一種防震激光源諧振腔及其防震控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防震激光源諧振腔，包括激光源諧振腔、在所述激光源諧振腔的下方設(shè)置有氣囊、雙錐體落位部件、及導(dǎo)向錐體部件。本發(fā)明的防震激光源諧振腔采用在諧振腔底部安裝氣囊，在剪切過程中氣囊充氣讓諧振腔抬起以屏蔽剪切震動，氣囊采用均衡布置和緩沖防沖擊技術(shù)、電磁閥控制，諧振腔落位底座采用雙錐體設(shè)計(jì)，提高了底座落位的精度。有效的保證了激光源諧振腔運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保了激光焊接的可靠性。本發(fā)明還提供了一種焊機(jī)激光源諧振腔防震控制方法。
【專利說明】一種防震激光源諧振腔及其防震控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊機(jī)等設(shè)備防止及減小震動傳導(dǎo)影響的控制方法，特別適用于焊機(jī)激光源諧振腔的防止及減小震動傳導(dǎo)影響的控制方法；具體涉及一種具有防震效果的焊機(jī)激光源諧振腔及其防震控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]激光諧振腔是一個(gè)通入高頻電激發(fā)氣體分子產(chǎn)生光子的激光源核心器件，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的激光焊機(jī)及諧振腔的示意圖，激光源諧振腔30通過諧振腔共度調(diào)節(jié)底座31固定在激光焊機(jī)I的諧振腔安裝平臺20上，焊機(jī)C型架小車4上有焊機(jī)下剪刀6和焊機(jī)上剪刀7，帶鋼從焊機(jī)C型架小車4的“C”型口經(jīng)過時(shí)，被帶鋼上、下面的焊機(jī)下剪刀6和焊機(jī)上剪刀7剪切，從激光源諧振腔30連接出的焊機(jī)外電路5與焊機(jī)C型架小車4相連。
[0003]目前新型的諧振腔由于其渦輪風(fēng)機(jī)采用了磁浮軸承，所以轉(zhuǎn)速得到了進(jìn)一步提升達(dá)到45000rpm的超高速，但該新型諧振腔對震動更加敏感，無法完全克服焊接過程中的剪切震動影響，導(dǎo)致焊機(jī)在焊接剪切過程中容易發(fā)生諧振腔因震動導(dǎo)致的渦輪風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及磁浮軸承位置偏差報(bào)警而無法發(fā)出激光束的問題，給焊機(jī)的正常焊接及激光源諧振腔的可靠運(yùn)行帶來了非常大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有防震效果的焊機(jī)激光源諧振腔，以及一種適用于焊機(jī)激光源諧振腔的防止及減小震動傳導(dǎo)影響的控制方法。本發(fā)明的防震激光源諧振腔采用在諧振腔底部安裝氣囊，在剪切過程中氣囊充氣讓諧振腔抬起以屏蔽剪切震動，但氣囊抬起放下容易導(dǎo)致諧振腔輸出激光的光束方向發(fā)生偏移，影響激光在焊接帶鋼時(shí)的聚焦點(diǎn)，為此氣囊采用均衡布置和緩沖防沖擊技術(shù)、電磁閥控制，諧振腔落位底座采用雙錐體設(shè)計(jì)，提高了底座落位的精度。有效的保證了激光源諧振腔運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保了激光焊接的可靠性。
[0005]本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種防震激光源諧振腔，包括激光源諧振腔30、在所述激光源諧振腔30的下方設(shè)置有氣囊40、雙錐體落位部件50、及導(dǎo)向錐體部件60 ；
[0007]所述氣囊40的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接，所述氣囊氣體腔42上設(shè)置有進(jìn)氣口 44，所述進(jìn)氣口 44通過進(jìn)氣管路70與一個(gè)信號控制部73相連；
[0008]所述雙錐體落位部件50包括諧振腔固定連接端51和諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56，所述諧振腔固定連接端51下部設(shè)置的第一斜角錐面53，與所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56上部設(shè)置的第一斜角承接面54相接觸連接，所述諧振腔固定連接端51的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接；
[0009]所述導(dǎo)向錐體部件60包括上部導(dǎo)向固定端61和下部導(dǎo)向固定端64，所述上部導(dǎo)向固定端61下表面設(shè)置的上部斜錐面62與所述下部導(dǎo)向固定端64上表面設(shè)置的下部承接面63相接觸連接，所述上部導(dǎo)向固定端61的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接。
[0010]優(yōu)選的，
[0011]所述第一斜角錐面53的角度小于第一斜角承接面54的角度。
[0012]所述諧振腔固定連接端51與所述第一斜角錐面53之間設(shè)置有第二斜角錐面52 ；所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56與所述第一斜角承接面54之間設(shè)置有第二斜角承接面55。
[0013]所述第一斜角錐面53的角度為35°?45°，優(yōu)選為40°。
[0014]所述第二斜角錐面52的角度為80°?85°，優(yōu)選為83°。
[0015]所述第一斜角承接面54的角度為135°?145°，優(yōu)選為140°。
[0016]所述第二斜角承接面55的角度為95°?100°，優(yōu)選為97°。
[0017]所述上部斜錐面62的角度為75°?80°，優(yōu)選為77°。
[0018]所述下部承接面63的角度為100°?105°，優(yōu)選為103°。
[0019]所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56上還具有一個(gè)底座高度調(diào)節(jié)器57，其通過螺桿螺母達(dá)到調(diào)節(jié)底座高度的作用。
[0020]所述導(dǎo)向錐體部件60的下部承接面63上還具有若干側(cè)壁小氣囊65，優(yōu)選為1_6個(gè)，更優(yōu)選為對稱設(shè)置的4個(gè)。通過小氣囊氣體管路66向側(cè)壁小氣囊65進(jìn)行充氣和放氣。側(cè)壁小氣囊65的做主要作用是在氣囊40抬起激光源諧振腔30的同時(shí)，側(cè)壁小氣囊65充氣減少激光源諧振腔30的晃動位移量，提高氣囊40放氣后諧振腔落位的速度和精度。
[0021 ] 所述氣囊40包括氣囊上部頂頭41和氣囊氣體腔42，所述氣囊上部頂頭41和氣囊氣體腔42之間通過橡膠密封伸縮件43密封連接，所述氣囊上部頂頭41的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接。
[0022]所述進(jìn)氣口 44和所述信號控制部73之間還設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥71和電磁控制閥72。壓力調(diào)節(jié)閥71用于平衡控制各氣囊40浮起的行程距離，電磁控制閥72根據(jù)控制信號精確快速的控制激光源諧振腔30浮起和落下的時(shí)機(jī)，信號控制部73根據(jù)焊機(jī)焊接控制工藝流程實(shí)現(xiàn)激光源諧振腔的精確防震控制。所述氣囊40數(shù)量為2-10個(gè)；優(yōu)選為5個(gè)，分別設(shè)置在激光源諧振腔30底部的兩側(cè)邊緣，操作側(cè)較輕部位設(shè)置2個(gè)，傳動側(cè)較重部位設(shè)置3個(gè)，充氣浮起時(shí)可以比較均勻的承受激光源諧振腔30的重量。
[0023]本發(fā)明還提供了一種焊機(jī)激光源諧振腔防震控制方法，其包括如下步驟:
[0024](a)焊機(jī)下剪刀抬起的同時(shí)控制激光源諧振腔氣囊充氣；
[0025](b)激光源諧振腔浮起到位；
[0026](C)焊機(jī)上剪刀動作進(jìn)行剪切；
[0027](d)焊機(jī)上下剪刀打開到位；
[0028]( e )激光源諧振腔氣囊放氣；
[0029](f)激光源諧振腔下降到位。
[0030]優(yōu)選的，
[0031]在步驟(a)中，激光源諧振腔氣囊充氣的順序?yàn)?對位于激光源諧振腔傳動側(cè)重載位置的氣囊先充氣0.1-0.2s后，再對位于操作側(cè)輕載位置的氣囊進(jìn)行充氣，直到氣囊充滿。
[0032]在步驟(a)中，位于激光源諧振腔傳動側(cè)重載位置的氣囊的充氣壓力為3-3.5kg，優(yōu)選為3.3kg ;位于操作側(cè)輕載位置的氣囊的充氣壓力為6-7kg，優(yōu)選為6.5kg。
[0033]在步驟(b)中，激光源諧振腔浮起的距離為3_5mm。
[0034]在步驟(d)的焊機(jī)上下剪刀打開到位0.3-0.7s后，優(yōu)選為0.5s后，再進(jìn)行步驟Ce)的激光源諧振腔氣囊放氣。
[0035]在步驟(e)中，激光源諧振腔氣囊放氣的順序?yàn)?對位于激光源諧振腔操作側(cè)輕載位置的氣囊先放氣0.1-0.2s后，再對位于傳動側(cè)重載位置的氣囊進(jìn)行放氣。
[0036]在本發(fā)明中，所述角度均為與水平面之間的夾角。激光源諧振腔傳動側(cè)重載位置是指傳動側(cè)光束放大鏡安裝區(qū)域，所述操作側(cè)輕載位置是指操作側(cè)光閘安裝區(qū)域。
[0037]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了一種防震激光源諧振腔以及一種焊機(jī)激光源諧振腔防震控制方法，采用在諧振腔底部安裝高承重氣囊，在剪切過程中氣囊充氣讓諧振腔抬起以屏蔽剪切震動，但氣囊抬起放下容易導(dǎo)致諧振腔輸出激光的光束方向發(fā)生偏移，影響激光在焊接帶鋼時(shí)的聚焦點(diǎn)，為此氣囊采用了均衡布置和小氣囊緩沖防沖擊技術(shù)、壓力調(diào)節(jié)閥和電磁閥配合控制，諧振腔底座采用雙錐體設(shè)計(jì)，提高了底座落位的精度。有效的保證了激光源諧振腔運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保了激光焊接的可靠性，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明焊機(jī)激光源諧振腔防震控制方法的流程圖。
[0039]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中激光焊機(jī)及諧振腔的示意圖。
[0040]圖3為本發(fā)明防震激光源諧振腔的示意圖。
[0041]圖4為本發(fā)明防震激光源諧振腔的氣囊部件示意圖。
[0042]圖5為本發(fā)明防震激光源諧振腔的雙錐體落位部件的示意圖。
[0043]圖6為本發(fā)明防震激光源諧振腔的導(dǎo)向椎體部件示意圖。
[0044]附圖標(biāo)記說明:I激光焊機(jī)；2焊機(jī)出口基座臺；3焊機(jī)入口基座臺；4焊機(jī)C型架小車；5焊機(jī)外光路；6焊機(jī)下剪刀；7焊機(jī)上剪刀；20諧振腔安裝平臺；30激光源諧振腔；31諧振腔高度調(diào)節(jié)底座；100焊機(jī)出口帶鋼；101焊機(jī)入口帶鋼；40氣囊；41氣囊上部頂頭；42氣囊氣體腔；43橡膠密封伸縮件；44進(jìn)氣口 ；50雙錐體落位部件；51諧振腔固定連潔端；52大斜角錐面；53小斜角錐面；54大斜角承接面；55小斜角承接面；56諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端；57底座高度調(diào)節(jié)部；60導(dǎo)向錐體部件；61上部導(dǎo)向固定端；62上部斜錐面；63下部承接面；64下部導(dǎo)向固定端；65側(cè)壁小氣囊；66小氣囊氣體管路；70氣動管路；71壓力調(diào)節(jié)閥；72電磁控制閥；73信號控制部。

【具體實(shí)施方式】
[0045]圖3為本發(fā)明防震激光源諧振腔的示意圖，包括激光源諧振腔30、在所述激光源諧振腔30的下方設(shè)置有氣囊40、雙錐體落位部件50、及導(dǎo)向錐體部件60。
[0046]如圖4，所述氣囊40包括氣囊上部頂頭41和氣囊氣體腔42，所述氣囊上部頂頭41和氣囊氣體腔42之間通過橡膠密封伸縮件43密封連接，所述氣囊上部頂頭41的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接。
[0047]所述氣囊氣體腔42上設(shè)置有進(jìn)氣口 44，所述進(jìn)氣口 44通過進(jìn)氣管路70與一個(gè)信號控制部73相連；所述進(jìn)氣口 44和所述信號控制部73之間還設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥71和電磁控制閥72。壓力調(diào)節(jié)閥71用于平衡控制各氣囊40浮起的行程距離，電磁控制閥72根據(jù)控制信號精確快速的控制激光源諧振腔30浮起和落下的時(shí)機(jī)，信號控制部73根據(jù)焊機(jī)焊接控制工藝流程實(shí)現(xiàn)激光源諧振腔的精確防震控制。
[0048]所述氣囊40數(shù)量為5個(gè)，分別設(shè)置在激光源諧振腔30底部的兩側(cè)邊緣，操作側(cè)較輕部位設(shè)置2個(gè)，傳動側(cè)較重部位設(shè)置3個(gè)，充氣浮起時(shí)可以比較均勻的承受激光源諧振腔30的重量。
[0049]如圖5，所述雙錐體落位部件50包括諧振腔固定連接端51和諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56，所述諧振腔固定連接端51下部設(shè)置的第一斜角錐面53，與所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56上部設(shè)置的第一斜角承接面54相接觸連接，所述諧振腔固定連接端51的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接。
[0050]所述諧振腔固定連接端51與所述第一斜角錐面53之間設(shè)置有第二斜角錐面52 ；所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56與所述第一斜角承接面54之間設(shè)置有第二斜角承接面55。
[0051]所述第一斜角錐面53的角度為35°?45°，優(yōu)選為40°
[0052]所述第二斜角錐面52的角度為80°?85°，優(yōu)選為83°。
[0053]所述第一斜角承接面54的角度為135°?145°，優(yōu)選為140°
[0054]所述第二斜角承接面55的角度為95°?100°，優(yōu)選為97°。
[0055]如圖6，所述導(dǎo)向錐體部件60包括上部導(dǎo)向固定端61和下部導(dǎo)向固定端64，所述上部導(dǎo)向固定端61下表面設(shè)置的上部斜錐面62與所述下部導(dǎo)向固定端64上表面設(shè)置的下部承接面63相接觸連接，所述上部導(dǎo)向固定端61的上表面與所述激光源諧振腔30的下表面相固定連接。
[0056]所述上部斜錐面62的角度為75°?80°，優(yōu)選為77°。
[0057]所述下部承接面63的角度為100°?105°，優(yōu)選為103°。
[0058]所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端56上還具有一個(gè)底座高度調(diào)節(jié)器57。
[0059]所述導(dǎo)向錐體部件60的下部承接面63上還具有4個(gè)側(cè)壁小氣囊65。通過小氣囊氣體管路66向側(cè)壁小氣囊65進(jìn)行充氣和放氣。側(cè)壁小氣囊65的做主要作用是在氣囊40抬起激光源諧振腔30的同時(shí)，側(cè)壁小氣囊65充氣減少激光源諧振腔30的晃動位移量，提高氣囊40放氣后諧振腔落位的速度和精度。
[0060]使用本實(shí)施例的防震激光源諧振腔進(jìn)行防震控制的方法見圖1，焊機(jī)下剪刀驅(qū)動抬起的同時(shí)控制激光源諧振腔的氣囊充氣讓激光源諧振腔抬起，由于操作側(cè)輕載采用充氣壓力為3.3KG，傳動側(cè)重載采用充氣壓力為6.5KG,為了讓激光源諧振腔基本保持水平的浮起，傳動側(cè)重載位置的氣囊先充氣0.1S后，再對操作側(cè)輕載位置的氣囊進(jìn)行充氣；激光源諧振腔浮起到位，抬高3mm?5mm ;導(dǎo)向錐體部件的側(cè)壁小氣囊充氣,一定程度上控制浮起后的激光源諧振腔不受擺動影響；焊機(jī)上剪刀動作進(jìn)行剪切，該剪刀剪切過程是主要的震動源；焊機(jī)上下剪刀打開到位，此時(shí)該剪刀打開過程是次要的震動源；由于震動有一個(gè)余震的問題，所以控制氣囊延遲0.5S放氣，激光源諧振腔平穩(wěn)下降，操作側(cè)輕載位置的氣囊先放氣0.15S后，再對位于傳動側(cè)重載位置的氣囊進(jìn)行放氣，以減小傾斜落位的偏斜震動影響；激光源諧振腔下降到位，通過雙錐體落位部件可以提高落位的精度。激光源諧振腔激活開始進(jìn)入發(fā)出激光狀態(tài)，避震過程結(jié)束。
[0061]本實(shí)施例中的防震激光源諧振腔克服了原焊機(jī)剪切震動導(dǎo)致的諧振腔頻繁發(fā)生渦輪風(fēng)機(jī)偏斜報(bào)警故障和渦輪風(fēng)機(jī)磁浮軸承故障對諧振腔穩(wěn)定運(yùn)行的影響，采用了在諧振腔底部安裝氣囊，在剪切過程中氣囊充氣讓諧振腔抬起以屏蔽剪切震動；同時(shí)氣囊采用均衡布置和緩沖防沖擊技術(shù)，諧振腔底座采用雙錐體設(shè)計(jì)，提高了底座落位的精度。采用該技術(shù)后，激光源諧振腔不再受剪切震動影響，有效的保證了激光源諧振腔運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保了激光焊接的可靠性。
[0062]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種防震激光源諧振腔，包括激光源諧振腔、在所述激光源諧振腔的下方設(shè)置有氣囊、雙錐體落位部件、及導(dǎo)向錐體部件； 所述氣囊的上表面與所述激光源諧振腔的下表面相固定連接，所述氣囊氣體腔上設(shè)置有進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口通過進(jìn)氣管路與一個(gè)信號控制部相連； 所述雙錐體落位部件包括諧振腔固定連接端和諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端，所述諧振腔固定連接端下部設(shè)置的第一斜角錐面，與所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端上部設(shè)置的第一斜角承接面相接觸連接，所述諧振腔固定連接端的上表面與所述激光源諧振腔的下表面相固定連接； 所述導(dǎo)向錐體部件包括上部導(dǎo)向固定端和下部導(dǎo)向固定端，所述上部導(dǎo)向固定端下表面設(shè)置的上部斜錐面與所述下部導(dǎo)向固定端上表面設(shè)置的下部承接面相接觸連接，所述上部導(dǎo)向固定端的上表面與所述激光源諧振腔的下表面相固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述諧振腔固定連接端與所述第一斜角錐面之間設(shè)置有第二斜角錐面；所述諧振腔調(diào)節(jié)支撐底座固定端與所述第一斜角承接面之間設(shè)置有第二斜角承接面。
3.如權(quán)利要求1所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述第一斜角錐面的角度為35°?45°，優(yōu)選為40° ;所述第一斜角承接面的角度為135°?145°，優(yōu)選為140°。
4.如權(quán)利要求2所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述第二斜角錐面的角度為80°?85°，優(yōu)選為83° ;所述第二斜角承接面的角度為95°?100°，優(yōu)選為97°。
5.如權(quán)利要求1所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述導(dǎo)向錐體部件的下部承接面上還具有若干側(cè)壁小氣囊，優(yōu)選為1-6個(gè)，更優(yōu)選為對稱設(shè)置的4個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述進(jìn)氣口和所述信號控制部之間還設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥和電磁控制閥。
7.如權(quán)利要求1所述的防震激光源諧振腔，其特征在于:所述氣囊40數(shù)量為2-10個(gè)；優(yōu)選為5個(gè)，分別設(shè)置在激光源諧振腔30底部的兩側(cè)邊緣，操作側(cè)較輕部位設(shè)置2個(gè)，傳動側(cè)較重部位設(shè)置3個(gè)。
8.一種使用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述防震激光源諧振腔進(jìn)行防震控制的方法，其包括如下步驟: Ca)焊機(jī)下剪刀抬起的同時(shí)控制激光源諧振腔氣囊充氣； (b)激光源諧振腔浮起到位； (C)焊機(jī)上剪刀動作進(jìn)行剪切； (d)焊機(jī)上下剪刀打開到位； (e)激光源諧振腔氣囊放氣； (f)激光源諧振腔下降到位。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述激光源諧振腔氣囊充氣的順序?yàn)?對位于激光源諧振腔傳動側(cè)重載位置的氣囊先充氣0.1-0.2s后，再對位于操作側(cè)輕載位置的氣囊進(jìn)行充氣，直到氣囊充滿。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟(e)中，激光源諧振腔氣囊放氣的順序?yàn)?對位于激光源諧振腔操作側(cè)輕載位置的氣囊先放氣0.1-0.2s后，再對位于傳動側(cè)重載位置的氣囊進(jìn)行放氣。
【文檔編號】B23K26/70GK104511693SQ201310461043
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳杰, 潘維平, 錢高展 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司