旋转螺纹调焦后，激光聚焦后的光轴和喷嘴的激光射出孔的同心度也发生了变化，所以在工作焦点重调以后，必须对激光束和射出孔的同轴性进行重建，这个过程往往要占用不少的工作时间，当然降低了生产效率。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种激光加工头的智能调焦装置，该调焦装置精度高、效率高。按照本发明的技术方案一种激光加工头的智能调焦装置，包括外套及聚焦镜片，所述外套的两端分别设置有枪头连接端盖及光纤激光器连接端盖，所述外套的外壁上固定有直线电机，所述直线电机的电机输出轴平行于所述外套的轴线，所述电机输出轴上固定有驱动滑块，所述驱动滑块上固定有驱动磁钢；所述外套内滑动配合有滑套，所述滑套上固定有与所述驱动磁钢相配合的对偶导磁体，所述聚焦镜片固定于所述滑套内。所述驱动磁钢采用铷铁硼材料。所述外套的外壁上开有轴向滑槽，所述滑槽中设置有隔离密封片，所述驱动磁钢及所述对偶导磁体分别位于所述隔离密封片的两侧。所述外套上固定有覆盖所述电机输出轴、所述驱动滑块及所述驱动磁钢的防护罩。所述防护罩上开有零位开关孔。所述直线电机采用贯穿轴式直线电机。本发明的技术效果在于本发明将聚焦镜片固定在滑套内，利用直线电机的直线运动，带动位于滑套内的聚焦镜片的移动，从而实现聚焦镜片的智能化自动调焦；本发明结构简单，定位准确，精度高，操作方便，效率高。
图I为本发明的立体结构示意图。图2为本发明的主视图。图3为图2中的A-A剖视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。图I 图3中，包括直线电机I、电机输出轴2、驱动滑块3、驱动磁钢4、对偶导磁 体5、滑套6、聚焦镜片7、枪头连接端盖8、光纤激光器连接端盖9、隔离密封片10、零位开关孔11、外套12、防护罩13、滑槽14等。如图I 图3所示，本发明是一种激光加工头的智能调焦装置，包括筒形的外套12。外套12的一端固定有枪头连接端盖8，用于与加工头的枪头部分连接，其另一端固定有光纤激光器连接端盖9，用于连接光纤激光器的QBH快速插头。外套12的外壁上固定有直线电机1，直线电机I采用贯穿轴式直线电机。直线电机I的电机输出轴2平行于外套12的轴线，电机输出轴2上固定有驱动滑块3，驱动滑块3上固定有驱动磁钢4，驱动磁钢4采用铷铁硼材料。外套12上还固定有覆盖电机输出轴2、驱动滑块3及驱动磁钢4的防护罩13，起保护作用。防护罩13上开有零位开关孔11，用来安装霍尔元件。外套12内滑动配合有滑套6，滑套6的外壁上固定有与驱动磁钢4相配合的对偶导磁体5，聚焦镜片7固定于滑套6内。在外套12的外壁上开有轴向滑槽14，滑槽14中设置有隔离密封片10，驱动磁钢4及对偶导磁体5分别位于隔离密封片10的两侧。隔离密封片10起隔离防尘的作用。本发明的工作过程如下直线电机I接受到系统发来的步进脉冲群和方向脉冲信号后，根据送来的脉冲数和方向要求开始工作，于是直线电机I的电机输出轴2被推出或被缩回，固定在输出轴2轴端的非磁性滑块3随着输出轴2直线移动，在滑块3上固定有驱动磁钢4，磁钢4在移动时，磁力线穿过隔离密封片，拉动固定在聚焦镜片7滑套6上的导磁体5，带动滑套6 —道移动，同时滑套6内固定的聚焦镜片7同步移动，当达到设定的位置后，电机I停止运动，于是聚焦镜片7便被固定在需要的位置上。由于电机输出轴2，是利用刻制在轴上的螺纹实现直线运动的，而轴上的螺纹导程极小，具有较强的运动自锁能力，即使切断电源，设定的位置也不会变化，所以聚焦镜片7被移动到设定的焦距后即可断电，直到下一次需要改变焦点时为止，在此期间，不必对装置供电。为了使自动调节焦点准确无误，在运行路程上，设有由霍尔元件组成的零位开关，调节程序开始时，首先进入找原点过程，在确认零点后，再送入原始焦点的理论脉冲数加上焦点修正的偏移量脉冲，以确保自动调焦的准确无误。由于电机I的直线位移，依赖于调焦系统发出的工作脉冲，所以属于开环控制系统。本发明利用贯穿轴式直线电机I的直线运动，带动位于滑套6内的聚焦镜片7的移动，从而实现聚焦镜片的智能化自动调焦。
本发明具有以下优点1、结构简单，定位准确，在开环驱动时可达到O. Olmm的定位精度。2、焦点位置不用加电即可锁定，断电后，能长期保持直到下一次调焦，因此节能环保。3、由于镜片滑套运动时中心机械运动的同轴误差小于O. 01_，对光轴不会再造成实质上的偏移，因此在焦点被改变的前后，均不影响喷嘴中心孔与光轴的同轴性，一次将光轴同心度调好后，调焦后不用再次对中，给操作者带来极大的方便。4、整个调节过程可納入系统切割エ艺数据库，当操作者在系统操 作界面上，选择了待加工的エ件材质和厚度后，系统将从系统的切割エ艺数据库自动检索到焦点正、负偏移量的数据，然后将相关数据自动送到控制焦点运动伺服部件，焦点便移动到相应的位置，从而实现激光焦点的自动调节，实现加エ头激光焦点调节智能化。
权利要求
1.一种激光加工头的智能调焦装置，包括外套(12)及聚焦镜片(7)，所述外套(12)的两端分别设置有枪头连接端盖(8 )及光纤激光器连接端盖(9 )，其特征是所述外套(12 )的外壁上固定有直线电机(1)，所述直线电机(I)的电机输出轴(2)平行于所述外套(12)的轴线，所述电机输出轴(2)上固定有驱动滑块(3)，所述驱动滑块(3)上固定有驱动磁钢(4);所述外套(12)内滑动配合有滑套(6)，所述滑套(6)上固定有与所述驱动磁钢(4)相配合的对偶导磁体(5)，所述聚焦镜片(7)固定于所述滑套(6)内。
2.按照权利要求I所述的激光加工头的智能调焦装置，其特征是所述驱动磁钢(4)采用铷铁硼材料。
3.按照权利要求I所述的激光加工头的智能调焦装置，其特征是所述外套(12)的外壁上开有轴向滑槽(14)，所述滑槽(14)中设置有隔离密封片(10)，所述驱动磁钢(4)及所述对偶导磁体(5)分别位于所述隔离密封片(10)的两侧。
4.按照权利要求I所述的激光加工头的智能调焦装置，其特征是所述外套(12)上固定有覆盖所述电机输出轴(2 )、所述驱动滑块(3 )及所述驱动磁钢(4 )的防护罩(13 )。
5.按照权利要求4所述的激光加工头的智能调焦装置，其特征是所述防护罩(13)上开有零位开关孔(11)。
6.按照权利要求I所述的激光加工头的智能调焦装置，其特征是所述直线电机(I)采用贯穿轴式直线电机。
全文摘要
本发明涉及一种激光加工头的智能调焦装置，包括外套及聚焦镜片，所述外套的两端分别设置有枪头连接端盖及光纤激光器连接端盖，所述外套的外壁上固定有直线电机，所述直线电机的电机输出轴平行于所述外套的轴线，所述电机输出轴上固定有驱动滑块，所述驱动滑块上固定有驱动磁钢；所述外套内滑动配合有滑套，所述滑套上固定有与所述驱动磁钢相配合的对偶导磁体，所述聚焦镜片固定于所述滑套内。本发明将聚焦镜片固定在滑套内，利用直线电机的直线运动，带动位于滑套内的聚焦镜片的移动，从而实现聚焦镜片的智能化自动调焦；本发明结构简单，定位准确，精度高，操作方便，效率高。
文档编号B23K26/04GK102699527SQ201210205518
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者吴德林 申请人:无锡创科源激光装备股份有限公司