专利名称：激光导光臂的制作方法
技术领域：
激光导光臂，是一种将激光束导入管状大型零件内部，进行激光加工的机构，形同手臂，故称为激光导光臂。
已有技术中，通常见到的激光加工，多是在零件外表面上进行的。对于金属管状的零件内壁进行激光加工，尤其是大功率的激光加工(如5000瓦，10000瓦等等)，则必须要有专门的特殊的机构或装置，这样才能将激光束有效的导入管件内部，使其实现在内壁上进行激光加工。
本实用新型的目的是设计一种似手臂的臂长可以任意伸缩的导光臂，能够伸到长筒状的难于加工内表面的待加工件的内部，将激光束随意导入内部进行内表面的加工。
本实用新型的激光导光臂(见附图1)，主要是由加工头1，和联接加工头1与导光机床3的臂管2两大部份构成。
加工头1含有壳体102，在壳体102内与臂管2上的接口法兰202连接的一端置有主透镜101，主透镜101的中心置于激光束的光轴上。在壳体102的另一端置有镜面与激光束的光轴成45°角的反射镜组104，在壳体102的侧壁上有中心轴线恰与反射镜组104的反射光束的光轴同轴的激光喷咀105。激光喷咀105的侧壁上有吹气管106。壳体102的周围有冷却管103。
臂管2含有N≥1个管节205，每一节管节205的两端是两个大小不等的环形的接口法兰202，在接口法兰202的环上均匀固定有数目M≥4根管状的支撑杆203，与支撑杆203并行固定在接口法兰202上的还有通气管204，通气管204与加工头1上的吹气管106相通。
臂管2的根部是固定于导光机床3上的，与导光机床3连接的管节205的端面是环形的基座201，基座201的环形直径D1大于所有的环形接口法兰202的直径。因为每管节205两端的环形接口法兰202的直径一端直径Dn-1大于另一端直径Dn，而且由与导光机床3相连的第一节管节205的基座201开始，是D11＞D12，而第一节管节205的接口法兰202的直径D12与第二节管节205的接口法兰202的直径D21相等，即D12=D21，第二节管节205的小端的接口法兰202的直径D22＜D21，依次类推，第三节管节205两端接口法兰202的直径是D32＜D31，第四节管节两端接口法兰的直径是D42＜D41……第n节管节(205)两端接口法兰的直径是Dn2＜Dn1。则靠近加工头1的与壳体102相连的接口法兰202的直径Dn2最小，所以，每节管节205呈锥状的管束，一节节管节205衔接起来构成整体臂管2也呈锥形的管束，每相邻两节管节205衔接的接口法兰202的直径相等，即D12=D21,D22=D31,D32=D41,…D(n-1)2=nn1。由支撑杆203和通气管204围成的臂管2的中心空间是激光束的通道，而且臂管2内的中心轴线即是通过激光束的光轴。
管状的支撑杆203内可以通入冷却液，所以支撑杆203也起冷却管的作用，它与加工头1上的冷却管103相通。
加工头1固定在臂管2的前端，臂管2的根部即是基座201固定在导光机床3上。当激光束由导光机床3射入导光臂，通过臂管2的中心通道，透过加工头1壳体102内的主透镜101，由反射镜组104将激光束反射进入激光喷咀105射出，至此可以实现对管状加工件内壁的激光加工。
上述主透101是光学材料所制，或者是空气的。
本实用新型的优点是，因为臂管2是由N≥1节管节相互联接所构成的，其导光臂的长度可根据待加工件的长度而加减节数，它可以象手臂一样地伸进待加工件的内部，对加工件的内表面很自如地进行激光加工，尤其解决了长筒状待加工件内壁加工困难的问题。
图1为本实用新型的激光导光臂的示意图图2为臂管2的A-A面剖视图实施例如图1和图2所示的激光导光臂的结构。支撑杆203的数目M=8，与其并行固定接口法兰202上有两根通气管204，臂管2的节数N=4，激光光束的功率为5000瓦的连续激光用于加工大于8米长的长炮管，解决了炮管内表面上难于加工的问题。
权利要求1．一种激光导光臂，包括加工头(1)和联接与加工头(1)和导光机床(3)之间的臂管(2)。其特征在于具体结构是①加工头(1)含有壳体(102)，在壳体(102)内与臂管(2)衔接的一端置有中心在激光束光轴的主透镜(101)，在壳体(102)的另一端镜面与激光束光轴成45°角地置有反射镜组(104)，在壳体(102)的侧壁上有中心轴线与反射镜组(104)反射光轴同轴的激光喷咀(105)，激光喷咀(105)的侧壁上有吹气管(106)，壳体(102)的周围有冷却管(103)，②臂管(2)含有N≥1个管节(205)，③每节管节(205)的两端是两个直径大小不同的环形的接口法兰(202)，在接口法兰(202)的环上均匀固定有数目M≥4根的管状支撑杆(203)，与支撑杆(203)并行固定在接口法兰(202)上还有通气管(204)，④一节一节管节(205)连接起来构成臂管(2)，连接起来的支撑杆(203)作为冷却管与加工头(1)上的冷却管(103)相通，⑤臂管(2)上的通气管(204)与加工头(1)上的吹气管(106)相通。
2．根据权利要求1的一种激光导光臂，其特征在于臂管(2)与导光机床(3)相连接的根部有基座(201)。
3．根据权利要求1或2的一种激光导光臂，其特征在于第一节管节(205)一端是基座(201)的直径D11大于另一端接口法兰(202)的直径D12，第二节管节(205)两端接口法兰(202)的直径是D21＞D22第三节管节(205)两端接口法兰(202)的直径是D31＞D32依此类推，第n节管节(205)两端接口法兰(202)的直径是Dn1＞Dn2，每相邻两节管节(205)衔接的接口法兰(202)的直径相等，即D12=D21,D22=D31,D32=D41,…D(n-1)2=nn1。
专利摘要一种激光导光臂,包括加工头和联接加工头与导光机床之间的臂管。其中加工头含有壳体,在壳体内有主透镜和反射镜组、在壳体的侧壁上有激光喷嘴。加工头上还有吹气管和冷却管。臂管是由一节一节的管节连接构成锥状的管束。激光束通过臂管的中心通道进入加工头,由激光喷嘴射出。本实用新型的特点是激光导光臂形同手臂,它的长度可以伸缩,可以自如地伸到大型管状待加工件的内部,对其内壁进行激光加工。
文档编号B23K26/08GK2310645SQ9720661
公开日1999年3月17日 申请日期1997年2月26日 优先权日1997年2月26日
发明者翁明亮 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所