一种透镜校准装置和激光切割设备的制作方法

1.本申请涉及激光切割技术领域，特别涉及一种透镜校准装置和激光切割设备。


背景技术：

2.目前，激光切割技术由于切割质量好、效率高、速度快，且具备非接触式切割的特点，在各行各业的加工技术领域获得了广泛的应用。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高压气体或冲击的金属蒸汽压吹除熔融物质，相对移动激光在材料上的会聚点，从而将工件割开。
3.对于激光切割机的实际作业，激光发生器发生的激光经过光纤的传导照射到透镜，并进一步在透镜处发生折射，被聚焦到一个很小的点上以提高功率密度，其中激光切割透镜中各个透镜的同轴性是十分重要的，同轴性直接影响激光的光斑大小、功率密度、切割厚度与切割的实际效果。现有的透镜中，调节各个透镜同轴这一操作采用的方案是，在透镜座相对的两侧设置两个抵接透镜座的螺纹抵接件，通过同时旋转两个螺纹抵接件，即可调整透镜的位置，调节不便。


技术实现要素：

4.本申请的目的在于提供一种透镜校准装置，旨在解决传统的激光切割透镜的位置调整不方便的技术问题。
5.本申请是这样实现的，一种透镜校准装置，包括用于夹持沿光轴设置的透镜的透镜座、在所述光轴的径向方向上弹性抵接所述透镜座的定位组件，以及与所述定位组件共同夹持所述透镜座的调节组件；所述透镜座沿所述光轴的周向设置；所述调节组件包括开设有若干调节孔的调节面板，以及与所述调节孔一对一设置的抵接件，所述调节面板与所述定位组件的位置固定，所述抵接件穿过所述调节孔且抵接所述透镜座，所述调节孔的轴向与所述光轴的径向方向之间的夹角小于或者等于25
°
。
6.在本申请的一个实施例中，所述透镜校准装置还包括连接所述调节面板的壳体，所述壳体设置于所述调节面板正对所述定位组件的一侧，所述定位组件固定设置于所述壳体内。
7.在本申请的一个实施例中，所述定位组件包括开设有若干定位孔且与所述调节面板位置固定的定位座，以及与所述定位孔一对一设置的定位件，所述定位件设置于所述定位孔内且弹性抵接所述透镜座。
8.在本申请的一个实施例中，所述定位座与所述透镜座的接触面为沿所述光轴的周向延伸的圆弧面，所述定位孔的轴向沿所述光轴的径向方向设置；所述定位件和所述定位孔的数量均为六个，六个所述定位孔沿光轴的周向方向依次设置，相邻的两个所述定位孔的轴向之间的夹角a满足：20
°
≤a≤40
°
；且首个所述定位孔和最后一个所述定位孔设置在所述定位组件的相对的两侧。
9.在本申请的一个实施例中，所述调节孔包括第一调节孔和第二调节孔，所述第一调节孔的轴线相交于所述第二调节孔的轴线。
10.在本申请的一个实施例中，所述调节面板正对所述第一调节孔的位置设置有第一凸台，所述第一凸台的顶面垂直于所述第一调节孔的轴线；和/或，所述所述调节面板正对所述第二调节孔的位置设置有第二凸台，所述第二凸台的顶面垂直于所述第二调节孔的轴线。
11.在本申请的一个实施例中，所述第一调节孔的轴线和所述第二调节孔的轴线之间的夹角b满足：30
°
≤b≤45
°
。
12.在本申请的一个实施例中，所述透镜校准装置还包括设置于所述调节面板和所述透镜座之间的抵接板，所述抵接板贴合所述透镜座设置，所述抵接件抵接所述抵接板。
13.在本申请的一个实施例中，所述抵接板包括抵接部和导向部，所述导向部开设有导向孔；所述透镜校准装置还包括定位销，所述定位销穿过所述导向孔且与所述调节面板连接。
14.本申请的另一目的在于提供一种包括了如上所述的透镜校准装置的激光切割设备。
15.实施本申请的一种透镜校准装置，至少具有以下有益效果：
16.在承载透镜的透镜座的一侧通过定位组件施加弹性抵接力，在透镜座的另一侧设置开设有调节孔的调节面板，通过穿过调节孔的抵接件对透镜座施加刚性的抵接力，这样，只需对抵接件的位置进行调整，即可调整定位组件与透镜座之间的作用力，最终控制透镜座带动透镜移动，实现透镜的校准。
附图说明
17.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本申请实施例提供的透镜校准装置在一个视角下的爆炸示意图；
19.图2是本申请实施例提供的透镜校准装置在另一视角下的爆炸示意图。
20.上述附图所涉及的标号明细如下：
21.1-透镜座；10-透镜；11-抵接板；111-抵接部；112-导向部；1120-导向孔；2-定位组件；21-定位座；210-定位孔；22-定位件；3-调节组件；31-调节面板；311-第一凸台；312-第二凸台；310-调节孔；3101-第一调节孔；3102-第二调节孔；32-抵接件；321-第一抵接件；322-第二抵接件；33-定位销。
具体实施方式
22.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
23.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间
接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
25.本实施例一种透镜校准装置，包括用于夹持沿光轴设置的透镜10的透镜座1、在光轴的径向方向上弹性抵接透镜座1的定位组件2，以及与定位组件2共同夹持透镜座1的调节组件3；透镜座1沿光轴的周向设置；调节组件3包括开设有若干调节孔310的调节面板31，以及与调节孔310一对一设置的抵接件32，调节面板31与定位组件2的位置固定，抵接件32穿过调节孔310且抵接透镜座1，调节孔310的轴向与光轴的径向方向之间的夹角小于或者等于25
°
。
26.具体而言，本实施例提供的透镜校准装置是这样工作的：
27.透镜座1沿光轴的周向设置，透镜座1夹持透镜10，调节面板31和定位组件2的位置相对固定，且共同夹持透镜座1，这样，透镜座1能够带动透镜10在调节面板31和定位组件2限定的空间内小幅度移动；调节面板31开设有沿光轴的径向方向设置的调节孔310，抵接件32穿过调节孔310并抵接透镜座1，使用过程中，由于定位组件2和透镜座1之间是弹性抵接的，定位组价与透镜座1之间的力和定位组件2的弹性形变量呈正相关，进而可以通过控制抵接件32与透镜座1之间的接触力，实现对抵接件32伸出调节孔310的长度的控制，最终控制透镜座1的位置，实现透镜10在垂直于光轴的平面上的位置校准。
28.实施本实施例提供的透镜校准装置，至少能够达到以下技术效果：
29.在承载透镜10的透镜座1的一侧通过定位组件2施加弹性抵接力，在透镜座1的另一侧设置开设有调节孔310的调节面板31，通过穿过调节孔310的抵接件32对透镜座1施加刚性的抵接力，这样，只需对抵接件32的位置进行调整，即可调整定位组件2与透镜座1之间的作用力，最终控制透镜座1带动透镜10移动，实现透镜10的校准。
30.应当理解，本申请实施例中所述的光轴指的是透镜所在的理想光具组的光轴，即透镜所在的理想光具组中使光线不发生偏折的方向所在的一条直线。该解释适用于本申请各实施例中和光轴有关的描述，且光轴这一概念仅是为了简要清楚地说明本申请各实施例中的透镜校准装置的机械结构，不能理解为对本技术方案的限制。
31.作为本实施例的一个优选方案，调节孔310的轴向沿光轴的径向方向设置。
32.作为本实施例的一个具体方案，抵接件32采用带有外螺纹的抵接件32，调节孔310内设置有与抵接件32的外螺纹适配的内螺纹。旋转抵接件32直至抵接件32带有外螺纹的一端伸出调节孔310后，抵接件32即沿光轴的径向方向抵接透镜座1，这时进一步旋转抵接件32使得抵接件32伸出调节孔310，即可使得抵接件32将透镜座1顶向定位组件2所在的方向，透镜座1带动透镜10向远离抵接件32的一侧移动；将抵接件32向反方向旋转，即可降低抵接件32和透镜座1之间的作用力，透镜座1在定位组件2的弹性抵接的作用力下，带动透镜10向靠近抵接件32的一侧移动。
33.本方案中，抵接件32设置外螺纹，调节孔310设置于外螺纹适配的内螺纹，可以将
沿调节孔310的轴向方向的抵接力转换为扭矩，提高抵接件32与透镜座1之间的作用力；定位组件2能够对透镜座1施加一个弹性力，抵接件32也受到透镜座1的作用力，外螺纹与内螺纹在这个作用力下能够将抵接件32卡紧在调节孔310中，避免抵接件32在实际使用过程中因振动而松动脱落；能够更为精确地控制抵接件32伸出调节孔310的长度，提高对透镜10位置的校准精度。
34.在本申请的一个实施例中，透镜校准装置还包括连接调节面板31的壳体(图中未示出)，壳体设置于调节面板31正对定位组件2的一侧，定位组件2固定设置于壳体内。
35.在本申请的一个实施例中，定位组件2包括开设有若干定位孔210且与调节面板31位置固定的定位座21，以及与定位孔210一对一设置的定位件22，定位件22设置于定位孔210内且弹性抵接透镜座1。定位件22设置在定位座21上开设的定位孔210内且抵接透镜座1，以实现定位组件2和透镜座1之间的弹性抵接。
36.在本申请的一个实施例中，定位座21与透镜座1的接触面为沿光轴的周向延伸的圆弧面，定位孔210的轴向沿光轴的径向方向设置；定位件22和定位孔210的数量均为六个，六个定位孔210沿光轴的周向方向依次设置，相邻的两个定位孔210的轴向之间的夹角a满足：20
°
≤a≤40
°
；且首个定位孔210和最后一个定位孔210设置在所述定位组件2的相对的两侧。这样，能够使得透镜座1受到的弹性抵接力均匀，且方便将定位座21设置为半圆形的结构，便于透镜校准装置的安装与加工。
37.在本申请的一个实施例中，定位件22包括管状的且设有外螺纹的壳体、设置于管状的壳体的一端的钢珠，以及设置于管状的壳体内且抵接钢珠的弹簧，钢珠抵接透镜座1。钢珠能够根据受到的力的大小，在弹簧的作用下在数毫米的范围内伸出或者缩进壳体内，实现定位组件2和透镜座1之间的弹性抵接。
38.在本申请的一个实施例中，调节孔310包括第一调节孔3101和第二调节孔3102，第一调节孔3101的轴线相交于第二调节孔3102的轴线。具体而言，抵接件32包括穿过第一调节孔3101的第一抵接件321和穿过第二调节孔3102的第二抵接件322，第一调节孔3101的轴线和第二调节孔3102的轴线相交，也就意味着第一抵接件321对透镜座1施加的作用力的方向，和第二抵接件322对透镜座1施加的作用力的方向是不同的，通过调整第一抵接件321和第二抵接件322的位置，即可控制透镜座1在垂直于光轴的平面上向任一方向移动。
39.作为本申请的一个优选方案，第一调节孔3101的轴线和第二调节孔3102的轴线之间的夹角b满足：30
°
≤b≤45
°
，具体的，可以是30
°
，也可以是45
°
，同向移动第一抵接件321和第二抵接件322，透镜座1即可在于光轴垂直的第一方向上移动；反向移动第一抵接件321和第二抵接件322，透镜座1即可在同时与光轴垂直且与第一方向垂直的第二方向上移动。
40.在本申请的一个实施例中，调节面板31正对第一调节孔3101的位置设置有第一凸台311，第一凸台311的顶面垂直于第一调节孔3101的轴线；和/或，调节面板31正对第二调节孔3102的位置设置有第二凸台312，第二凸台312的顶面垂直于第二调节孔3102的轴线。
41.在加工制造透镜校准装置的过程中，第一凸台311和第二凸台312分别垂直于第一调节孔3101的轴线和第二调节孔3102的轴线，而第一调节孔3101的轴线和第二调节孔3102的轴线的夹角可以是锐角，这时，通过在调节面板31设置第一凸台311和第二凸台312，只需沿与凸台垂直的方向加工出第一调节孔3101和第二调节孔3102即可，钻孔设备不易打滑，便与加工。
42.在本申请的一个实施例中，透镜校准装置还包括设置于调节面板31和透镜座1之间的抵接板11，抵接板11贴合透镜座1设置，抵接件32抵接抵接板11。抵接件32通过抵接板11抵接在透镜座1的侧面，可以使得透镜座1受到的抵接力更加均匀；第一抵接件321和第二抵接件322同时通过抵接板11抵接透镜座1，可以控制透镜座1受到的力的方向，进而控制透镜座1在垂直于光轴的平面内的移动。
43.在本申请的一个实施例中，抵接板11包括抵接部111和导向部112，导向部112开设有导向孔1120；透镜校准装置还包括定位销33，定位销33穿过导向孔1120且与调节面板31连接。具体而言，抵接部111贴合透镜座1设置，导向部112沿垂直于光轴的平面延伸；定位销33穿过导向孔1120且卡接在调节面板31上，定位销33的横截面面积小于导向孔1120的面积，定位销33能够对抵接板11的位置加以限制，避免抵接板11偏离正常工作位置，防止抵接件32直接抵接透镜座1。
44.本申请各实施例提供的透镜校准装置均可以应用于对激光切割镜头中的聚焦透镜10的位置进行调整。
45.本申请实施例还提供了一种包括了如上所述的透镜校准装置的激光切割设备。激光切割设备还包括用于产生激光的激光发生器、用于传导激光的光纤、用于产生气压吹动空气的气流发生器，以及用于安装激光发生器、透镜校准装置和气流发生器的支架；支架设有用于加工工件的工作台，激光发生器发生的激光通过光纤的传导沿光轴向透镜10射出，激光经过透镜10照射到待加工的工件表面，气流发生器发生的气流正对工件表面被加工的位置设置。
46.以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。