一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光焦點的聚焦裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)固定焦點的激光焊接技術(shù)存在一些不足，即激光光斑直徑很小，熱作用區(qū)域很小，焊接時激光光束必須同時照射到接口兩側(cè)的母材，因而要求待焊的接口間隙小于光斑直徑，且接口兩側(cè)的母材應平整，否則容易產(chǎn)生焊接錯位。
[0003]再者焊接時產(chǎn)生的等離子體云吸收、反射激光，降低了對激光的吸收率，使激光能量利用率降低。
[0004]而在焊接過程中使用偏心回轉(zhuǎn)聚焦技術(shù)，則可解決以上問題。偏心回轉(zhuǎn)聚焦焊接時，其激光束軌跡為螺旋形前進，增大了焊接熔化寬度，可以降低對拼縫的裝配要求。且由于焊接時焦點高速旋轉(zhuǎn)，可以使等離子體來不及產(chǎn)生到引起等離子體屏蔽的水平，可以有效地提尚焊接質(zhì)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置。依據(jù)光的反射原理，通過旋轉(zhuǎn)的傾斜安裝的平面反射鏡實現(xiàn)激光焊接焦點繞中心軸回轉(zhuǎn)，以增大焊接熔化寬度，降低對拼縫焊接的要求，同時由于焦點的高速旋轉(zhuǎn)，致使等離子體來不及形成，進而也可有效地提高焊接的質(zhì)量。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，包括激光光路組件、聚焦腔、平面反射鏡、離軸拋物面鏡及對應的固定架和步進電機。激光光路組件分拆為兩部分，分別安裝在聚焦腔的上下部位，平面反射鏡與離軸拋物面鏡通過固定架安裝在聚焦腔內(nèi)，步進電機與平面反射鏡固定架通過聯(lián)軸器相連接。
[0007]進一步地，所述的聚焦腔上下部分開有滑槽，用于激光光路組件及離軸拋物面鏡支架的安裝，聚焦腔左下部位開有通孔，用于平面反射鏡固定架地安裝。
[0008]進一步地，所述的平面反射鏡通過螺絲桿與緊固彈簧固定于支架中，通過調(diào)節(jié)螺絲桿可以調(diào)節(jié)平面反射鏡的傾斜角度。
[0009]進一步地，所述的平面反射鏡固定架通過聯(lián)軸器與步進電機相連，步進電機通過減震彈簧與聚焦腔相連。
[0010]進一步地，平面反射鏡固定架通過步進電機帶動，可繞其法線旋轉(zhuǎn)。
[0011]進一步地，所述的離軸拋物面鏡通過彈簧和螺絲桿固定于離軸拋物面鏡滑動支架上，離軸拋物面鏡滑動支架通過螺栓安裝在聚焦腔滑軌上。
[0012]進一步地，所述的激光光路組件上部分通過螺栓固定在聚焦腔上端，下部分通過固定架安裝在聚焦腔下端滑軌上。
[0013]進一步地，所述的離軸拋物面鏡滑動支架和激光器光路組件下端固定架可在聚焦腔上下滑軌上左右滑動。
[0014]本實用新型的有益效果:通過焦點偏心回轉(zhuǎn)，使照射到工件表面的激光光斑擴大，在能量不變的情況下，解決了傳統(tǒng)固定焦點焊接中對焊接板材間隙要求小，焊縫難對中的難題，同時由于焊接時焦點高速旋轉(zhuǎn)，可以使等離子體來不及產(chǎn)生到引起等離子體屏蔽的水平，能有效解決傳統(tǒng)焊接中激光吸收率低及焊縫氣孔較多的缺點。其次本實用新型無需對激光光路組件內(nèi)部光路進行重新設計，生產(chǎn)制造簡單。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的光路原理圖，圖2為本實用新型一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其中1-1和1-2分別為激光光路組件的上下端，2-1為聚焦腔，2-2為離軸拋物面鏡滑動支架，2-3為鎖緊螺絲桿，2-4為激光光路組件下端滑動固定架，3-1為步進電機，3-2為減震彈簧，3-3為聯(lián)軸器，3-4為平面反射鏡固定架，3-5為平面反射鏡，3-6和3-7分別為平面反射鏡固定彈簧和旋轉(zhuǎn)扣環(huán)。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型所保護的內(nèi)容不局限于以下所述。
[0017]圖1為本實用新型的光路示意圖，激光垂直入射到平面反射鏡上，經(jīng)平面反射鏡反射到離軸拋物面鏡，進而由離軸拋物面鏡在激光光路下端聚焦。當平面反射鏡小角度傾斜時，其反射到離軸拋物面鏡的光路也發(fā)生角度偏移，再經(jīng)由離軸拋物鏡聚焦，則焦點也會發(fā)生偏移，調(diào)節(jié)平面反射鏡的傾斜角度可以調(diào)節(jié)聚焦焦點的偏移距離。傾斜安裝的平面鏡繞其無偏差安裝時的法線旋轉(zhuǎn)時，其聚焦焦點也會繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)了激光焦點的回轉(zhuǎn)聚焦。
[0018]如圖2所示，本實用新型一種用于塑料激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置包括激光光路組件上端1-1和下端1-2，聚焦腔2-1，離軸拋物面鏡滑動支架2-2，鎖緊螺絲桿2-3，光路組件下端固定架2-4，步進電機3-1，減震彈簧3-2，聯(lián)軸器3-3，平面反射鏡固定架3-4，平面反射鏡3-5及緊固彈簧3-6和旋轉(zhuǎn)扣環(huán)3-7。
[0019]具體地，激光從激光光路組件上端1-1進入，照射到平面反射鏡3-4上，再經(jīng)由離軸拋物面鏡聚焦，通過激光光路組件下端1-2輸出。
[0020]具體地，平面反射鏡3-5由緊固彈簧3-6和旋轉(zhuǎn)扣環(huán)3-7鎖緊在固定架3-4中，通過旋轉(zhuǎn)扣環(huán)3-7上的調(diào)節(jié)螺絲桿與緊固彈簧3-6的配合可以實現(xiàn)平面反射鏡3-4的角度傾斜調(diào)節(jié)，進而改變激光聚焦焦點的偏移距離。
[0021]具體地，步進電機3-1通過減震彈簧3-2固定在聚焦腔2-1的左端，平面反射鏡固定架3-4通過聯(lián)軸器3-3與步進電機3-1相連，固定架3-4由步進電機3-1驅(qū)動，繞平面反射鏡3-5無偏差安裝時的法線旋轉(zhuǎn)。
[0022]具體地，離軸拋物面鏡滑動支架2-2和光路組件下端固定架2-4可沿聚焦腔2-1上的滑槽左右移動，進而調(diào)節(jié)激光聚焦焦點的聚焦高度。
[0023]具體地，離軸拋物面鏡在滑動支架2-2上可由鎖緊螺絲桿2-3調(diào)節(jié)其安裝的角度，進而也可以通過離軸拋物面鏡調(diào)節(jié)聚焦的焦點。
[0024]本實用新型一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦裝置，利用步進電機帶動傾斜的平面反射鏡旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由離軸拋物鏡聚焦，實現(xiàn)了激光焦點的回轉(zhuǎn)聚焦，降低了對焊接件的對縫要求，且無需對激光光路組件內(nèi)部進行改裝，生產(chǎn)制造簡單。
[0025]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應被理解為本實用新型的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實用新型實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于:其包括激光光路組件，聚焦腔，離軸拋物面鏡，平面反射鏡，步進電機及平面鏡和拋物鏡固定架;激光光路組件分拆為兩部分，分別安裝在聚焦腔的上下部位，平面反射鏡與步進電機安裝在聚焦腔的左端，離軸拋物面鏡安裝在聚焦腔的右端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，所述的聚焦腔上下端開有滑槽，離軸拋物鏡滑動支架與激光光路組件下端固定架也開有對應的滑槽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，所述的離軸拋物面鏡與激光光路組件下端能在聚焦腔中通過滑槽左右移動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，所述的離軸拋物面鏡在支架上由鎖緊螺絲桿固定，并可通過螺絲桿調(diào)節(jié)其旋轉(zhuǎn)的角度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，所述的平面反射鏡通過彈簧與旋轉(zhuǎn)扣環(huán)固定于旋轉(zhuǎn)支架中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，平面反射鏡可通過旋轉(zhuǎn)扣環(huán)上的固定螺絲桿與彈簧配合來調(diào)整平面反射鏡的傾斜角度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，其特征在于，平面反射鏡固定架與步進電機通過聯(lián)軸器相連接，能繞其法線旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于激光焊接的焦點回轉(zhuǎn)聚焦頭裝置，包括激光光路組件，聚焦腔，平面反射鏡和離軸拋物面鏡。平面反射鏡用于實現(xiàn)激光光路的偏移，離軸拋物面鏡則起到聚焦作用。光路經(jīng)由平面反射鏡反射到離軸拋物面鏡處聚焦，當平面反射鏡傾斜一個小角度時，依據(jù)光路的反射原理，其反射的光路也會發(fā)生偏移，此時在離軸拋物面鏡上聚焦而成的焦點也會發(fā)生偏移。進而采用步進電機帶動平面反射鏡繞其無偏差安裝時的法線旋轉(zhuǎn)，其激光焦點也會繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)了本實用新型的激光焦點的回轉(zhuǎn)聚焦功能。由于聚焦焦點的高速回轉(zhuǎn)，焊接光斑變大及等離子體屏蔽難以形成的特點，進而本實用新型可以有效降低對焊接件的對縫要求和提高焊接質(zhì)量。
【IPC分類】B23K26/046, B23K26/21
【公開號】CN205324976
【申請?zhí)枴緾N201520974452
【發(fā)明人】陳志 , 張旭, 王一輝, 謝擁軍
【申請人】廣東順德華焯機械科技有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月1日