專利名稱:同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，包括自上向下連接的光纖連接器、擴(kuò)束鏡、力矩電機(jī)、空心螺桿、磁力吸盤、聚焦鏡及噴嘴總成，所述光纖連接器連同擴(kuò)束鐿固定在力矩電機(jī)的機(jī)殼上，電機(jī)的定子固定在機(jī)殼上，電機(jī)的空心轉(zhuǎn)子軸套內(nèi)壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉(zhuǎn)子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤吸附連接空心螺桿與聚焦鏡。本實(shí)用新型采用力矩電機(jī)同軸直線驅(qū)動(dòng)切割頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約空間；同時(shí)電機(jī)軸心和切割頭軸心重合，不產(chǎn)生附加力矩，性能穩(wěn)定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負(fù)載輕；防撞分割面設(shè)于擴(kuò)束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴(kuò)束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
【專利說明】同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光切割設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭。

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)被切割板材厚度的不同，激光光束的焦點(diǎn)會(huì)與被切割的板材表面保持一段距離，或深入板材內(nèi)部，即所謂的正離焦或負(fù)離焦。為了使這種設(shè)定的離焦量在整個(gè)切割過程中保持不變，不受板材彎曲的影響，必須讓切割頭自動(dòng)補(bǔ)償由于板材部不平造成的影響。
[0003]常規(guī)的做法是將激光切割頭安裝在一側(cè)由伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌、滾珠絲桿組成的直線運(yùn)動(dòng)模組上，此模組體積龐大，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角受限，在三維五軸系統(tǒng)的應(yīng)用上，多有不便，尤其在單雙擺頭或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)切割頭的結(jié)構(gòu)中完全不適用；同時(shí)切割頭重心整體偏離運(yùn)動(dòng)軸心，產(chǎn)生附加力矩，動(dòng)態(tài)性能差，運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)；另外該結(jié)構(gòu)一般采用切割頭整體防撞，防撞機(jī)構(gòu)負(fù)載大，不可靠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，力矩電機(jī)同軸直線驅(qū)動(dòng)切割頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約空間；同時(shí)電機(jī)軸心和切割頭軸心重合，不產(chǎn)生附加力矩，性能穩(wěn)定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負(fù)載輕；防撞分割面設(shè)于擴(kuò)束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴(kuò)束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
[0005]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，包括自上向下連接的光纖連接器、擴(kuò)束鏡、力矩電機(jī)、空心螺桿、磁力吸盤、聚焦鏡及噴嘴總成，所述光纖連接器連同擴(kuò)束鐿固定在力矩電機(jī)的機(jī)殼上，電機(jī)的定子固定在機(jī)殼上，電機(jī)的空心轉(zhuǎn)子軸套內(nèi)壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉(zhuǎn)子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤吸附連接空心螺桿與聚焦鏡。
[0007]本實(shí)用新型將激光切割頭的垂直移動(dòng)和焦距跟蹤合而為一，采用一臺(tái)力矩電機(jī)(DD馬達(dá))的空心轉(zhuǎn)子軸套上的螺紋與空心螺桿來實(shí)現(xiàn)切割頭的垂直移動(dòng)。簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的絲桿、導(dǎo)軌、伺服電機(jī)連接軸等結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約空間；同時(shí)電機(jī)軸心和切割頭軸心重合，不產(chǎn)生附加力矩，性能穩(wěn)定。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述力矩電機(jī)的空心轉(zhuǎn)子軸套上下端通過角接觸軸承壓裝在機(jī)殼的軸承座上。防止轉(zhuǎn)子串動(dòng)，且有效消除軸承運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的間隙。
[0009]本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述空心螺桿的光軸外壁上設(shè)有一道軸向鍵槽，在電機(jī)外殼上設(shè)置一顆防轉(zhuǎn)銷釘，銷釘滑動(dòng)連接在鍵槽內(nèi)?？招穆輻U只能在轉(zhuǎn)子軸套螺紋壁的驅(qū)動(dòng)下沿軸線作直線運(yùn)運(yùn)，防止其自旋轉(zhuǎn)。
[0010]本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述磁力吸盤對(duì)接吸附面設(shè)有至少一組配合的定位銷和定位槽。
[0011]磁力吸盤由吸力強(qiáng)大的稀土磁鋼和導(dǎo)磁盤聯(lián)通磁路組成。工作時(shí)，聚焦鏡和噴嘴總成組成的工作頭由磁力吸盤牢牢吸附支撐，一旦工作失控發(fā)生撞擊后，當(dāng)撞擊力量超過吸力時(shí)，工作頭脫落，相應(yīng)的電路送出故障信號(hào)，迫使激光器停止發(fā)光，對(duì)設(shè)備、工件、操作者進(jìn)行保護(hù)。
[0012]防撞分割面設(shè)于擴(kuò)束鏡和聚焦鏡之間，磁力吸盤對(duì)接吸附面上設(shè)置定位銷和定位槽，重新對(duì)接時(shí)，保證了位置精度，確保擴(kuò)束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
[0013]本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述力矩電機(jī)和光纖連接器連接在機(jī)器人末端連接板上。磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，大大減輕了防撞磁力吸盤的負(fù)載，使其更為可靠。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型采用力矩電機(jī)同軸直線驅(qū)動(dòng)切割頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約空間；同時(shí)電機(jī)軸心和切割頭軸心重合，不產(chǎn)生附加力矩，性能穩(wěn)定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負(fù)載輕；防撞分割面設(shè)于擴(kuò)束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴(kuò)束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。

【附圖說明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型正視圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型力矩電機(jī)與空心螺桿連接爆炸圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型包括自上向下連接的光纖連接器1、擴(kuò)束鏡2、力矩電機(jī)3、空心螺桿4、磁力吸盤5、聚焦鏡6及噴嘴總成7，所述光纖連接器I連同擴(kuò)束鐿2固定在力矩電機(jī)3的機(jī)殼31上，電機(jī)的定子32固定在機(jī)殼31上,力矩電機(jī)3的空心轉(zhuǎn)子軸套33上下端通過角接觸軸承34壓裝在機(jī)殼的軸承座35上，空心轉(zhuǎn)子軸套33內(nèi)壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿4上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉(zhuǎn)子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤5吸附連接空心螺桿4與聚焦鏡6。
[0020]所述空心螺桿4的光軸外壁上設(shè)有一道軸向鍵槽41,在電機(jī)外殼上設(shè)置一顆防轉(zhuǎn)銷釘42，銷釘42滑動(dòng)連接在鍵槽41內(nèi)?？招穆輻U只能在轉(zhuǎn)子軸套螺紋壁的驅(qū)動(dòng)下沿軸線作直線運(yùn)運(yùn)，防止其自旋轉(zhuǎn)。
[0021]所述磁力吸盤5對(duì)接吸附面設(shè)有至少一組配合的定位銷51和定位槽。
[0022]所述力矩電機(jī)3和光纖連接器I連接在機(jī)器人末端連接板上。磁力吸盤5僅吸附支撐聚焦鏡6和噴嘴總成7，大大減輕了防撞磁力吸盤的負(fù)載，使其更為可靠。
【權(quán)利要求】
1.同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:包括自上向下連接的光纖連接器(I)、擴(kuò)束鏡(2)、力矩電機(jī)(3)、空心螺桿(4)、磁力吸盤(5)、聚焦鏡(6)及噴嘴總成(7)，所述光纖連接器(I)連同擴(kuò)束鐿(2)固定在力矩電機(jī)(3)的機(jī)殼(31)上，電機(jī)的定子(32)固定在機(jī)殼(31)上，電機(jī)的空心轉(zhuǎn)子軸套(33)內(nèi)壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿(4)上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉(zhuǎn)子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤(5)吸附連接空心螺桿(4)與聚焦鏡(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述力矩電機(jī)(3)的空心轉(zhuǎn)子軸套(33)上下端通過角接觸軸承(34)壓裝在機(jī)殼的軸承座上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述空心螺桿(4)的光軸外壁上設(shè)有一道軸向鍵槽(41)，在電機(jī)外殼上設(shè)置一顆防轉(zhuǎn)銷釘(42)，銷釘(42)滑動(dòng)連接在鍵槽(41)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述磁力吸盤(5)對(duì)接吸附面設(shè)有至少一組配合的定位銷(51)和定位槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸焦點(diǎn)跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述力矩電機(jī)(3 )和光纖連接器(I)連接在機(jī)器人末端連接板上。
【文檔編號(hào)】B23K26-046GK204295130SQ201420727956
【發(fā)明者】吳德林, 吳曉, 吳海溧 [申請(qǐng)人]江蘇海德威激光科技發(fā)展有限公司