变中空外螺纹柱3和内螺纹套筒4的长度。
[0029]所述内螺纹套筒4的底面设有内螺纹凹坑41，所述传感器套筒10的顶面设有与内螺纹凹坑41相匹配进行螺纹连接的外螺纹缺口 42 ;所述传感器套筒10的内筒壁设有用于压力传感器6螺纹连接固定的内螺纹段61，所述压力传感器6通过底部外螺纹与内螺纹段61螺纹相连后压住上垫块7。在内螺纹套筒4与下方的传感器套筒10装备之前，应首先将对焦针11放入传感器套筒10内，再将线性弹簧8和离焦量指示针9装入传感器套筒10内，再将上垫块7放在线性弹簧8之上；然后将压力传感器6通过传感器套筒10的内螺纹连接，调整螺纹的旋入深度，顶住上垫块7，将压力传感器6的信号输出接口 5由传感器套筒10侧壁槽口引出；最后将传感器套筒10与内螺纹套筒4组装在一起，至此整个辅助对焦装置装配完毕。
[0030]实施过程:采用螺纹长度都为120 mm的中空外螺纹柱3和内螺纹套筒4，型号为XPCMlO的压力传感器6，螺纹安装尺寸为MlO，线性弹簧8直径为7 mm、长80 mm、可线性压缩长度>40 _，对焦针11的前端针头端采用直径为4_的圆头(如图所示)，适合于激光加工头焦距为200~350 mm的激光加工系统针对平整的被加工材料进行对焦。
[0031]其中，离焦量的调整范围由线性弹簧8的可线性压缩长度决定，焦距调节范围为-20mm~20mm要求可线性压缩长度MOmm ;若焦距调节范围要求为-30mm~30mm，则要求选用的线性弹簧8可线性压缩长度>60 _，以此类推。
[0032]但是，对于不平整的待加工材料对焦表面，对焦针11可采用半径较小的尖头，如在焊接接头坡口中对焦，可采用针头端直径为1_的对焦针，保证对焦针11针头端的可靠到达。
[0033]装配完毕后，通过调整外螺纹柱3和内螺纹套筒4装配的深度，使得激光加工头的焦距零点基线到对焦针11针尖的距离比已知焦距长20mm的尺寸，完成辅助对焦装置调校工作。
[0034]对焦过程为:使激光加工头下移，让对焦针11针头端恰好触碰待加工材料表面，此时处于正离焦状态，离焦量为20mm，可从离焦量指示针9在传感器套筒10上指示的离焦量刻度12读出离焦量kx即为20 mm ;激光加工头继续下移，对焦针11受压，进而使线性弹簧8受压，带动离焦量指示针9在传感器套筒10侧壁槽口内上移，指示离焦量变小，这样就可以读出任意时刻的离焦量，离焦量指示范围从20mm到-20_区间进行变化。如要实现自动对焦，可将压力传感器6引出的信号输出接口 5与数据采集系统相连，采集压力传感器6输出的电信号，在进行离焦量与采集到的电信号的线性标定，通过微机编程设定离焦量的大小并控制执行机构(如机器人)运动获得所需的离焦量，从而实现自动对焦。
[0035]本发明的创新点在于，可实现激光加工头的精确对焦，以及可在一定范围内任意调节离焦量。
[0036]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:包括依次连接的快接支座、高度调节组件和传感器套筒，所述传感器套筒中依次套装有对焦针、离焦量指示针、线性弹簧、上垫块和连接有信号输出接口的压力传感器； 所述压力传感器与传感器套筒连接后压住上垫块，所述传感器套筒的外表面绘制有离焦量刻度、外侧壁开设有供离焦量指示针滑移的槽口 ； 所述离焦量指示针的初始位置指向离焦量刻度的起始刻度，当对焦针受压带动离焦量指示针移动后通过人工读取离焦量刻度获得离焦量完成人工对焦； 所述信号输出接口与外设的数据采集系统相连，当对焦针受压带动线性弹簧压缩通过上垫块将压力传递给压力传感器后通过数据采集系统进行压力信号处理获得离焦量实现自动对焦。
2.根据权利要求1所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:还包括过渡盘，其顶面与快接支座的底面相连、底面与高度调节组件相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述过渡盘的顶面设有外螺纹凸起，所述快接支座的底面设有与外螺纹凸起相匹配连接的内螺纹凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述高度调节组件包括外螺纹柱和内螺纹套筒，所述外螺纹柱通过螺纹相连于内螺纹套筒中，所述内螺纹套筒的底面与传感器套筒的顶面相连。
5.根据权利要求4所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述内螺纹套筒的底面与传感器套筒的顶面通过螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述内螺纹套筒的底面设有内螺纹凹坑，所述传感器套筒的顶面设有与内螺纹凹坑相匹配连接的外螺纹缺口。
7.根据权利要求4所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述外螺纹柱为中空设置；所述外螺纹柱和内螺纹套筒均采用铝合金材料。
8.根据权利要求1所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述传感器套筒的内筒壁设有用于压力传感器螺纹连接固定的内螺纹段，所述压力传感器通过底部外螺纹与内螺纹段螺纹相连后压住上垫块。
9.根据权利要求2所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述快接支座、过渡盘、上垫块和传感器套筒均采用铝合金材料，所述对焦针为不锈钢材料。
10.根据权利要求1所述的一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，其特征在于:所述对焦针的针头端为圆头或尖头。
【专利摘要】本发明公开了一种基于压力传感的激光加工头辅助对焦装置，包括依次连接的快接支座、高度调节组件和传感器套筒，传感器套筒中依次套装有对焦针、离焦量指示针、线性弹簧、上垫块和连接有信号输出接口的压力传感器；压力传感器与传感器套筒连接后压住上垫块，传感器套筒的外表面绘制有离焦量刻度、外侧壁开设有供离焦量指示针滑移的槽口；离焦量指示针的初始位置指向离焦量刻度的起始刻度，信号输出接口与外设的数据采集系统相连，当对焦针受压带动离焦量指示针移动可通过人工读取完成人工对焦、而带动线性弹簧压缩通过压力传感器的压力传递实现自动对焦。可实现激光加工头的精确对焦，及在一定范围内任意调节离焦量，具有手动和自动双重对焦功能。
【IPC分类】B23K26-046
【公开号】CN104842065
【申请号】CN201510284387
【发明人】朱伟, 火巧英, 李东风, 梁连杰, 曹兴华, 陈菲, 吴卉
【申请人】南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月28日