一种激光聚焦装置的制作方法

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种具有防止碰撞功能的激光聚焦装置。

背景技术：

近年来，随着激光加工技术的迅猛发展，由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好以及高能量密度等特点，激光三维加工技术和激光复合加工技术已在工业生产、通讯、信息处理等领域得到广泛应用。

在激光技术应用的过程中，需要使用光学聚焦元件去除加工材料，特别是在一些激光切割设备、激光钻孔设备等激光加工设备中，激光聚焦装置是必不可少的。由于激光聚焦装置大多为上述激光加工设备的加工组件，在加工设备发生误操作或发生故障的情况下，激光聚焦装置很容易与被加工工件、工件装夹装置，以及操作平台等发生碰撞，该碰撞力也很容易对激光聚焦装置造成破坏，从而导致加工工件或其他重要部件造成损伤。目前，现有激光加工技术中尚未提供一种能够防止发生碰撞的激光聚焦装置。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述技术问题的，用于防止碰撞力对其造成破坏的激光聚焦装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种可以防止外部碰撞力对其造成破坏的激光聚焦装置。

为了实现上述发明的目的，本发明提供了一种激光聚焦装置，具有防碰撞 功能，所述装置包括：安装有透镜的透镜座，置于所述透镜座外围且与所述透镜座连接的安装座，安装在所述安装座下端的过渡板，以及置于所述过渡板下端且与所述过渡板相连的保护玻璃座，在所述装置受到平面方向的碰撞时，所述保护玻璃座可与所述过渡板分离。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述装置还包括与保护玻璃座连接的气嘴连接盘，以及与所述气嘴连接盘相连的气嘴。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述保护玻璃座内装载有玻璃。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述过渡板与所述保护玻璃座通过定位销连接，所述定位销端点为球面，所述过渡板表面设有凹槽，所述球面端点嵌入所述凹槽使得所述过渡板与所述保护玻璃座相连。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述定位销与所述保护玻璃座通过螺纹连接。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述定位销共3个，圆周120度均匀设置在所述保护玻璃座上，所述凹槽为锥面、V型面和平面，以使得所述定位销与所述过渡板采用球面与锥面、球面与V型面，以及球面与平面的连接。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述过渡板包括呈圆环状的基体，所述V型面凹槽贯穿所述基体。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述保护玻璃座上端安装有磁铁，所述过渡板为可磁性材料，所述保护玻璃座通过所述磁铁与所述保护玻璃座连接。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述装置还包括安装在所述气嘴连接盘上的导向套，所述导向套上安装有气嘴。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述装置还包括安装在气嘴连接盘上的压盖，以及设置在所述压盖和所述导向筒之间的多波压缩弹簧。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述气嘴连接盘上设置止转块，且 所述止转块设置在所述压盖下方。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述气嘴连接盘上设置三个固定铜触点，所述导向套上对应设有三个可动铜触点，所述固定铜触点在所述多波压弹簧的预紧力的作用下与所述可动铜触点连接。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述气嘴连接盘为导体材料，所述导向套为非导体材料，所述固定铜触点和所述可动铜触点均圆周120度均匀设置，且所述气嘴连接盘上设置四芯线缆、线缆压套和线缆压板，且所述四芯线缆中的一芯线缆与所述固定铜触点中的一个相连，其他三芯线缆与所述三个可动铜触点相连。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述保护玻璃座的外围圆周设有进气孔，所述进气孔连接着气动快插接头。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述进气孔和所述气动快插接头各有三个，它们沿圆周120度均匀分布。

作为本发明激光聚焦装置的一种改进，所述压盖和所述气嘴连接盘通过第三螺钉连接。

与现有技术相比，本发明提供的激光聚焦装置，可以防止在平面方向、Z方向的碰撞力传递给激光聚焦装置的重要设备。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明实施例提供的一种用于调整光学元件位置的装置、及其有益效果进行详细说明。

图1为本发明一种实施例提供的一种激光聚焦装置的结构示意图。

图2为沿图1所示的本发明一种实施例提供的一种激光聚焦装置的图示A-A方向进行剖面的剖视图。

图3为沿图1所示的本发明一种实施例提供的一种激光聚焦装置的图示B-B方向进行剖面的剖视图。

图4为本发明一种实施例提供的保护玻璃座、气嘴连接盘和气嘴之间的连接示意图。

图5为本发明一种实施例提供的过渡板和安装座之间的连接示意图。

图6为沿图4所示的本发明一种实施例提供的气嘴连接盘及其连接件的图示C-C方向进行剖面的剖视图。

图7为沿图4所示的本发明一种实施例提供的气嘴连接盘及其连接件的图示D-D方向进行剖面的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1至图3，本发明一种实施例提供了一种激光聚焦装置100，该聚焦装置100包括安装座7，与安装座7连接的透视镜6，安装在上述透视镜6上的透镜9，置于安装座7下端且与安装座7连接的过渡板5，与过渡板5相连接的保护玻璃座4，安装在保护玻璃座4下端且与保护玻璃座4连接的气嘴连接盘2，与气嘴连接盘2相连的导向套21，以及与上述导向套21相连接的气嘴1。

安装座7呈圆环状，其包括本部70，和自本部70向圆环中心线和下端突出的搭接部72。

透镜座6呈圆环状，其与上述安装座7为同心圆环，其紧靠安装座7内壁，下端位于搭接部72上，上端与安装座7内部设置一定空隙，第一压圈8置于上述空隙中，以固定安装座7和透镜座6。透镜9安装在透镜座6上，且通过第二压圈10固定在透镜座6上。

过渡板5安装在安装座7的下端，且其通过第一螺钉51与上述安装座7相连，过渡板5为可磁化材料，其设有基体50和沿基体50朝向圆环中心线延伸的延伸部52，其中基体50与上述本部70相连，搭接部72搭接在上述延伸部 52上。

保护玻璃座4位于过渡板5下端，呈圆柱状，保护玻璃12位于上述保护玻璃座4上，且通过第三压圈11压紧。保护玻璃座4上设有3个穿孔，且该穿孔圆周120度均匀设置在保护玻璃座4上。定位销3安装在上述3个穿孔中，且其与保护玻璃座4采用螺纹连接。此外，保护玻璃座4中嵌有磁铁17，通过该磁铁，使得保护玻璃座4与可磁化材料制成的过渡板5连接地更为紧密。此外，保护玻璃座4的外围圆周设有进气孔(未显示)，上述进气孔连接着气动快插接头，进一步地，上述进气孔和气动快插接头各设置为三个，且沿圆周均匀120度设置，通过设置上述进气孔和气动快插接头，可将通有高压气体的气管接入其中，并方便插拔。

定位销3靠近于过渡板5的一端为球面，对应地，上述过渡板5表面设有凹槽，上述凹槽分别为锥面、V型面和平面，以使得上述定位销3的端面与上述过渡板5采用球面与锥面、球面与V型面，以及球面与平面连接，优选地，上述V型面贯穿上述基体50。此外，通过调整定位销3，可以调整过渡板5与保护玻璃座4在Z向上的位置。当定位销3的球面与锥面接触时，保护玻璃座4沿X、Y、Z方向的移动自由度被约束，当定位销3球面与V型面接触时，保护玻璃座4绕Z、Y轴的转动自由度被约束，当定位销3球面与平面接触时，保护玻璃座4绕X轴的转动自由度被约束，这样玻璃座的六个自由度被完全约束，不会存在过度定位或欠缺约束。

气嘴连接盘2安装在保护玻璃座4的下端，其通过第二螺钉21与保护玻璃座4相连。上述气嘴连接盘2上安装有导向套21，导向套21的锥面与气嘴连接盘2相连接，且导向套21采用非导体材料制成，气嘴连接盘2采用导体材料制成。

气嘴连接盘2内壁上端安装有压盖20，其通过第三螺钉200与气嘴连接盘2相连。压盖20与导向套21之间设置有多波压缩弹簧22，且导向套21上固定 设有可动铜触点23，上述可动铜触点23为3个，圆周120度均匀布置在导向套21上，对应地，气嘴连接盘2上安装有固定铜触点24，上述固定铜触点24为3个，圆周120度均布布置在气嘴连接盘2上，且上述可动铜触点23在上述多波压缩弹簧22的预紧力下与上述固定铜触点24保持接触。

气嘴连接盘2上安装有止转块19，该止转块19呈“┎”状，其置于气嘴连接盘2上，且一端朝向导向套21，用于防止导向套21旋转，从而避免线缆被拉断。

气嘴连接盘2上设置有四芯线缆14、线缆压套16和线缆压板15，四芯线缆14中的任意一芯线缆与上述固定铜触点24中的任意一个固定铜触点相连，另外三芯线缆分别与三个可动铜触点23相连。上述线缆压套16为圆锥形，且被分割为两半，线缆14和线缆压套16依次置于气嘴连接盘2的锥形孔中，且用线缆压板15压紧，以紧固上述线缆。线缆14另一端与控制系统相连接。

气嘴连接盘2的上端与压盖20之间设有O密封型圈18，压盖20与导向套21之间设有O密封型圈25。

导向套21下端安装有气嘴1，气嘴1呈V型状，且通过螺纹副与导向套连接。通过调整定位销3，如通过调整定位销3与保护玻璃座4上的螺纹，可以调整过渡板5与保护玻璃座4在Z向上的位置，即可使得保护玻璃座4在Z向上根据需求进行倾斜，从而使得气嘴对应保护玻璃座4发生倾斜或偏转，从而实现了对气嘴1出口位置的调整，适应了激光束的实际位置，也避免了气嘴1发生遮挡激光束的现象。

当本发明实施例提供的一种激光聚焦装置100受到平面方向，如X或Y方向的外部分力时，上述定位销3发生移动，从而使得保护玻璃座4及与保护玻璃座4相连的部件与过渡板5分离，从而避免了外部分力继续向安装座7传递，从而防止了安装座7、透镜座6及透镜9被碰撞，也降低了激光聚焦装置100受到碰撞的风险。

当本发明实施例提供的一种激光聚焦装置100的气嘴1受到Z向的外部分力时，上述导向套21将克服多波压缩弹簧22的预紧力，朝向上方移动，从而使得导向套21与气嘴连接盘2分离，这也使得位于导向套21上的可动铜触点23与位于气嘴连接盘2上的固定铜触点24断开，可动铜触点23与固定铜触点24之间断开可产生一开关信号，且该信号将被传送到设备控制系统，该设备控制系统即可控制向气嘴1施加Z向外力的设备做出相应的动作，如运动轴回退等，这样可以避免外部分力继续向安装座7传递，从而防止了安装座7、透镜座6及透镜9被碰撞，也降低了激光聚焦装置100受到碰撞的风险。

本发明实施例提供的激光聚焦装置100，在受到平面方向的分力时，保护玻璃座4与上述过渡板5分离，在受到Z向方面的外部分力时，通过控制系统使得施加外部分力的设备回退操作，从而避免了外部分力在X/Y/Z三个方向上对上述激光聚焦装置100的碰撞。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。