專利名稱：一種激光切割機自動變焦的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種激光切割機自動變焦的裝置。
背景技術(shù)：
激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。激光切割作為一種新型熱切割技術(shù)，具有切割速度快，生產(chǎn)效率高，切割質(zhì)量好，熱影響區(qū)小和環(huán)保等優(yōu)點，已經(jīng)成為主要的金屬板材切割方式之一，得到越來越廣泛的應(yīng)用；隨著大功率激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光切割的加工能、效率和質(zhì)量都在不斷提高；現(xiàn)有的激光加工設(shè)備通過人工更換鏡片的方式來改變焦距，不能自動調(diào)節(jié)透鏡焦距，或采用單變曲率反射鏡調(diào)節(jié)焦距，在調(diào)焦的同時也改變了光斑的尺寸，需要進一步對光斑尺寸再進行調(diào)節(jié)。本實用新型針提出一種通過通過雙變曲率反射鏡調(diào)整透鏡焦距的方法及裝置，保證在調(diào)焦的同時保證光斑尺寸不變。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種激光切割機自動變焦的裝置，該激光切割機自動變焦的裝置在自動調(diào)焦的同時能夠保證光斑尺寸不變。
本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種激光切割機自動變焦的裝置，包括工控機、保護氣體加壓泵、激光器、兩個變曲率反射裝置和透鏡組；工控機通過控制線與保護氣體加壓泵相連；激光器射出激光光束，激光光束經(jīng)兩個變曲率反射裝置反射后再經(jīng)透鏡組聚焦作用在工件表面；所述每個變曲率反射裝置均包括一氣缸和一反射鏡，氣缸的一端密封設(shè)置有一氣缸端蓋，另一端通過氣體管道與保護氣體加壓泵連接；所述氣缸端蓋上留有透光孔，所述反射鏡為凹面鏡，反射鏡固定安裝在氣缸端蓋與氣缸之間。本實用新型的進一步設(shè)置在于，所述變曲率反射裝置及透鏡組均位于激光切割機的激光切割頭中。本實用新型的進一步設(shè)置在于，所述反射鏡的材質(zhì)為高反射率的金屬合金或涂有高反射率薄膜的金屬材料。本實用新型通過調(diào)節(jié)兩個變曲率反射鏡氣缸的氣壓，進而改變兩個變曲率反射鏡的變形曲率，兩個變曲率反射鏡通過不同的曲率組合可以保證在不改變光斑尺寸的前提下調(diào)節(jié)激光束的焦距，以滿足激光加工的需要；本實用新型的優(yōu)點在于:(I)可實現(xiàn)不停機自動變焦為生產(chǎn)實現(xiàn)自動化打下了基礎(chǔ)；(2)通過自動變焦實現(xiàn)了對厚度不均的材料的切割擴大了加工范圍；(3)消除了人工換鏡帶來的附加成本與誤差；(4)采用凹透鏡使激光光束轉(zhuǎn)化為平行光束輸出，使激光能量更為均勻；(5)通過兩個變曲率反射鏡的不同曲率組合，可實現(xiàn)在不改變光斑尺寸的前提下對焦距進行調(diào)節(jié)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1為激光切割機自動變焦的裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為變曲率反射裝置局部結(jié)構(gòu)圖；圖3為激光切割機自動變焦方法的光路圖；1、工控機；2、保護氣體加壓泵；3、激光器；4、激光切割頭；5、激光光束；6、第一變曲率反射裝置；7、X透鏡；8、y透鏡；9、z透鏡；10、第二變曲率反射裝置；11、氣體管道；12、氣缸；13、密封墊圈；14、氣缸端蓋；15、反射鏡；16、密封墊片；17、鎖緊螺母。
具體實施方式
以下實施例用來說明本實用新型，但不是限制本實用新型；
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型提出的方法及裝置的細節(jié)和工作情況。如
圖1-2所示，本實用新型所述激光切割機自動變焦的裝置包括包括工控機1、保護氣體加壓泵2、激光器3、第一變曲率反射裝置6、第二變曲率反射裝置10和透鏡組。工控機1通過控制線與保護氣體加壓泵2相連，用于控制氣缸12內(nèi)的氣壓進而控制第一變曲率反射裝置6和第二變曲率反射裝置10的鏡面曲率；保護氣體加壓泵2通過氣體管道11與激光器切割頭4中的第一變曲率反射裝置6和第二變曲率反射裝置10相連，用于向氣缸12內(nèi)充入氣體，激光光束5由激光器3射出，并進入激光切割頭4中。第一變曲率反 射裝置6和第二變曲率反射裝置10均包括一氣缸12和一反射鏡15，氣缸12的一端為開口并設(shè)有外螺紋用于連接氣缸端蓋14，另一端有小孔并設(shè)有密封墊片16，用于接入氣體管道11和連接鎖緊螺母17 ;氣缸端蓋14留有透光孔，氣缸端蓋14還設(shè)有內(nèi)螺紋用于連接氣缸12并夾緊反射鏡15 ;反射鏡15為凹面鏡，固定在氣缸端蓋14與氣缸12之間。優(yōu)選的，反射鏡15通過粘結(jié)劑粘結(jié)在氣缸12開口一端，粘結(jié)劑起連接和密封作用；反射鏡15為高反射率的金屬合金或涂有高反射率薄膜的金屬材料，并具有良好的變形恢復(fù)能力；密封墊圈13位于氣缸端蓋14與氣缸12連接處起密封作用；保護氣體加壓泵2通過氣體管道11與氣缸12設(shè)有密封墊片16的一端連接并用鎖緊螺母17密封，用于充入保護氣體。所述透鏡組由兩個凸透鏡(X透鏡7和y透鏡8)以及一個凹透鏡(z透鏡9)組成，激光光束經(jīng)X透鏡7聚焦后由y透鏡8再次聚焦，然后通過z透鏡9裝換為平行光束輸出；通過調(diào)節(jié)兩個反射鏡15鏡面曲率即可控制反射激光光束直徑的大小，從而改變透鏡組入射光束的直徑，進而改變z透鏡9的焦距以得到符合加工要求的激光光束直徑。激光切割機自動變焦的方法，包括以下步驟:(I)如圖3所示，激光光束5由激光器3射出，并進入激光切割頭4中經(jīng)第二變曲率反射裝置10反射并改變激光光束5的直徑后再由第一變曲率反射裝置6反射并改變激光光束5的直徑后到達X透鏡7，X透鏡7對激光光束5進行聚焦后使其穿過X透鏡7，y透鏡8對激光光束5再次進行聚焦使其透過z透鏡9，z透鏡9使激光光束5再轉(zhuǎn)換為一束平行光輸出。[0028](2)工控機根據(jù)工作需要發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)第一變曲率反射裝置6和第二變曲率反射裝置10中氣缸12的氣壓，通過改變氣缸12內(nèi)氣壓和氣缸外氣壓之間的壓力差來控制反射鏡15鏡面在凹、凸、平三個狀態(tài)間變化，實現(xiàn)了兩個反射鏡15的變形曲率的調(diào)節(jié)；通過調(diào)節(jié)兩個反射鏡15的變形曲率可調(diào)節(jié)X透鏡7的入射光直徑，從而可以調(diào)節(jié)X透鏡7和I透鏡8的焦距，z透鏡9將激光光束5轉(zhuǎn)換為平行光束輸出，保證加工時激光能量的均勻性，同時實現(xiàn)了激光束焦距`的自動調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種激光切割機自動變焦的裝置，其特征在于，包括工控機、保護氣體加壓泵、激光器、兩個變曲率反射裝置和透鏡組；工控機通過控制線與保護氣體加壓泵相連；激光器射出激光光束，激光光束經(jīng)兩個變曲率反射裝置反射后再經(jīng)透鏡組聚焦作用在工件表面； 所述每個變曲率反射裝置均包括一氣缸和一反射鏡，氣缸的一端密封設(shè)置有一氣缸端蓋，另一端通過氣體管道與保護氣體加壓泵連接；所述氣缸端蓋上留有透光孔，所述反射鏡為凹面鏡，反射鏡固定安裝在氣缸端蓋與氣缸之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機自動變焦的裝置，其特征在于，所述變曲率反射裝置及透鏡組均位于激光切割機的激光切割頭中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機自動變焦的裝置，其特征在于，所述反射鏡的材質(zhì)為高反射率的金屬合·金或涂有高反射率薄膜的金屬材料。
專利摘要本實用新型提供了一種激光切割機自動變焦的裝置，包括工控機、保護氣體加壓泵、激光器、兩個變曲率反射裝置和透鏡組；工控機通過控制線與保護氣體加壓泵相連；激光器射出激光光束，激光光束經(jīng)兩個變曲率反射裝置反射后再經(jīng)透鏡組聚焦作用在工件表面；所述每個變曲率反射裝置均包括一氣缸和一反射鏡，氣缸的一端密封設(shè)置有一氣缸端蓋，另一端通過氣體管道與保護氣體加壓泵連接；所述氣缸端蓋上留有透光孔，所述反射鏡為凹面鏡，反射鏡固定安裝在氣缸端蓋與氣缸之間。本實用新型通過兩個變曲率反射鏡的不同曲率組合，可實現(xiàn)在不改變光斑尺寸的前提下對焦距進行調(diào)節(jié)。
文檔編號B23K26/04GK203140972SQ20132006052
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者盧軼, 馮愛新, 薛偉, 王瑞延, 顧永玉 申請人:江蘇大學(xué)