激光器機械光閘裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光器機械光閘裝置，屬于激光加工裝備技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]機械光閘是激光加工過程中，對諧振腔出射的激光進行快速控制關閉和出光的一種裝置。在激光加工一般情況下，光閘的通斷頻率要求不是很高，但在某些特殊領域如激光單脈沖加工需降低激光脈沖頻率時，現(xiàn)有的機械光閘難以滿足該要求。
[0003]現(xiàn)有機械光閘工作方式主要有氣缸、直線電磁鐵、繼電器、電磁閥、步進電機等，降低了光閘的反應速度。然而，近年來Q開關的研宄和應用可以使其在外光路中作為光閘使用，且其具有較高的響應速度，但Q開關會使激光的模式發(fā)生變化，對于大功率的激光可能無法關閉所產(chǎn)生的激光，且Q開關其價格昂貴，尚不能得到較廣泛的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可調(diào)節(jié)激光脈沖輸出頻率、可長時間穩(wěn)定工作、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的激光器機械光閘裝置。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]激光器機械光閘裝置，特點是:包括脈沖掃描機構(gòu)、脈沖調(diào)節(jié)機構(gòu)和出光機構(gòu)，所述脈沖掃描機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)盤固定支架，旋轉(zhuǎn)盤固定支架上安裝有上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤，其上各加工有數(shù)個通孔，上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤分別通過旋轉(zhuǎn)盤中心孔與伺服電機的傳動軸相連接，伺服電機安裝在轉(zhuǎn)盤固定支架上；
[0007]所述脈沖調(diào)節(jié)機構(gòu)包括上旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝的數(shù)個反射鏡、下旋轉(zhuǎn)盤側(cè)面安裝的數(shù)個反射鏡、半導體激光器和旋轉(zhuǎn)盤光電檢測裝置，所述半導體激光器安裝在半導體激光器支架上，半導體激光器支架與支座相連接，支座固定在底座上；所述旋轉(zhuǎn)盤光電檢測裝置底部固定在旋轉(zhuǎn)盤固定支架上；
[0008]所述出光機構(gòu)包括反射鏡機構(gòu)和反光鏡光電檢測裝置，所述反射鏡機構(gòu)包括反射鏡，反射鏡安裝在反射鏡支架上，反射鏡支架下方連接有反射鏡安裝座，反射鏡支架與氣缸桿和滑塊相連接，滑塊可沿著導軌移動，導軌固定在出光機構(gòu)后固定板上，出光機構(gòu)后固定板與出光機構(gòu)上固定板連接，出光機構(gòu)上固定板安裝在旋轉(zhuǎn)盤固定支架上。
[0009]進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，工控機控制伺服電機帶動上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到上通孔和下通孔對準激光束中心，加工激光光束通過上通孔和下通孔的中心到達反射鏡，加工激光光束到達光電檢測裝置，光電檢測裝置與工控機連接，檢測到信號，記錄下信號的強度和時間；反射鏡安裝座上安裝有俯仰調(diào)節(jié)螺釘、高度調(diào)節(jié)螺釘和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整將加工激光光束反射到光電檢測裝置上的X、Y和Z三個方向上的位置。
[0010]更進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，半導體激光器發(fā)出的激光入射到上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤的側(cè)面，上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，激光經(jīng)過上旋轉(zhuǎn)盤反射鏡和下旋轉(zhuǎn)盤反射鏡反射到光電檢測裝置上，光電檢測裝置與工控機連接，檢測到信號，記錄下信號的強度和時間；半導體激光器支架上安裝有俯仰角調(diào)節(jié)螺釘、高度調(diào)節(jié)螺釘和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整半導體激光束在上旋轉(zhuǎn)盤反射鏡和為下旋轉(zhuǎn)盤反射鏡上的X、Y和Z三個方向上的位置。
[0011]更進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，工控機與氣缸控制器連接，左側(cè)定位接近開關信號觸發(fā)時，氣缸桿處于伸出狀態(tài)，反射鏡置于加工激光光路中，右側(cè)定位接近開關信號觸發(fā)時，氣缸桿處于回縮狀態(tài)，反射鏡從加工激光光路中移出，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥改變氣缸桿伸出和縮回的速度。
[0012]更進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，所述光電檢測裝置檢測旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速和加工激光的脈沖時序，信號經(jīng)過處理后通過計算機控制旋轉(zhuǎn)盤伺服電機的轉(zhuǎn)速。
[0013]再進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，加工激光最終的輸出頻率通過上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速控制，出光時間由出光機構(gòu)控制。
[0014]再進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，所述上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤的圓孔直徑與入射激光的光束直徑相同，上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤表面涂覆有激光吸收層。
[0015]再進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，所述反射鏡的弧面與上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤圓周同心，半導體激光器、光電檢測裝置和旋轉(zhuǎn)盤中心軸安裝在底座中垂面上。
[0016]再進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，所述半導體激光器支架上安裝有三個分別調(diào)節(jié)俯仰角、偏擺角和高度的調(diào)節(jié)螺釘。
[0017]再進一步地，上述的激光器機械光閘裝置，其中，所述氣缸桿與氣缸連接，氣缸安裝在反光導向機構(gòu)上固定板上，反光導向機構(gòu)上固定板與旋轉(zhuǎn)盤固定支架相連接，氣缸上安裝有定位接近開關。
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在:
[0019]①本發(fā)明脈沖調(diào)節(jié)機構(gòu)中，光電檢測裝置接受到半導體激光器發(fā)出的激光經(jīng)過上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤反射后的信號，出光機構(gòu)中，光電檢測裝置可檢測反射鏡反射的輸出激光的脈沖頻率；光電檢測裝置與工控機連接，工控機將光電檢測裝置反饋的信息通過自定義的軟件編程，可實現(xiàn)上旋轉(zhuǎn)盤和下旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的檢測和控制；
[0020]②氣缸安裝有定位接近開關，通過兩處定位接近開關所采集的光閘反射鏡位置狀態(tài)，用工控機控制電機的轉(zhuǎn)動，帶動旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，以及安裝在其上的反射鏡的轉(zhuǎn)動，當系統(tǒng)斷電或氣缸卸荷時，氣缸可實現(xiàn)自動復位功能，反射鏡移動至光路中，切斷激光束的輸出，因此該運動機構(gòu)獲得很好的動作敏捷性和可靠性，同時利用自重實現(xiàn)的復位可提高系統(tǒng)工作時的安全性；
[0021]③有效解決目前光閘存在的難以實現(xiàn)激光單脈沖或低脈沖加工的技術(shù)問題，具有穩(wěn)定性高，反應快等特點；其結(jié)構(gòu)簡潔，靈敏度高，響應時間好，開關光迅速，成本低，性價比尚O
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明:
[0023]圖1:本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2:本發(fā)明中的反光導向機構(gòu)示意圖；
[0025]圖3:本發(fā)明中的紅光定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4:本發(fā)明中的反光導向機構(gòu)中的氣缸機構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1?4所示，激光器機械光閘裝置，包括脈沖掃描機構(gòu)、脈沖調(diào)節(jié)機構(gòu)和出光機構(gòu)，所述脈沖掃描機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)盤固定支架2，旋轉(zhuǎn)盤固定支架2上安裝有可旋轉(zhuǎn)的上旋轉(zhuǎn)盤4和下旋轉(zhuǎn)盤5，其上各加工有數(shù)個通孔(上旋轉(zhuǎn)盤4上有NI個通孔42和下旋轉(zhuǎn)盤5上有N2個通孔52)，上旋轉(zhuǎn)盤4和下旋轉(zhuǎn)盤5分別通過旋轉(zhuǎn)盤中心孔與伺服電機3的傳動軸相連接，伺服電機3安裝在轉(zhuǎn)盤固定支架2上。
[0028]脈沖調(diào)節(jié)機構(gòu)包括上旋轉(zhuǎn)盤4側(cè)面安裝的數(shù)個反射鏡41、下旋轉(zhuǎn)盤5側(cè)面安裝的數(shù)個反射鏡51、半導體激光器64和旋轉(zhuǎn)盤光電檢測裝置8，所述半導體激光器64安裝在半導體激光器支架6上，半導體激光器支架6與支座7相連接，支座7固定在底座I上；所述旋轉(zhuǎn)盤光電檢測裝置8底部固定在旋轉(zhuǎn)盤固定支架2上。
[0029]出光機構(gòu)包括反射鏡機構(gòu)和反光鏡光電檢測裝置9，所述反射鏡機構(gòu)包括反射鏡18，反射鏡18安裝在反射鏡支架17上，反射鏡支架17下方連接有反射鏡安裝座16，反射鏡支架16與氣缸桿13和滑塊15相連接，滑塊15可沿著導軌14移動，導軌14固定在出光機構(gòu)后固定板11上，出光機構(gòu)后固定板11與出光機構(gòu)上固定板12連接，出光機構(gòu)上固定板12安裝在旋轉(zhuǎn)盤固定支架2上。
[0030]伺服電機3接通電源后，工控機控制伺服電機3帶動上旋轉(zhuǎn)盤4和下旋轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動到上通孔42和下通孔52對準激光束中心，在該位置時加工激光光束可直接通過上通孔42和下通孔52的中心到達反射鏡18，加工激光光束到達光電檢測裝置9，光電檢測裝置9與工控機連接，檢測到信號時，記錄下信號的強度和時間；反射鏡安裝座16上安裝有俯仰調(diào)節(jié)螺釘19、高度調(diào)節(jié)螺釘20和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘21，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整將加工激光光束反射到光電檢測裝置9上的X、Y和Z三個方向上的位置。
[0031]半導體激光器64發(fā)出的激光入射到上旋轉(zhuǎn)盤4和下旋轉(zhuǎn)盤5的側(cè)面，當上旋轉(zhuǎn)盤4和下旋轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動時，激光經(jīng)過上旋轉(zhuǎn)盤反射鏡41和下旋轉(zhuǎn)盤反射鏡51反射到光電檢測裝置8上，光電檢測裝置8與工控機連接，檢測到信號時，記錄下信號的強度和時間；半導體激光器支架6上安裝有俯仰角調(diào)節(jié)螺釘61、高度調(diào)節(jié)螺釘62和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘63，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整半導體激光束在上旋轉(zhuǎn)盤反射鏡41和為下旋轉(zhuǎn)盤反射鏡51上的X、Y和Z三個方向上的位置。
[0032]工控機與氣缸10控制器連接，當左側(cè)定位接近開關23信號觸發(fā)時，氣缸桿13處于伸出