專利名稱：用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光加工機(jī)械，具體涉及一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在激光加工行業(yè)中，不管是熱處理、切割、焊接，加工工藝都是生產(chǎn)合格產(chǎn)品的重要因素。對(duì)于規(guī)則的工件表面，加工工藝(包括光斑在工件表面上的移動(dòng)速度，焦點(diǎn)至工作表面的距離，光束相對(duì)于工件表面的角度等)通過普通的激光加工機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于復(fù)雜的工件表面，要在加工過程中保證光束角度、焦距、光斑移動(dòng)速度等工藝參數(shù)一致，卻很困難。這也是國內(nèi)激光技術(shù)深入應(yīng)用的一個(gè)難題，為了解決這一問題，目前，國內(nèi)企業(yè)通常在機(jī)床上安裝一個(gè)如附圖1所示的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用，激光光束可以繞A 軸10旋轉(zhuǎn)、繞B軸11擺動(dòng)，利用數(shù)控程序，可使光斑以等焦距、等角度在工件表面移動(dòng)，但卻無法同時(shí)保證光斑在工件表面上勻速移動(dòng)，激光加工質(zhì)量差，阻礙了激光在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，如果要加工如附圖2所示的工件，L為一工件的加工路徑，由一段直線1 和一段圓弧KD構(gòu)成，直線與圓弧相切于K點(diǎn)，激光焦點(diǎn)12為J，擺動(dòng)頭旋轉(zhuǎn)軸0點(diǎn)到工件表面的距離為H，且圓弧半徑為R=H。加工時(shí)，先沿X軸方向移動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，使激光光斑沿直線段1 移動(dòng)；然后將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的激光頭繞B軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加工圓弧段KD。當(dāng)激光光斑到達(dá)切點(diǎn)K之前，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)必須要有一段減速距離KaK和減速時(shí)間Tl， 使激光光斑到達(dá)切點(diǎn)K時(shí)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)沿X軸方向的速度降為0 ；然后，激光頭繞B軸轉(zhuǎn)動(dòng)伊始，激光頭必須要有一段加速距離KKb和加速時(shí)間T2，這樣擺動(dòng)機(jī)構(gòu)在切點(diǎn)K處就必定有一個(gè)停頓，如附圖3所示。附圖3所示的停頓點(diǎn)是客觀存在的，是由物理學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定的。通過減少擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速時(shí)間Tl、增大激光頭繞B軸11的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度，可縮短K點(diǎn)的停頓時(shí)間，但不能消除此停頓，從而激光光斑不能在工件表面上勻速移動(dòng)，產(chǎn)品加工合格率低。為解決上述的速度停頓問題，擴(kuò)大激光技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，需要提供一種能夠保證激光加工過程中激光光斑沿工件表面勻速、等焦距、等角度的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于激光加工的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，激光光斑可在工件表面勻速移動(dòng)，激光光束始終垂直于加工表面，且激光光斑到加工表面的距離恒定。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭、連接激光發(fā)生器和激光頭的導(dǎo)光筒、設(shè)于激光頭和導(dǎo)光筒內(nèi)的反射鏡， 所述導(dǎo)光筒和激光頭的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，所述導(dǎo)光筒上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部、第二折彎部和第三折彎部，所述第一折彎部和第二折彎部之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述激光頭上設(shè)有第四折彎部，所述第三折彎部和第四折彎部之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接；
所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設(shè)有一所述反射鏡。上述技術(shù)方案中，所述第二折彎部與所述第三折彎部連接的一端為第二后端，所述第三折彎部與所述第二折彎部連接的一端為第三前端，所述第三前端滑動(dòng)連接于所述第二后端上。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第三前端插設(shè)于所述第二后端內(nèi)。上述技術(shù)方案中，所述第一折彎部與激光發(fā)生器連接的一端為第一前端，所述第一前端上連接有遠(yuǎn)離激光發(fā)生器的延伸部，激光焦點(diǎn)位于所述延伸部的軸線上，所述第二后端上套設(shè)有滑塊，兩端分別與所述滑塊和延伸部鉸接的連桿與所述激光頭的激光輸出端平行。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)和雙平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處；
所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的兩個(gè)平行四邊形具有一公共邊，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的其中一邊的兩端分別鉸接于所述連桿的兩端，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的一端鉸接于所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的另一端鉸接于所述激光頭的激光輸出端上。為使所述連桿與所述激光頭的激光輸出端平行，還可以采用下述技術(shù)方案所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)和角形架，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處；
所述角形架由兩連桿、三滾輪、兩鋼帶和一心軸構(gòu)成，每一所述連桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述心軸上，其中一連桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，另一連桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處，三所述滾輪分別同軸固定于所述連桿和滑塊的鉸接處、所述心軸上以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處，位于同一所述連桿兩端的滾輪通過一所述鋼帶構(gòu)成固定連接。上文中，每一所述連桿的一端和心軸之間設(shè)有軸承，每一連桿通過所述軸承與心軸構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。上述技術(shù)方案中，所述第一、第二、第三和第四折彎部的折彎角均為直角。本發(fā)明的加工過程如下所述
(1)將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，將激光頭與激光頭驅(qū)動(dòng)裝置連接；(2)根據(jù)加工路徑，使自激光頭輸出的激光束始終與加工表面垂直，設(shè)計(jì)連桿驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序；
(3)根據(jù)加工路徑，使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)在三維空間中的直線運(yùn)動(dòng)與加工路徑的變化保持一致， 從而使激光頭至加工表面的焦距恒定，設(shè)計(jì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序，使激光光斑沿加工表面勻速移動(dòng)；
(4)同時(shí)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和激光頭驅(qū)動(dòng)裝置，運(yùn)行操作程序，完成工件的加工。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明的導(dǎo)光筒具有第一、第二和第三折彎部，且所述第一折彎部與第二折彎部鉸接，第三折彎部與激光頭鉸接，所以激光頭的擺動(dòng)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維移動(dòng)可獨(dú)立進(jìn)行，在保證激光光束始終與工件表面垂直和激光頭至工件表面距離恒定的情況下，保證了激光光斑始終沿工件表面勻速移動(dòng)，產(chǎn)品加工合格率高，適宜大范圍推廣應(yīng)用。2.本發(fā)明的激光頭可繞第三折彎部和第四折彎部鉸接處的柱形內(nèi)腔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)可繞第一前端的柱形內(nèi)腔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所以激光頭可以進(jìn)行空間任一角度的旋轉(zhuǎn)，滿足各種不規(guī)則工件表面的加工要求。


圖1是背景技術(shù)中激光加工裝置采用的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)； 圖2是背景技術(shù)中擺動(dòng)機(jī)構(gòu)使用狀態(tài)的示意圖3是背景技術(shù)中擺動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)速度與位移的關(guān)系圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例一的主視圖； 圖5是實(shí)施例一的左視圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例二的主視圖7是圖6中去除雙菱形結(jié)構(gòu)和雙平行四邊形結(jié)構(gòu)后的主視圖； 圖8是圖6中去除雙菱形結(jié)構(gòu)和雙平行四邊形結(jié)構(gòu)后的左視圖； 圖9是圖6中雙菱形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是圖6中雙平行四邊形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是本發(fā)明實(shí)施例三的主視圖； 圖12是圖11中去除雙菱形結(jié)構(gòu)的主視圖； 圖13是實(shí)施例三中角形架的主視圖的放大視圖； 圖14是圖13中沿線A-A的剖視其中1、激光頭；10、第四折彎部；2、導(dǎo)光筒；20、第一折彎部；200、第一前端；201、延伸部；21、第二折彎部；210、第二后端；22、第三折彎部；220、第三前端；3、反射鏡；4、滑塊； 5、連桿；6、雙菱形機(jī)構(gòu)；7、雙四邊形機(jī)構(gòu)；8、雙菱形機(jī)構(gòu)；9、角形架；90、連桿；91、滾輪； 92、鋼帶；93、心軸；10、A軸；11、B軸；12、激光焦點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一參見圖4和圖5所示，一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭1、連接激光發(fā)生器和激光頭的導(dǎo)光筒2、設(shè)于激光頭1和導(dǎo)光筒2內(nèi)的反射鏡3，所述導(dǎo)光筒2和激光頭1的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，其特征在于所述導(dǎo)光筒2上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部20、第二折彎部21和第三折彎部22，所述第一折彎部20和第二折彎部21之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 所述激光頭1上設(shè)有第四折彎部10，所述第三折彎部22和第四折彎部10之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設(shè)有一所述反射鏡3。所述第一、第二、第三和第四折彎部的折彎角均為直角。所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，用以控制擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維直線運(yùn)動(dòng)。 所述激光頭與激光頭驅(qū)動(dòng)裝置連接，用以控制激光頭的擺動(dòng)，使激光光束始終與加工表面垂直。本實(shí)施例一的加工過程如下所述
(1)將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，將激光頭與激光頭驅(qū)動(dòng)裝置連接；
(2)根據(jù)加工路徑，使自激光頭輸出的激光束始終與加工表面垂直，并設(shè)計(jì)激光頭驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序；
(3)結(jié)合加工路徑及激光頭擺動(dòng)至與加工表面垂直后擺動(dòng)機(jī)構(gòu)各零件的位置，使激光頭至加工表面的焦距恒定，設(shè)計(jì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序，使激光光斑沿加工表面勻速移動(dòng)；
(4)同時(shí)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和激光頭驅(qū)動(dòng)裝置，運(yùn)行操作程序，完成工件的加工。實(shí)施例二 如圖6 圖10所示，為方便工業(yè)上的使用，本實(shí)施例二在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上做了部分改進(jìn)，具體結(jié)構(gòu)描述如下
一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭1、連接激光發(fā)生器和激光頭的導(dǎo)光筒 2、設(shè)于激光頭1和導(dǎo)光筒2內(nèi)的反射鏡3，所述導(dǎo)光筒2和激光頭1的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，其特征在于所述導(dǎo)光筒2上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部20、第二折彎部21和第三折彎部22，所述第一折彎部20和第二折彎部21之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述激光頭1上設(shè)有第四折彎部 10，所述第三折彎部22和第四折彎部10之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設(shè)有一所述反射鏡3。所述第一、第二、第三和第四折彎部的折彎角均為直角。所述第二折彎部21與所述第三折彎部22連接的一端為第二后端210，所述第三折彎部22與所述第二折彎部21連接的一端為第三前端220，所述第三前端220插設(shè)于所述第二后端210內(nèi)。所述第一折彎部20與激光發(fā)生器連接的一端為第一前端200，所述第一前端200 上連接有遠(yuǎn)離激光發(fā)生器的延伸部201，激光焦點(diǎn)位于所述延伸部201的軸線上，所述第二后端210上套設(shè)有滑塊4，所述滑塊4和延伸部201之間設(shè)有兩端分別與所述滑塊4和延伸部201鉸接的連桿5。所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)6和雙平行四邊形機(jī)構(gòu)7，所述雙菱形機(jī)構(gòu)6的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處。所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)7的兩個(gè)平行四邊形具有一公共邊，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的其中一邊的兩端分別鉸接于所述連桿的兩端，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的一端鉸接于所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處， 所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的另一端鉸接于所述激光頭的激光輸出端上。通過上述結(jié)構(gòu)，所述連桿5始終與所述激光頭1的激光輸出端平行，附圖7中的 Δ O1O2E1 相似于Δ O1O3O40所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，用以控制擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維直線運(yùn)動(dòng)。 本實(shí)施例二的連桿與連桿驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過連桿、滑塊、導(dǎo)光筒等零部件之間的相互驅(qū)動(dòng)以及Δ O1O2E1與Δ O1O3O4之間的相似關(guān)系，用以控制激光頭的擺動(dòng)，使激光光束始終與加工
表面垂直。本實(shí)施例二的加工過程如下所述
(1)將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，將連桿與連桿驅(qū)動(dòng)裝置連接；
(2)根據(jù)加工路徑，使自激光頭輸出的激光束始終與加工表面垂直，設(shè)計(jì)連桿驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序；
(3)根據(jù)加工路徑，使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)在三維空間中的直線運(yùn)動(dòng)與加工路徑的變化保持一致， 從而使激光頭至加工表面的焦距恒定，設(shè)計(jì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的操作程序，使激光光斑沿加工表面勻速移動(dòng)；
(4)同時(shí)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和激光頭驅(qū)動(dòng)裝置，運(yùn)行操作程序，完成工件的加工。實(shí)施例三如圖11 圖14所示，為方便使用，提高加工質(zhì)量，本實(shí)施例三針對(duì)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，具體結(jié)構(gòu)描述如下
一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭1、連接激光發(fā)生器和激光頭的導(dǎo)光筒 2、設(shè)于激光頭1和導(dǎo)光筒2內(nèi)的反射鏡3，所述導(dǎo)光筒2和激光頭1的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，其特征在于所述導(dǎo)光筒2上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部20、第二折彎部21和第三折彎部22，所述第一折彎部20和第二折彎部21之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述激光頭1上設(shè)有第四折彎部 10，所述第三折彎部22和第四折彎部10之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設(shè)有一所述反射鏡3。所述第一、第二、第三和第四折彎部的折彎角均為直角。所述第二折彎部21與所述第三折彎部22連接的一端為第二后端210，所述第三折彎部22與所述第二折彎部21連接的一端為第三前端220，所述第三前端220插設(shè)于所述第二后端210內(nèi)。所述第一折彎部20與激光發(fā)生器連接的一端為第一前端200，所述第一前端200 上連接有遠(yuǎn)離激光發(fā)生器的延伸部201，激光焦點(diǎn)位于所述延伸部201的軸線上，所述第二后端210上套設(shè)有滑塊4，所述滑塊4和延伸部201之間設(shè)有兩端分別與所述滑塊4和延伸部201鉸接的連桿5。
所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)8和角形架9，所述雙菱形機(jī)構(gòu)8的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處。所述角形架9由兩連桿90、三滾輪91、兩鋼帶92和一心軸93構(gòu)成，每一所述連桿 90的一端和心軸93之間設(shè)有軸承，每一連桿90通過所述軸承與心軸93構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其中一連桿90的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿5和滑塊4的鉸接處，另一連桿90的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述第三折彎部22和第四折彎部10的鉸接處，三所述滾輪91分別同軸固定于所述連桿5和滑塊4的鉸接處、所述心軸93上、所述第三折彎部22和第四折彎部10的鉸接處，位于同一所述連桿90兩端的滾輪通過一所述鋼帶92構(gòu)成固定連接。因?yàn)槿齻€(gè)滾輪的直徑相同，所以三個(gè)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度始終相同。通過上述結(jié)構(gòu)，所述連桿5始終與所述激光頭1的激光輸出端平行，附圖7中的 Δ O1O2E1 相似于Δ O1O3O40所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置連接，用以控制擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維直線運(yùn)動(dòng)。 本實(shí)施例二的連桿與連桿驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過連桿、滑塊、導(dǎo)光筒等零部件之間的相互驅(qū)動(dòng)以及Δ O1O2E1與Δ O1O3O4之間的相似關(guān)系，用以控制激光頭的擺動(dòng)，使激光光束始終與加工
表面垂直。
權(quán)利要求
1.一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭(1)、連接激光發(fā)生器和激光頭的導(dǎo)光筒(2)、設(shè)于激光頭(1)和導(dǎo)光筒(2)內(nèi)的反射鏡(3)，所述導(dǎo)光筒(2)和激光頭(1)的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，其特征在于所述導(dǎo)光筒(2)上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部(20)、第二折彎部(21)和第三折彎部(22)，所述第一折彎部(20)和第二折彎部(21)之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述激光頭(1)上設(shè)有第四折彎部(10)，所述第三折彎部(22)和第四折彎部(10)之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設(shè)有一所述反射鏡(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第二折彎部(21)與所述第三折彎部(22)連接的一端為第二后端(210)，所述第三折彎部(22)與所述第二折彎部(21)連接的一端為第三前端(220)，所述第三前端(220)滑動(dòng)連接于所述第二后端(210)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第三前端(220)插設(shè)于所述第二后端(210)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一折彎部(20)與激光發(fā)生器連接的一端為第一前端(200)，所述第一前端(200)上連接有遠(yuǎn)離激光發(fā)生器的延伸部(201)，激光焦點(diǎn)位于所述延伸部(201)的軸線上，所述第二后端(210)上套設(shè)有滑塊 (4)，兩端分別與所述滑塊(4)和延伸部(201)鉸接的連桿(5)與所述激光頭(1)的激光輸出端平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)(6) 和雙平行四邊形機(jī)構(gòu)(7)，所述雙菱形機(jī)構(gòu)(6)的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處；所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)(7)的兩個(gè)平行四邊形具有一公共邊，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的其中一邊的兩端分別鉸接于所述連桿(5)的兩端，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的一端鉸接于所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處，所述雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的與所述公共邊相對(duì)的另一邊的另一端鉸接于所述激光頭的激光輸出端上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括雙菱形機(jī)構(gòu)(8) 和角形架(9 )，所述雙菱形機(jī)構(gòu)(8 )的兩菱形的相鄰的兩條邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩所述菱形共用一公共端點(diǎn)，其中一所述菱形的兩端點(diǎn)分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點(diǎn)的棱邊的延長線上，所述公共端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機(jī)構(gòu)的與所述公共端點(diǎn)相對(duì)的兩端點(diǎn)分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處；所述角形架(9)由兩連桿(90)、三滾輪(91)、兩鋼帶(92)和一心軸(93)構(gòu)成，每一所述連桿(90)的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述心軸(93)上，其中一連桿(90)的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述連桿(5)和滑塊(4)的鉸接處，另一連桿(90)的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述第三折彎部(22) 和第四折彎部(10)的鉸接處，三所述滾輪(91)分別同軸固定于所述連桿(5)和滑塊(4)的鉸接處、所述心軸(93)上、所述第三折彎部(22)和第四折彎部(10)的鉸接處，位于同一所述連桿(90 )兩端的滾輪通過一所述鋼帶(92 )構(gòu)成固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一、第二、第三和第四折彎部的折彎角均為直角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于激光加工裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括激光頭、導(dǎo)光筒、反射鏡，所述導(dǎo)光筒和激光頭的內(nèi)腔共同構(gòu)成一供激光傳輸?shù)闹蝺?nèi)腔，所述導(dǎo)光筒上自激光發(fā)生器至所述激光頭依次設(shè)有第一折彎部、第二折彎部和第三折彎部，所述第一折彎部和第二折彎部之間通過一連接件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述激光頭上設(shè)有第四折彎部，所述第三折彎部和第四折彎部之間通過一轉(zhuǎn)動(dòng)件構(gòu)成繞兩者連接處柱形內(nèi)腔軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明的激光頭的擺動(dòng)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維移動(dòng)可獨(dú)立進(jìn)行，在保證激光光束始終與工件表面垂直和激光頭至工件表面距離恒定的情況下，保證了激光光斑始終沿工件表面勻速移動(dòng)，產(chǎn)品加工合格率高。
文檔編號(hào)B23K26/08GK102407403SQ20111041484
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者傅戈雁, 吳云霞, 孫承峰, 涂群, 石世宏, 郭開波 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)