同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光切割設備領域，具體涉及同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭。
【背景技術】
[0002]根據被切割板材厚度的不同，激光光束的焦點會與被切割的板材表面保持一段距離，或深入板材內部，即所謂的正離焦或負離焦。為了使這種設定的離焦量在整個切割過程中保持不變，不受板材彎曲的影響，必須讓切割頭自動補償由于板材部不平造成的影響。
[0003]常規的做法是將激光切割頭安裝在一側由伺服電機、直線導軌、滾珠絲桿組成的直線運動模組上，此模組體積龐大，運動轉角受限，在三維五軸系統的應用上，多有不便，尤其在單雙擺頭或點對點切割頭的結構中完全不適用；同時切割頭重心整體偏離運動軸心，產生附加力矩，動態性能差，運動時容易產生振動；另外該結構一般采用切割頭整體防撞，防撞機構負載大，不可靠。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，力矩電機同軸直線驅動切割頭，結構簡單，節約空間；同時電機軸心和切割頭軸心重合，不產生附加力矩，性能穩定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負載輕；防撞分割面設于擴束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0006]同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，包括自上向下連接的光纖連接器、擴束鏡、力矩電機、空心螺桿、磁力吸盤、聚焦鏡及噴嘴總成，所述光纖連接器連同擴束鐿固定在力矩電機的機殼上，電機的定子固定在機殼上，電機的空心轉子軸套內壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤吸附連接空心螺桿與聚焦鏡。
[0007]本實用新型將激光切割頭的垂直移動和焦距跟蹤合而為一，采用一臺力矩電機(DD馬達)的空心轉子軸套上的螺紋與空心螺桿來實現切割頭的垂直移動。簡化了傳統的絲桿、導軌、伺服電機連接軸等結構，結構簡單，節約空間；同時電機軸心和切割頭軸心重合，不產生附加力矩，性能穩定。
[0008]本實用新型進一步改進方案是，所述力矩電機的空心轉子軸套上下端通過角接觸軸承壓裝在機殼的軸承座上。防止轉子串動，且有效消除軸承運動時可能出現的間隙。
[0009]本實用新型更進一步改進方案是，所述空心螺桿的光軸外壁上設有一道軸向鍵槽，在電機外殼上設置一顆防轉銷釘，銷釘滑動連接在鍵槽內。空心螺桿只能在轉子軸套螺紋壁的驅動下沿軸線作直線運運，防止其自旋轉。
[0010]本實用新型更進一步改進方案是，所述磁力吸盤對接吸附面設有至少一組配合的定位銷和定位槽。
[0011]磁力吸盤由吸力強大的稀土磁鋼和導磁盤聯通磁路組成。工作時，聚焦鏡和噴嘴總成組成的工作頭由磁力吸盤牢牢吸附支撐，一旦工作失控發生撞擊后，當撞擊力量超過吸力時，工作頭脫落，相應的電路送出故障信號，迫使激光器停止發光，對設備、工件、操作者進行保護。
[0012]防撞分割面設于擴束鏡和聚焦鏡之間，磁力吸盤對接吸附面上設置定位銷和定位槽，重新對接時，保證了位置精度，確保擴束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
[0013]本實用新型更進一步改進方案是，所述力矩電機和光纖連接器連接在機器人末端連接板上。磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，大大減輕了防撞磁力吸盤的負載，使其更為可靠。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有以下明顯優點:
[0015]本實用新型采用力矩電機同軸直線驅動切割頭，結構簡單，節約空間；同時電機軸心和切割頭軸心重合，不產生附加力矩，性能穩定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負載輕；防撞分割面設于擴束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型正視圖。
[0017]圖2為本實用新型結構剖視圖。
[0018]圖3為本實用新型力矩電機與空心螺桿連接爆炸圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖3所示，本實用新型包括自上向下連接的光纖連接器1、擴束鏡2、力矩電機3、空心螺桿4、磁力吸盤5、聚焦鏡6及噴嘴總成7，所述光纖連接器I連同擴束鐿2固定在力矩電機3的機殼31上，電機的定子32固定在機殼31上,力矩電機3的空心轉子軸套33上下端通過角接觸軸承34壓裝在機殼的軸承座35上，空心轉子軸套33內壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿4上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤5吸附連接空心螺桿4與聚焦鏡6。
[0020]所述空心螺桿4的光軸外壁上設有一道軸向鍵槽41,在電機外殼上設置一顆防轉銷釘42，銷釘42滑動連接在鍵槽41內。空心螺桿只能在轉子軸套螺紋壁的驅動下沿軸線作直線運運，防止其自旋轉。
[0021]所述磁力吸盤5對接吸附面設有至少一組配合的定位銷51和定位槽。
[0022]所述力矩電機3和光纖連接器I連接在機器人末端連接板上。磁力吸盤5僅吸附支撐聚焦鏡6和噴嘴總成7，大大減輕了防撞磁力吸盤的負載，使其更為可靠。
【主權項】
1.同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:包括自上向下連接的光纖連接器(I)、擴束鏡(2)、力矩電機(3)、空心螺桿(4)、磁力吸盤(5)、聚焦鏡(6)及噴嘴總成(7)，所述光纖連接器(I)連同擴束鐿(2)固定在力矩電機(3)的機殼(31)上，電機的定子(32)固定在機殼(31)上，電機的空心轉子軸套(33)內壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿(4)上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤(5)吸附連接空心螺桿(4)與聚焦鏡(6)。
2.根據權利要求1所述的同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述力矩電機(3)的空心轉子軸套(33)上下端通過角接觸軸承(34)壓裝在機殼的軸承座上。
3.根據權利要求1所述的同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述空心螺桿(4)的光軸外壁上設有一道軸向鍵槽(41)，在電機外殼上設置一顆防轉銷釘(42)，銷釘(42)滑動連接在鍵槽(41)內。
4.根據權利要求1所述的同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述磁力吸盤(5)對接吸附面設有至少一組配合的定位銷(51)和定位槽。
5.根據權利要求1所述的同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，其特征在于:所述力矩電機(3 )和光纖連接器(I)連接在機器人末端連接板上。
【專利摘要】本實用新型公開了同軸焦點跟蹤一體化激光切割頭，包括自上向下連接的光纖連接器、擴束鏡、力矩電機、空心螺桿、磁力吸盤、聚焦鏡及噴嘴總成，所述光纖連接器連同擴束鐿固定在力矩電機的機殼上，電機的定子固定在機殼上，電機的空心轉子軸套內壁上部為螺紋壁，下部為光滑壁，空心螺桿上部為與螺紋壁配合的螺紋軸，下部為與轉子軸套光滑壁配合的光軸，所述磁力吸盤吸附連接空心螺桿與聚焦鏡。本實用新型采用力矩電機同軸直線驅動切割頭，結構簡單，節約空間；同時電機軸心和切割頭軸心重合，不產生附加力矩，性能穩定；且磁力吸盤僅吸附支撐聚焦鏡和噴嘴總成，防撞吸附負載輕；防撞分割面設于擴束鏡和聚焦鏡之間，保證了擴束鏡片和聚焦鏡片的焦距不受影響。
【IPC分類】B23K26-046, B23K26-38, B23K26-08
【公開號】CN204295130
【申請號】CN201420727956
【發明人】吳德林, 吳曉, 吳海溧
【申請人】江蘇海德威激光科技發展有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月28日