專(zhuān)利名稱:一種用于加工工件的激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域,具體地,涉及一種能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置的激光裝置。
背景技術(shù):
激光技術(shù)是涉及光、機(jī)、電、材料及測(cè)定等多門(mén)學(xué)科的一門(mén)綜合技術(shù)。目前激光技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其中,應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)領(lǐng)域。激光加工技術(shù)是利用高能激光束與物質(zhì)相互作用的特性對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、標(biāo)記、表面處理、打孔、微加工以及作為光源,識(shí)別物體的一門(mén)技術(shù)。激光加工技術(shù)是一種現(xiàn)代精密加工方法,與現(xiàn)有的機(jī)械加工、點(diǎn)火花加工等傳統(tǒng)的加工方法相比,具有精度高、小型化、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),用于激光加工的激光裝置通常包括激光發(fā)生器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)架、 操作系統(tǒng)及測(cè)定系統(tǒng)等;如圖1所示,現(xiàn)有一種激光裝置10’包括機(jī)架4’、激光發(fā)生器2’ 以及操作系統(tǒng)1’ ;所述機(jī)架4’上設(shè)有工作臺(tái)41’,用于放置工件進(jìn)行激光加工。所述激光發(fā)生器2’設(shè)有鏡頭22’,所述鏡頭22’朝向工作臺(tái)41’設(shè)置,所述激光發(fā)生器2’發(fā)出的激光通過(guò)所述鏡頭22’對(duì)工件進(jìn)行激光加工;所述激光發(fā)生器2的下方設(shè)有數(shù)根支撐桿21’, 所述激光發(fā)生器2’通過(guò)所述數(shù)根支撐桿21’安裝于工作臺(tái)41’的上方。所述激光發(fā)生器 2’與所述操作系統(tǒng)1’電連接,所述操作系統(tǒng)1’為計(jì)算機(jī)系統(tǒng),主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)11’、 顯示器12’、鼠標(biāo)13’、控制面板14’、鍵盤(pán)15’等組成部件,操作系統(tǒng)1’控制所述激光發(fā)生器2’的激光輸出,操作系統(tǒng)1’可對(duì)待加工的工件的圖形進(jìn)行識(shí)別、處理,使激光的輸出與圖形相匹配,能控制激光發(fā)生器2’輸出的激光在待加工工件上加工出與輸入操作系統(tǒng)1’ 的圖形相同的圖形。在采用激光裝置進(jìn)行激光加工的過(guò)程中,通常將工件放置在機(jī)架的工作臺(tái)上,調(diào)整激光發(fā)生器的鏡頭與工件的距離,使激光的焦點(diǎn)落在工件的表面,然后進(jìn)行工件的加工, 加工精度和效率高。然而,現(xiàn)有的激光發(fā)生器的鏡頭固定在加工機(jī)架上,會(huì)因焦點(diǎn)深度(簡(jiǎn)稱焦深)不足,出現(xiàn)加工局限的問(wèn)題,如果需要調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的位置,則需要手動(dòng)調(diào)節(jié)所述的數(shù)根支撐桿,操作麻煩。以激光打標(biāo)為例,對(duì)一個(gè)連續(xù)的高低起伏的非平面工件,例如波浪形狀的工件, 并且該工件的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度大于激光發(fā)生器的焦點(diǎn)深度。在進(jìn)行激光打標(biāo)時(shí),必須分段打標(biāo),選擇合適的打標(biāo)圖形和合適的焦點(diǎn)位置對(duì)第一階段面進(jìn)行激光打標(biāo),當(dāng)打標(biāo)的開(kāi)始點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)的高度超過(guò)激光發(fā)生器焦點(diǎn)深度時(shí),必須停止打標(biāo),手動(dòng)調(diào)整激光發(fā)生器的鏡頭與工件另一階段面的距離,使激光的焦點(diǎn)落到工件的表面上,選擇相應(yīng)的打標(biāo)圖形,然后對(duì)工件進(jìn)行打標(biāo)。連續(xù)的高低起伏的工件的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度超過(guò)激光發(fā)生器焦點(diǎn)深度幾次,就要對(duì)激光發(fā)生器的鏡頭調(diào)整幾次,重復(fù)上面的操作,才能完成了一個(gè)工件的打標(biāo)。因而,對(duì)一個(gè)復(fù)雜的曲面工件進(jìn)行打標(biāo)時(shí),需要多次手動(dòng)調(diào)節(jié)激光發(fā)生器的鏡頭與工件之間的距離,所耗時(shí)間長(zhǎng),操作復(fù)雜,并且打標(biāo)質(zhì)量差??梢岳斫獾氖牵静糠值年愂鰞H僅提供與本發(fā)明創(chuàng)造相關(guān)的背景信息,可能構(gòu)成或不構(gòu)成所謂的現(xiàn)有技術(shù)。 發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的激光裝置,對(duì)非平面工件進(jìn)行激光加工,所耗時(shí)間長(zhǎng)、操作復(fù)雜,并且激光加工的質(zhì)量差的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型提供一種激光裝置,包括機(jī)架、激光發(fā)生器以及操作系統(tǒng);所述機(jī)架上設(shè)有工作臺(tái);所述激光發(fā)生器包括鏡頭,所述鏡頭朝向工作臺(tái)設(shè)置;所述激光發(fā)生器安裝于工作臺(tái)的上方,并且激光發(fā)生器與所述操作系統(tǒng)電連接;其中所述激光裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)激光發(fā)生器上、下移動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng),以及用于測(cè)定工件的表面和所述鏡頭之間的可變距離、計(jì)算該可變距離與所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)和所述鏡頭之間的固定距離的差異、并向所述操作系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)的傳感器;所述傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器與操作系統(tǒng)電連接,所述激光發(fā)生器安裝在所述傳動(dòng)系統(tǒng)上,所述操作系統(tǒng)接收所述傳感器發(fā)出的信號(hào)并啟動(dòng)所述傳動(dòng)系統(tǒng),所述傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)所述激光發(fā)生器上、下移動(dòng)。優(yōu)選地,所述傳感器安裝于所述激光發(fā)生器的一側(cè),并朝向所述工作臺(tái)設(shè)置。 優(yōu)選地,所述傳感器的下端與所述鏡頭相平齊。優(yōu)選地,所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力源、導(dǎo)向件、以及與所述導(dǎo)向件配合設(shè)置的移動(dòng)件,所述導(dǎo)向件與動(dòng)力源相連接,所述激光發(fā)生器安裝于所述移動(dòng)件上;所述操作系統(tǒng)與動(dòng)力源電連接并啟動(dòng)所述動(dòng)力源,所述動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向件運(yùn)轉(zhuǎn),所述導(dǎo)向件帶動(dòng)所述移動(dòng)件及其上安裝的激光發(fā)生器沿所述導(dǎo)向件上、下移動(dòng)。優(yōu)選地,所述動(dòng)力源為步進(jìn)電機(jī),其靠近導(dǎo)向件的一側(cè)設(shè)有輸出軸;所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括變速箱,所述變速箱位于步進(jìn)電機(jī)和導(dǎo)向件之間,變速箱與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接,并且變速箱靠近導(dǎo)向件的一側(cè)設(shè)有傳動(dòng)軸。優(yōu)選地,所述變速箱的傳動(dòng)軸與所述導(dǎo)向件垂直設(shè)置;所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括第一錐齒輪和與所述第一錐齒輪相嚙合的第二錐齒輪,所述第一錐齒輪安裝于變速箱的傳動(dòng)軸上,所述第二錐齒輪安裝于導(dǎo)向件的下端。優(yōu)選地,所述導(dǎo)向件為絲桿,所述移動(dòng)件為絲桿螺母,所述絲桿螺母與所述絲桿相嚙合,所述絲桿旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)所述絲桿螺母沿所述絲桿上升或下降。優(yōu)選地,所述絲桿的兩端分別安裝有第一軸承和第二軸承,所述第一軸承和第二軸承固定于機(jī)架上。優(yōu)選地,所述絲桿與工作臺(tái)垂直設(shè)置,所述絲桿螺母的一側(cè)延伸設(shè)置有連接件;所述激光發(fā)生器的下方設(shè)有至少一根支撐桿,所述激光發(fā)生器通過(guò)所述至少一根支撐桿安裝于工作臺(tái)的上方,并通過(guò)所述至少一根支撐桿固定于所述連接件上。優(yōu)選地,所述傳動(dòng)系統(tǒng)安裝于工作臺(tái)的下方,所述至少一根支撐桿穿過(guò)工作臺(tái)固定于所述連接件上。優(yōu)選地,所述操作系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的激光裝置,通過(guò)設(shè)置傳感器和傳動(dòng)系統(tǒng),使傳感器測(cè)定加工工件的表面與所述鏡頭的距離,若該距離大于或小于激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)與所述鏡頭的距離,則反饋信號(hào)到操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)接收所述傳感器發(fā)出的信號(hào)并開(kāi)啟所述傳動(dòng)系統(tǒng),通過(guò)所述傳動(dòng)系統(tǒng)控制激光發(fā)生器的鏡頭上、下移動(dòng),以使激光焦點(diǎn)自動(dòng)落到工件表面上; 因而,本實(shí)用新型的激光裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置,對(duì)有復(fù)雜的曲面工件能夠?qū)崿F(xiàn)一次性加工,耗費(fèi)時(shí)間短,能夠提高工作效率,并且能夠有效提高激光加工的良率。
圖1是現(xiàn)有的激光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的激光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中的傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中的激光發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。如圖2所示,圖2是本實(shí)用新型的激光裝置10的示意圖,與現(xiàn)有的激光裝置相似地,本實(shí)用新型的激光裝置10包括機(jī)架4、激光發(fā)生器2以及操作系統(tǒng)1 ;所述機(jī)架4上設(shè)有工作臺(tái)41,用于放置工件進(jìn)行激光加工。所述激光發(fā)生器2包括鏡頭22,所述鏡頭22朝向工作臺(tái)41設(shè)置,所述激光發(fā)生器 2發(fā)出的激光通過(guò)所述鏡頭22對(duì)工件進(jìn)行激光加工,例如打標(biāo)、焊接、切割等;所述激光發(fā)生器2的下方設(shè)有至少一根支撐桿21,優(yōu)選地,在所述激光發(fā)生器2的下方設(shè)有數(shù)根支撐桿 21,所述激光發(fā)生器2通過(guò)所述數(shù)根支撐桿21安裝于工作臺(tái)41的上方。繼續(xù)參閱圖4,如圖4所示為激光發(fā)生器2的激光頭20的示意圖;所述激光發(fā)生器2的主要部分是激光頭20,所述激光頭20包括振鏡驅(qū)動(dòng)器23、振鏡電機(jī)M、擴(kuò)束鏡25、 指示紅燈沈、激光輸出頭27 ;振鏡電機(jī)M通過(guò)振鏡驅(qū)動(dòng)器23,驅(qū)動(dòng)X、Y方向的振鏡(未圖示)偏轉(zhuǎn),使激光束X、Y方向移動(dòng);擴(kuò)束鏡25能夠改變輸出激光的光斑大??;激光輸出頭27 輸出通過(guò)介質(zhì)(光纖或者晶體管、二氧化碳)累積能量的激光經(jīng)擴(kuò)束鏡25到達(dá)振鏡。所述鏡頭22安裝于激光頭20上,并與所述振鏡對(duì)應(yīng)設(shè)置,激光輸出頭27輸出的激光通過(guò)鏡頭22 輸出到待加工工件的表面。上述激光頭的結(jié)構(gòu)與原理為激光行業(yè)所通用,是產(chǎn)生激光的基本結(jié)構(gòu),為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知;區(qū)別僅在于不同的激光發(fā)生器的發(fā)生介質(zhì)不同、擴(kuò)束鏡不同、以及各部件的位置有所區(qū)別等;另外,所述激光發(fā)生器2還包括內(nèi)光路傳輸系統(tǒng)、外光路系統(tǒng)以及聚焦系統(tǒng)等,可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn),在此不做贅述。參閱圖2,所述激光發(fā)生器2與所述操作系統(tǒng)1電連接,所述操作系統(tǒng)1為計(jì)算機(jī)系統(tǒng),主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)11、顯示器12、鼠標(biāo)13、控制面板14、鍵盤(pán)15等組成部件,所述操作系統(tǒng)1控制所述激光發(fā)生器2的激光輸出,操作系統(tǒng)1可對(duì)待加工的工件的圖形進(jìn)行識(shí)別、處理,使激光的輸出與圖形相匹配,能控制激光發(fā)生器2輸出的激光在待加工工件上加工出與輸入操作系統(tǒng)1的圖形相同的圖形;其控制部分可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別之處在于,在現(xiàn)有技術(shù)中,需要手動(dòng)調(diào)整支撐桿21的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整激光發(fā)生器2的鏡頭22與工件之間的距離,以使激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)落在工件的表面;而在本實(shí)用新型中,通過(guò)設(shè)置傳動(dòng)系統(tǒng)3和傳感器5,能夠使激光發(fā)生器2根據(jù)待加工工件的表面狀況在高度方向上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的上、下移動(dòng),使激光的焦點(diǎn)落在工件的表面。參閱圖2,所述傳感器5安裝于所述激光發(fā)生器2的一側(cè),并朝向所述工作臺(tái)41設(shè)置,在優(yōu)選情況下,所述傳感器5的下端面與所述鏡頭22相平齊,以便于信號(hào)的發(fā)送、接收和處理。所述傳感器5、傳動(dòng)系統(tǒng)3與操作系統(tǒng)1電連接。本實(shí)用新型的傳感器5可通過(guò)發(fā)出和接受信號(hào),測(cè)定工件的表面和所述鏡頭之間的可變距離,并計(jì)算該可變距離與所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)和所述鏡頭之間的固定距離的差異(計(jì)算可變距離大于、小于還是等于固定距離),并相應(yīng)地向所述操作系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。具體來(lái)說(shuō),所述傳感器5發(fā)出一個(gè)信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)工件反射后回到傳感器5,傳感器5接收該反射信號(hào),并將收集到的反射信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到工件的待加工表面與激光發(fā)生器2的鏡頭22的距離,此距離因?yàn)榇庸け砻娴母叩妥兓鵀橐豢勺兙嚯x。由于對(duì)于同一激光發(fā)生器2,在不調(diào)節(jié)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下,其焦點(diǎn)的位置恒定,因而將激光發(fā)生器2發(fā)出的激光的焦點(diǎn)與所述鏡頭22的距離設(shè)為固定值A(chǔ),如果傳感器5測(cè)定到工件的待加工表面與所述鏡頭22的距離大于或小于所述固定值A(chǔ),則傳感器5向所述操作系統(tǒng)1發(fā)出信號(hào),相應(yīng)地,所述操作系統(tǒng)1接收所述傳感器2發(fā)出的信號(hào)并開(kāi)啟所述傳動(dòng)系統(tǒng),所述傳動(dòng)系統(tǒng)3帶動(dòng)所述激光發(fā)生器上、下移動(dòng)。例如當(dāng)所述傳感器5測(cè)定到的工件的待加工表面與所述鏡頭22的距離大于所述固定值A(chǔ), 則傳感器5向所述操作系統(tǒng)1發(fā)出相應(yīng)的信號(hào),所述操作系統(tǒng)1接收所述傳感器2發(fā)出的信號(hào)并開(kāi)啟所述傳動(dòng)系統(tǒng)2,使所述傳動(dòng)系統(tǒng)3帶動(dòng)所述激光發(fā)生器2向下移動(dòng),直到所述傳感器5測(cè)定到的工件的待加工表面與所述鏡頭22的距離等于所述固定值A(chǔ),此時(shí),所述傳感器再次向所述操作系統(tǒng)1發(fā)出相應(yīng)的信號(hào),所述操作系統(tǒng)1關(guān)閉所述傳動(dòng)系統(tǒng)2,并開(kāi)啟所述激光發(fā)生器2,使所述激光發(fā)生器2通過(guò)鏡頭22發(fā)出激光對(duì)工件的待加工表面進(jìn)行加工;具有上述功能的傳感器5可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。參閱圖3,本實(shí)用新型的傳動(dòng)系統(tǒng)3包括動(dòng)力源31、導(dǎo)向件35以及與所述導(dǎo)向件 35相配合的移動(dòng)件36,所述導(dǎo)向件35與動(dòng)力源31相連接,所述移動(dòng)件36與所述激光發(fā)生器2相連接;所述操作系統(tǒng)1與所述動(dòng)力源31電連接用于開(kāi)啟/或關(guān)閉所述動(dòng)力源31,當(dāng)所述動(dòng)力源31開(kāi)啟時(shí),驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向件35運(yùn)轉(zhuǎn),所述導(dǎo)向件35帶動(dòng)所述移動(dòng)件36沿所述導(dǎo)向件35上、下移動(dòng),以使所述激光發(fā)生器2上、下移動(dòng)。如圖3所示,在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中。所述動(dòng)力源31為步進(jìn)電機(jī)31,步進(jìn)電機(jī)31的精度高、價(jià)錢(qián)便宜、并且穩(wěn)定性高,步進(jìn)電機(jī)31設(shè)有輸出軸311。而所述導(dǎo)向件35 為絲桿35,例如采用滾珠絲桿,所述移動(dòng)件36則相應(yīng)地為絲桿螺母36,所述絲桿螺母36 套設(shè)于所述絲桿35上,并與所述絲桿35相嚙合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道,絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),通過(guò)所述絲桿35旋轉(zhuǎn),可帶動(dòng)所述絲桿螺母36沿所述絲桿 35上升或下降。如圖2所示,在本實(shí)施例中,所述傳動(dòng)系統(tǒng)3安裝于工作臺(tái)41的下方,所述絲桿35 與工作臺(tái)41垂直設(shè)置,絲桿35的兩端分別安裝有第一軸承381和第二軸承382,第一軸承 381和第二軸承382固定于機(jī)架4上,以將所述絲桿35固定于機(jī)架4上;所述絲桿螺母36 的一側(cè)延伸設(shè)置有連接件37,所述數(shù)個(gè)支撐桿穿過(guò)工作臺(tái)41固定于所述連接件37上。在本實(shí)施例中,所述傳動(dòng)系統(tǒng)3還包括變速箱32,所述變速箱32位于步進(jìn)電機(jī)31 和絲桿35之間,變速箱32與步進(jìn)電機(jī)31的輸出軸311相連接,變速箱32靠近絲桿35的一側(cè)設(shè)有傳動(dòng)軸321。變速箱32主要作用在于改變步進(jìn)電機(jī)31的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向,并且通過(guò)變速箱32輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速較為穩(wěn)定,所述變速箱32已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知,可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中,所述絲桿35沿豎直方向放置,而所述步進(jìn)電機(jī)31、變速箱32沿水平方向放置,以方便步進(jìn)電機(jī)31、變速箱32放置并有效地利用空間。由于所述變速箱32的傳動(dòng)軸321與所述絲桿35垂直設(shè)置,因而進(jìn)一步地,所述傳動(dòng)系統(tǒng)3還包括錐齒輪組33,所述錐齒輪組33包括相嚙合的第一錐齒輪331和第二錐齒輪332,所述第一錐齒輪331安裝于變速箱32的傳動(dòng)軸321上,所述第二錐齒輪332安裝于絲桿35的下端,通過(guò)所述錐齒輪組33來(lái)實(shí)現(xiàn)變速箱32的傳動(dòng)軸321與絲桿35之間的傳動(dòng),所述變速箱32的傳動(dòng)軸321 通過(guò)所述錐齒輪組33驅(qū)動(dòng)所述絲桿35轉(zhuǎn)動(dòng);可以理解的是,當(dāng)變速箱32的傳動(dòng)軸321設(shè)置于豎直方向時(shí),也可以將變速箱32的傳動(dòng)軸321與所述絲桿35直接連接。本實(shí)用新型公開(kāi)的傳動(dòng)系統(tǒng)3通過(guò)如下方式進(jìn)行工作所述操作系統(tǒng)3與所述步進(jìn)電機(jī)31電連接,所述步進(jìn)電機(jī)31的輸出軸與變速箱32相連接,變速箱32的傳動(dòng)軸321 與錐齒輪組33相連接,所述操作系統(tǒng)3開(kāi)啟所述步進(jìn)電機(jī)31,通過(guò)變速箱32輸出轉(zhuǎn)矩到錐齒輪組33,通過(guò)錐齒輪組33的傳動(dòng)使絲桿35轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)絲桿35上的絲桿螺母36上、下移動(dòng),再通過(guò)連接件37帶動(dòng)激光發(fā)生器2上、下移動(dòng),這樣就能夠調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的位置,使之適應(yīng)工件的表面位置的變化。需要指出的是,在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中,所述動(dòng)力源可以是油缸、液壓馬達(dá)等其它提供能量的動(dòng)力源,而所述的導(dǎo)向件則可以是活塞、柱塞等能夠帶動(dòng)激光發(fā)生器上、 下移動(dòng)的導(dǎo)向件。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例關(guān)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),并帶動(dòng)絲桿螺母移動(dòng)的方式僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式,并不旨在限定所述的動(dòng)力源、導(dǎo)向件以及移動(dòng)件的種類(lèi)及驅(qū)動(dòng)方式,例如所述導(dǎo)向件還可以為蝸桿,而所述移動(dòng)件還可以為蝸輪,可以理解的是,只要能夠帶動(dòng)激光發(fā)生器上、下移動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造均可用于本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的激光裝置用于激光加工時(shí),以對(duì)有復(fù)雜的曲面工件進(jìn)行激光加工為例,首先、將待加工工件置于激光發(fā)生器2的鏡頭22下方的工作臺(tái)41上,打開(kāi)操作系統(tǒng)1 以及激光發(fā)生器2,向計(jì)算機(jī)主機(jī)11輸入所要加工的圖形,圖形處理工作一切準(zhǔn)備就緒以后就可以開(kāi)始進(jìn)行激光加工;傳感器5經(jīng)過(guò)發(fā)出、接收信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,計(jì)算出鏡頭 22與工件的待加工表面的距離,如果該距離大于激光發(fā)生器2發(fā)出的激光的焦點(diǎn)與所述鏡頭22的距離(設(shè)定為固定值A(chǔ)),即此時(shí)激光的焦點(diǎn)位于工件的待加工表面的上方,傳感器5 就發(fā)出信號(hào)給操作系統(tǒng)1,操作系統(tǒng)1控制傳動(dòng)系統(tǒng)3的運(yùn)動(dòng),具體過(guò)程為計(jì)算機(jī)主機(jī)11 控制步進(jìn)電機(jī)31的轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)31通過(guò)變速箱32帶動(dòng)錐齒輪組33、錐齒輪組33帶動(dòng)絲杠35轉(zhuǎn)動(dòng),絲桿螺母36沿所述絲桿35下降,帶動(dòng)激光發(fā)生器2,使激光發(fā)生器2的鏡頭自動(dòng)向下移動(dòng),直到鏡頭22發(fā)出的激光的焦點(diǎn)落在工件的待加工表面上的位置,此時(shí)激光發(fā)生器2的鏡頭22到工件的待加工點(diǎn)的距離即為所述固定值,傳感器5反饋信號(hào)到操作系統(tǒng) 1,操作系統(tǒng)1控制激光發(fā)生器2發(fā)出激光,對(duì)工件的待加工點(diǎn)進(jìn)行加工。反之亦然,當(dāng)傳感器5經(jīng)過(guò)發(fā)出、接收信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,計(jì)算出鏡頭22與工件的待加工表面的距離,如果該距離小于激光發(fā)生器2發(fā)出的激光的焦點(diǎn)與所述鏡頭22的距離(設(shè)定為固定值A(chǔ)),即此時(shí)激光的焦點(diǎn)位于工件的待加工表面的下方,傳感器5就發(fā)出信號(hào)給操作系統(tǒng)1,通過(guò)操作系統(tǒng)1控制傳動(dòng)系統(tǒng)3的運(yùn)動(dòng),具體過(guò)程為計(jì)算機(jī)主機(jī)11控制步進(jìn)電機(jī)31的轉(zhuǎn)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)31通過(guò)變速箱32帶動(dòng)錐齒輪組33、錐齒輪組33帶動(dòng)絲杠35轉(zhuǎn)動(dòng),絲桿螺母36沿所述絲桿35上升,帶動(dòng)激光發(fā)生器2,使激光發(fā)生器2的鏡頭自動(dòng)向上移動(dòng),直到鏡頭22發(fā)出的激光的焦點(diǎn)落在工件的待加工表面上的位置,此時(shí)激光發(fā)生器2的鏡頭22到工件的待加工點(diǎn)的距離即為固定值,之后,操作系統(tǒng)1控制激光發(fā)生器2發(fā)出激光,對(duì)工件的待加工點(diǎn)進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中,傳感器時(shí)刻發(fā)出、接收、處理信號(hào),通過(guò)操作系統(tǒng)1控制傳動(dòng)系統(tǒng)3補(bǔ)償激光發(fā)生器2的鏡頭22到工件的待加工點(diǎn)的距離,將激光發(fā)生器2的鏡頭22到工件的待加工點(diǎn)的可變距離始終調(diào)節(jié)到與固定距離的固定值A(chǔ)相等,在該位置時(shí),操作系統(tǒng)1 控制激光發(fā)生器2出光對(duì)工件進(jìn)行加工,以此類(lèi)推,重復(fù)上述工作步驟直到工件加工完成。綜上所述,本實(shí)用新型的激光裝置在對(duì)具有復(fù)雜曲面的工件進(jìn)行激光加工,該工件上的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度大于激光發(fā)生器的焦點(diǎn)深度時(shí),通過(guò)傳感器測(cè)定加工工件的表面與所述鏡頭的可變距離,若該可變距離大于或小于所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)與所述鏡頭的固定距離;則該傳感器發(fā)出信號(hào)給操作系統(tǒng),通過(guò)操作系統(tǒng)控制傳動(dòng)系統(tǒng)上、 下移動(dòng),使激光發(fā)生器的鏡頭上下移動(dòng),直到激光的焦點(diǎn)落在工件的待加工表面上,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置的過(guò)程。本實(shí)用新型提供的激光裝置通過(guò)設(shè)置傳感器和傳動(dòng)系統(tǒng),能夠使激光發(fā)生器根據(jù)待加工工件的表面狀況在高度方向上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的上、下移動(dòng),激光發(fā)生器的移動(dòng)帶動(dòng)鏡頭的上、下移動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)激光發(fā)生器的焦點(diǎn)位置的功能,對(duì)有復(fù)雜的曲面工件能夠?qū)崿F(xiàn)一次性加工,耗費(fèi)時(shí)間短,使用方便,提高工作效率,并且能夠有效提高激光加工的良率。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于加工工件的激光裝置,包括機(jī)架、激光發(fā)生器以及操作系統(tǒng);所述機(jī)架上設(shè)有工作臺(tái);所述激光發(fā)生器安裝于工作臺(tái)的上方,并且激光發(fā)生器與所述操作系統(tǒng)電連接;所述激光發(fā)生器包括鏡頭,所述鏡頭朝向工作臺(tái)設(shè)置;其特征在于所述激光裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)激光發(fā)生器上、下移動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng),以及用于測(cè)定工件的表面和所述鏡頭之間的可變距離、計(jì)算該可變距離與所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光的焦點(diǎn)和所述鏡頭之間的固定距離的差異、并向所述操作系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)的傳感器;所述傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器與操作系統(tǒng)電連接,所述激光發(fā)生器安裝在所述傳動(dòng)系統(tǒng)上,所述操作系統(tǒng)接收所述傳感器發(fā)出的信號(hào)并啟動(dòng)所述傳動(dòng)系統(tǒng),所述傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)所述激光發(fā)生器上、下移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置,其特征在于所述傳感器安裝于所述激光發(fā)生器的一側(cè),并朝向所述工作臺(tái)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光裝置,其特征在于所述傳感器的下端與所述鏡頭相平齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置,其特征在于所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力源、導(dǎo)向件、 以及與所述導(dǎo)向件配合設(shè)置的移動(dòng)件,所述導(dǎo)向件與動(dòng)力源相連接,所述激光發(fā)生器安裝于所述移動(dòng)件上;所述操作系統(tǒng)與動(dòng)力源電連接并啟動(dòng)所述動(dòng)力源,所述動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向件運(yùn)轉(zhuǎn),所述導(dǎo)向件帶動(dòng)所述移動(dòng)件及其上安裝的激光發(fā)生器沿所述導(dǎo)向件上、下移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光裝置,其特征在于所述動(dòng)力源為步進(jìn)電機(jī),其靠近導(dǎo)向件的一側(cè)設(shè)有輸出軸;所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括變速箱,所述變速箱位于步進(jìn)電機(jī)和導(dǎo)向件之間,變速箱與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接,并且變速箱靠近導(dǎo)向件的一側(cè)設(shè)有傳動(dòng)軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光裝置,其特征在于所述變速箱的傳動(dòng)軸與所述導(dǎo)向件垂直設(shè)置;所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括第一錐齒輪和與所述第一錐齒輪相嚙合的第二錐齒輪,所述第一錐齒輪安裝于變速箱的傳動(dòng)軸上,所述第二錐齒輪安裝于導(dǎo)向件的下端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任意一項(xiàng)所述的激光裝置,其特征在于所述導(dǎo)向件為絲桿,所述移動(dòng)件為絲桿螺母,所述絲桿螺母與所述絲桿相嚙合,所述絲桿旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)所述絲桿螺母沿所述絲桿上升或下降。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光裝置,其特征在于所述絲桿的兩端分別安裝有第一軸承和第二軸承,所述第一軸承和第二軸承固定于機(jī)架上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光裝置,其特征在于所述絲桿與工作臺(tái)垂直設(shè)置,所述絲桿螺母的一側(cè)延伸設(shè)置有連接件;所述激光發(fā)生器的下方設(shè)有至少一根支撐桿,所述激光發(fā)生器通過(guò)所述至少一根支撐桿安裝于工作臺(tái)的上方,并通過(guò)所述至少一根支撐桿固定于所述連接件上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光裝置,其特征在于所述傳動(dòng)系統(tǒng)安裝于工作臺(tái)的下方,所述至少一根支撐桿穿過(guò)工作臺(tái)固定于所述連接件上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置,其特征在于所述操作系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于加工工件的激光裝置,包括機(jī)架、激光發(fā)生器以及操作系統(tǒng);所述機(jī)架上設(shè)有工作臺(tái);所述激光發(fā)生器包括鏡頭,所述鏡頭朝向工作臺(tái)設(shè)置;所述激光發(fā)生器的下方設(shè)有至少一根支撐桿,所述激光發(fā)生器通過(guò)所述至少一根支撐桿安裝于工作臺(tái)的上方,并且所述激光發(fā)生器與所述操作系統(tǒng)電連接;其中所述激光裝置還包括傳動(dòng)系統(tǒng)、以及傳感器;所述傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器與操作系統(tǒng)電連接,所述激光發(fā)生器安裝在所述傳動(dòng)系統(tǒng)上,所述操作系統(tǒng)接收所述傳感器發(fā)出的信號(hào)并開(kāi)啟所述傳動(dòng)系統(tǒng),所述傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)所述激光發(fā)生器上、下移動(dòng)。本實(shí)用新型的激光裝置通過(guò)設(shè)置傳動(dòng)系統(tǒng)和傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)激光發(fā)生器的焦點(diǎn)位置的功能。
文檔編號(hào)B23K26/00GK202097496SQ20112003052
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者宮清, 張思權(quán), 李永輝, 陳先兵, 陳大軍 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司