[發明專利]用于激光加工裝置的擺動機構

有效

• 申請號: 201110414843.2
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102407403A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 涂群;孫承峰;石世宏;傅戈雁;郭開波;吳云霞
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種激光加工機械，具體涉及一種用于激光加工裝置的擺動機構。

背景技術

在激光加工行業中，不管是熱處理、切割、焊接，加工工藝都是生產合格產品的重要因素。對于規則的工件表面，加工工藝（包括光斑在工件表面上的移動速度，焦點至工作表面的距離，光束相對于工件表面的角度等）通過普通的激光加工機都可以實現。但是對于復雜的工件表面，要在加工過程中保證光束角度、焦距、光斑移動速度等工藝參數一致，卻很困難。這也是國內激光技術深入應用的一個難題，為了解決這一問題，目前，國內企業通常在機床上安裝一個如附圖1所示的擺動機構，通過該擺動機構的使用，激光光束可以繞A軸10旋轉、繞B軸11擺動，利用數控程序，可使光斑以等焦距、等角度在工件表面移動，但卻無法同時保證光斑在工件表面上勻速移動，激光加工質量差，阻礙了激光在很多領域的應用。

例如，如果要加工如附圖2所示的工件，L為一工件的加工路徑，由一段直線PK和一段圓弧KD構成，直線與圓弧相切于K點,?激光焦點12為J，擺動頭旋轉軸O點到工件表面的距離為H，且圓弧半徑為R=H。

加工時，先沿X軸方向移動擺動機構，使激光光斑沿直線段PK移動；然后將擺動機構的激光頭繞B軸轉動，加工圓弧段KD。

當激光光斑到達切點K之前，擺動機構必須要有一段減速距離KaK和減速時間T1，使激光光斑到達切點K時，擺動機構沿X軸方向的速度降為0；然后，激光頭繞B軸轉動伊始，激光頭必須要有一段加速距離KKb和加速時間T2，這樣擺動機構在切點K處就必定有一個停頓，如附圖3所示。

附圖3所示的停頓點是客觀存在的，是由物理學運動規律所決定的。通過減少擺動機構的減速時間T1、增大激光頭繞B軸11的轉動加速度，可縮短K點的停頓時間，但不能消除此停頓，從而激光光斑不能在工件表面上勻速移動，產品加工合格率低。

為解決上述的速度停頓問題，擴大激光技術的應用領域，需要提供一種能夠保證激光加工過程中激光光斑沿工件表面勻速、等焦距、等角度的擺動機構。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種用于激光加工的擺動機構，通過結構的改進，激光光斑可在工件表面勻速移動，激光光束始終垂直于加工表面，且激光光斑到加工表面的距離恒定。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種用于激光加工裝置的擺動機構，包括激光頭、連接激光發生器和激光頭的導光筒、設于激光頭和導光筒內的反射鏡，所述導光筒和激光頭的內腔共同構成一供激光傳輸的柱形內腔，所述導光筒上自激光發生器至所述激光頭依次設有第一折彎部、第二折彎部和第三折彎部，所述第一折彎部和第二折彎部之間通過一連接件構成繞兩者連接處柱形內腔軸線的轉動連接，所述激光頭上設有第四折彎部，所述第三折彎部和第四折彎部之間通過一轉動件構成繞兩者連接處柱形內腔軸線的轉動連接；

所述第一、第二、第三和第四折彎部分別設有一所述反射鏡。

上述技術方案中，所述第二折彎部與所述第三折彎部連接的一端為第二后端，所述第三折彎部與所述第二折彎部連接的一端為第三前端，所述第三前端滑動連接于所述第二后端上。

進一步的技術方案，所述第三前端插設于所述第二后端內。

上述技術方案中，所述第一折彎部與激光發生器連接的一端為第一前端，所述第一前端上連接有遠離激光發生器的延伸部，激光焦點位于所述延伸部的軸線上，所述第二后端上套設有滑塊，兩端分別與所述滑塊和延伸部鉸接的連桿與所述激光頭的激光輸出端平行。

進一步的技術方案，所述擺動機構還包括雙菱形機構和雙平行四邊形機構，所述雙菱形機構的兩菱形的相鄰的兩條邊轉動連接，兩所述菱形共用一公共端點，其中一所述菱形的兩端點分別位于另一菱形的兩條過所述公共端點的棱邊的延長線上，所述公共端點轉動連接于所述連桿和滑塊的鉸接處，所述雙菱形機構的與所述公共端點相對的兩端點分別鉸接于所述第一折彎部和第二折彎部的鉸接處以及所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處；

所述雙平行四邊形機構的兩個平行四邊形具有一公共邊，所述雙平行四邊形機構的與所述公共邊相對的其中一邊的兩端分別鉸接于所述連桿的兩端，所述雙平行四邊形機構的與所述公共邊相對的另一邊的一端鉸接于所述第三折彎部和第四折彎部的鉸接處，所述雙平行四邊形機構的與所述公共邊相對的另一邊的另一端鉸接于所述激光頭的激光輸出端上。