同轴焦点跟踪一体化激光切割头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光切割设备领域，具体涉及同轴焦点跟踪一体化激光切割头。
【背景技术】
[0002]根据被切割板材厚度的不同，激光光束的焦点会与被切割的板材表面保持一段距离，或深入板材内部，即所谓的正离焦或负离焦。为了使这种设定的离焦量在整个切割过程中保持不变，不受板材弯曲的影响，必须让切割头自动补偿由于板材部不平造成的影响。
[0003]常规的做法是将激光切割头安装在一侧由伺服电机、直线导轨、滚珠丝杆组成的直线运动模组上，此模组体积庞大，运动转角受限，在三维五轴系统的应用上，多有不便，尤其在单双摆头或点对点切割头的结构中完全不适用；同时切割头重心整体偏离运动轴心，产生附加力矩，动态性能差，运动时容易产生振动；另外该结构一般采用切割头整体防撞，防撞机构负载大，不可靠。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种同轴焦点跟踪一体化激光切割头，力矩电机同轴直线驱动切割头，结构简单，节约空间；同时电机轴心和切割头轴心重合，不产生附加力矩，性能稳定；且磁力吸盘仅吸附支撑聚焦镜和喷嘴总成，防撞吸附负载轻；防撞分割面设于扩束镜和聚焦镜之间，保证了扩束镜片和聚焦镜片的焦距不受影响。
[0005]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]同轴焦点跟踪一体化激光切割头，包括自上向下连接的光纤连接器、扩束镜、力矩电机、空心螺杆、磁力吸盘、聚焦镜及喷嘴总成，所述光纤连接器连同扩束镱固定在力矩电机的机壳上，电机的定子固定在机壳上，电机的空心转子轴套内壁上部为螺纹壁，下部为光滑壁，空心螺杆上部为与螺纹壁配合的螺纹轴，下部为与转子轴套光滑壁配合的光轴，所述磁力吸盘吸附连接空心螺杆与聚焦镜。
[0007]本实用新型将激光切割头的垂直移动和焦距跟踪合而为一，采用一台力矩电机(DD马达)的空心转子轴套上的螺纹与空心螺杆来实现切割头的垂直移动。简化了传统的丝杆、导轨、伺服电机连接轴等结构，结构简单，节约空间；同时电机轴心和切割头轴心重合，不产生附加力矩，性能稳定。
[0008]本实用新型进一步改进方案是，所述力矩电机的空心转子轴套上下端通过角接触轴承压装在机壳的轴承座上。防止转子串动，且有效消除轴承运动时可能出现的间隙。
[0009]本实用新型更进一步改进方案是，所述空心螺杆的光轴外壁上设有一道轴向键槽，在电机外壳上设置一颗防转销钉，销钉滑动连接在键槽内。空心螺杆只能在转子轴套螺纹壁的驱动下沿轴线作直线运运，防止其自旋转。
[0010]本实用新型更进一步改进方案是，所述磁力吸盘对接吸附面设有至少一组配合的定位销和定位槽。
[0011]磁力吸盘由吸力强大的稀土磁钢和导磁盘联通磁路组成。工作时，聚焦镜和喷嘴总成组成的工作头由磁力吸盘牢牢吸附支撑，一旦工作失控发生撞击后，当撞击力量超过吸力时，工作头脱落，相应的电路送出故障信号，迫使激光器停止发光，对设备、工件、操作者进行保护。
[0012]防撞分割面设于扩束镜和聚焦镜之间，磁力吸盘对接吸附面上设置定位销和定位槽，重新对接时，保证了位置精度，确保扩束镜片和聚焦镜片的焦距不受影响。
[0013]本实用新型更进一步改进方案是，所述力矩电机和光纤连接器连接在机器人末端连接板上。磁力吸盘仅吸附支撑聚焦镜和喷嘴总成，大大减轻了防撞磁力吸盘的负载，使其更为可靠。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点:
[0015]本实用新型采用力矩电机同轴直线驱动切割头，结构简单，节约空间；同时电机轴心和切割头轴心重合，不产生附加力矩，性能稳定；且磁力吸盘仅吸附支撑聚焦镜和喷嘴总成，防撞吸附负载轻；防撞分割面设于扩束镜和聚焦镜之间，保证了扩束镜片和聚焦镜片的焦距不受影响。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型正视图。
[0017]图2为本实用新型结构剖视图。
[0018]图3为本实用新型力矩电机与空心螺杆连接爆炸图。
【具体实施方式】
[0019]如图1至图3所示，本实用新型包括自上向下连接的光纤连接器1、扩束镜2、力矩电机3、空心螺杆4、磁力吸盘5、聚焦镜6及喷嘴总成7，所述光纤连接器I连同扩束镱2固定在力矩电机3的机壳31上，电机的定子32固定在机壳31上,力矩电机3的空心转子轴套33上下端通过角接触轴承34压装在机壳的轴承座35上，空心转子轴套33内壁上部为螺纹壁，下部为光滑壁，空心螺杆4上部为与螺纹壁配合的螺纹轴，下部为与转子轴套光滑壁配合的光轴，所述磁力吸盘5吸附连接空心螺杆4与聚焦镜6。
[0020]所述空心螺杆4的光轴外壁上设有一道轴向键槽41,在电机外壳上设置一颗防转销钉42，销钉42滑动连接在键槽41内。空心螺杆只能在转子轴套螺纹壁的驱动下沿轴线作直线运运，防止其自旋转。
[0021]所述磁力吸盘5对接吸附面设有至少一组配合的定位销51和定位槽。
[0022]所述力矩电机3和光纤连接器I连接在机器人末端连接板上。磁力吸盘5仅吸附支撑聚焦镜6和喷嘴总成7，大大减轻了防撞磁力吸盘的负载，使其更为可靠。
【主权项】
1.同轴焦点跟踪一体化激光切割头，其特征在于:包括自上向下连接的光纤连接器(I)、扩束镜(2)、力矩电机(3)、空心螺杆(4)、磁力吸盘(5)、聚焦镜(6)及喷嘴总成(7)，所述光纤连接器(I)连同扩束镱(2)固定在力矩电机(3)的机壳(31)上，电机的定子(32)固定在机壳(31)上，电机的空心转子轴套(33)内壁上部为螺纹壁，下部为光滑壁，空心螺杆(4)上部为与螺纹壁配合的螺纹轴，下部为与转子轴套光滑壁配合的光轴，所述磁力吸盘(5)吸附连接空心螺杆(4)与聚焦镜(6)。
2.根据权利要求1所述的同轴焦点跟踪一体化激光切割头，其特征在于:所述力矩电机(3)的空心转子轴套(33)上下端通过角接触轴承(34)压装在机壳的轴承座上。
3.根据权利要求1所述的同轴焦点跟踪一体化激光切割头，其特征在于:所述空心螺杆(4)的光轴外壁上设有一道轴向键槽(41)，在电机外壳上设置一颗防转销钉(42)，销钉(42)滑动连接在键槽(41)内。
4.根据权利要求1所述的同轴焦点跟踪一体化激光切割头，其特征在于:所述磁力吸盘(5)对接吸附面设有至少一组配合的定位销(51)和定位槽。
5.根据权利要求1所述的同轴焦点跟踪一体化激光切割头，其特征在于:所述力矩电机(3 )和光纤连接器(I)连接在机器人末端连接板上。
【专利摘要】本实用新型公开了同轴焦点跟踪一体化激光切割头，包括自上向下连接的光纤连接器、扩束镜、力矩电机、空心螺杆、磁力吸盘、聚焦镜及喷嘴总成，所述光纤连接器连同扩束镱固定在力矩电机的机壳上，电机的定子固定在机壳上，电机的空心转子轴套内壁上部为螺纹壁，下部为光滑壁，空心螺杆上部为与螺纹壁配合的螺纹轴，下部为与转子轴套光滑壁配合的光轴，所述磁力吸盘吸附连接空心螺杆与聚焦镜。本实用新型采用力矩电机同轴直线驱动切割头，结构简单，节约空间；同时电机轴心和切割头轴心重合，不产生附加力矩，性能稳定；且磁力吸盘仅吸附支撑聚焦镜和喷嘴总成，防撞吸附负载轻；防撞分割面设于扩束镜和聚焦镜之间，保证了扩束镜片和聚焦镜片的焦距不受影响。
【IPC分类】B23K26-046, B23K26-38, B23K26-08
【公开号】CN204295130
【申请号】CN201420727956
【发明人】吴德林, 吴晓, 吴海溧
【申请人】江苏海德威激光科技发展有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月28日