專利名稱：一種CO₂激光切割機(jī)等光程光路補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的是機(jī)械加工中的機(jī)床輔助裝置，具體地說是一種CO2激光切割機(jī)等光程光路補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
激光切割機(jī)作為一種新型的精密切割設(shè)備，主要應(yīng)用于機(jī)械、電子、醫(yī)療、船舶、橋梁、冶金、電機(jī)制造、模具、汽車、鈑金制作、量具刀具、廣告裝潢及工藝品制造行業(yè)領(lǐng)域，適用于對(duì)碳鋼、不銹鋼、鋁合金、硬質(zhì)合金、有機(jī)玻璃的加工。因此，對(duì)激光切割機(jī)的切割質(zhì)量有很高要求。目前，激光切割機(jī)的外光路機(jī)構(gòu)主要采用的是飛行光路機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是:近端與遠(yuǎn)端的割縫寬度相差大，當(dāng)?shù)毒哐a(bǔ)償一定時(shí)，在不同位置產(chǎn)生不同的偏差，影響加工尺寸精度，甚至造成切不透或表面光潔度下降的缺陷。激光切割原理:
如圖1所示，激光發(fā)生器所發(fā)出的激光束經(jīng)反射鏡改變角度，然后再通過聚焦鏡聚焦后到達(dá)機(jī)床上所卡固的工件上，在焦點(diǎn)處使工件迅速產(chǎn)生局部高溫而熔化，同時(shí)隨著數(shù)控機(jī)床的平穩(wěn)的移動(dòng)，使工件產(chǎn)生連續(xù)位移，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割。當(dāng)前外光路的工作過程:
如圖2所示，激光器發(fā)生器5發(fā)出的激光束通過反射鏡I到達(dá)與Z軸固定的反射鏡2上，實(shí)現(xiàn)外光路的傳輸。激光光束的擴(kuò)散過程:
由于激光器發(fā)出的光束具有一定的發(fā)散角，呈“錐形”，如圖3所示，當(dāng)反射鏡從位置一運(yùn)動(dòng)至位置二時(shí)，光束截面直徑Dl變?yōu)镈l'，經(jīng)反射后，到達(dá)聚焦鏡表面的光束直徑D2變?yōu)镈2'，造成位置一與位置二處聚焦后的焦點(diǎn)深度發(fā)生變化，從而影響到工件質(zhì)量。由于激光光束聚焦點(diǎn)與光程距離關(guān)系密切，所以要保證激光切割加工的質(zhì)量，就需要對(duì)光路進(jìn)行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有激光切割機(jī)光路機(jī)構(gòu)所存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種CO2激光切割機(jī)等光程光路補(bǔ)償裝置。該光路補(bǔ)償裝置由激光發(fā)生器、反射鏡和導(dǎo)軌組成。解決激光切割機(jī)光程光路補(bǔ)償切割的技術(shù)問題。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是:
數(shù)控機(jī)床一側(cè)設(shè)有激光發(fā)生器，A反射鏡與B反射鏡固定在W軸上；C反射鏡固定在橫梁上；D反射鏡固定在Z軸上。在W軸安裝有伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過齒輪和齒條副嚙合傳動(dòng)使W軸產(chǎn)生位移。積極效果，本發(fā)明使用時(shí)，能夠保證工件尺寸的一致性，提高加工精度和表面光潔度，降低成本。適宜作為激光切割機(jī)的光路補(bǔ)償機(jī)構(gòu)應(yīng)用。


圖1為激光切割原理示意圖 圖2為當(dāng)前流行的外光路示意圖 圖3為激光光束擴(kuò)散示意圖
圖4為等光程光路補(bǔ)償系統(tǒng)示意圖 圖5為W軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖
圖中，1.A反射鏡，2.B反射鏡，3.C反射鏡，4.D反射鏡，
5.激光發(fā)生器,6.W軸導(dǎo)軌,7.機(jī)身導(dǎo)軌,8.橫梁,9.Z軸，
10.伺服電機(jī)，10.1.齒輪，11.齒條副。
具體實(shí)施例方式如圖4和圖5所不:數(shù)控機(jī)床一側(cè)設(shè)有激光發(fā)生器5, A反射鏡I與B反射鏡2固定在W軸上，沿W軸導(dǎo)軌6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；C反射鏡3固定在橫梁8上，與橫梁一起沿X軸機(jī)身導(dǎo)軌7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；D反射鏡4固定在Z軸9上，隨Z軸一起沿Y軸橫梁導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)與橫梁一起沿X軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。W軸伺服電機(jī)接收運(yùn)動(dòng)指令使其產(chǎn)生相對(duì)位移而補(bǔ)償光程長(zhǎng)度的變化，保持激光切割機(jī)在切割過程中焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度不變。本發(fā)明工作原理:
激光發(fā)生器5發(fā)出的光束經(jīng)A反射鏡1、B反射鏡2、C反射鏡3和D反射鏡4反射后，到達(dá)Z軸9切割頭上的聚焦鏡，經(jīng)聚焦后，在工件表面形成光斑。W軸伺服電機(jī)接收運(yùn)動(dòng)指令使其產(chǎn)生相對(duì)位移而補(bǔ)償光程長(zhǎng)度的變化，保持激光切割機(jī)在切割過程中焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度不變。伺服電機(jī)10接收來自數(shù)控系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪10.1旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒條副11的嚙合，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)W軸驅(qū)動(dòng)功能。特點(diǎn):
本發(fā)明能夠保證數(shù)控機(jī)床在整個(gè)切割范圍內(nèi)等光程穩(wěn)定性，使任意位置的焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度保持不變，從而保證了切割質(zhì)量，提高表面光潔度。
權(quán)利要求
1.一種CO2激光切割機(jī)等光程光路補(bǔ)償裝置，其特征是: 數(shù)控機(jī)床一側(cè)設(shè)有激光發(fā)生器(5 )，A反射鏡(I)與B反射鏡(2 )安裝在W軸上，沿W軸導(dǎo)軌(6)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；C反射鏡(3)固定在橫梁(8)上，與橫梁一起沿X軸機(jī)身導(dǎo)軌(7)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；D反射鏡(4)固定在Z軸(9)上，隨Z軸一起沿Y軸橫梁導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與橫梁一起沿X軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)； W軸安裝有伺服電機(jī)(10)，伺服電機(jī)接收來自數(shù)控系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪(10.1)旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒條副(11)的嚙合，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而使W軸產(chǎn)生相對(duì)位移而補(bǔ)償光程長(zhǎng)度的變化，保持激光切割機(jī)在切割過程中光路長(zhǎng)度恒定。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種CO2激光切割機(jī)等光程光路補(bǔ)償裝置。A反射鏡與B反射鏡安裝在W軸上，沿W軸導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；C反射鏡固定在橫梁上，與橫梁一起沿X軸機(jī)身導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；D反射鏡固定在Z軸上，隨Z軸一起沿Y軸橫梁導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與橫梁一起沿X軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)A反射鏡、B反射鏡、C反射鏡和D反射鏡反射后，到達(dá)Z軸切割頭上的聚焦鏡，經(jīng)聚焦后，在工件表面形成光斑。W軸伺服電機(jī)接收運(yùn)動(dòng)指令使其產(chǎn)生相對(duì)位移而補(bǔ)償光程長(zhǎng)度的變化，保持激光切割機(jī)在切割過程中焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度不變。本發(fā)明能夠保證工件切割尺寸、精度和光潔度。適宜作為激光切割機(jī)的光路補(bǔ)償機(jī)構(gòu)應(yīng)用。
文檔編號(hào)B23K26/04GK103192177SQ20131010369
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者劉福, 于春岐 申請(qǐng)人:遼寧同創(chuàng)數(shù)控設(shè)備有限公司