[發(fā)明專利]一種具有自動(dòng)對(duì)焦功能的激光加工頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710550846.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN107116300A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧本松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶鐳寶激光科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/046
• 分類號(hào): B23K26/046
• 代理公司: 重慶中之信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)50213
• 代理人: 雷暈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自動(dòng)對(duì)焦功能的激光加工頭。

背景技術(shù)

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(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、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術(shù)。激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、自動(dòng)化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。利用激光機(jī)器人進(jìn)行加工時(shí)，需根據(jù)加工用途或工件材料更換激光器或者聚焦鏡片，且更換之后需要重新對(duì)焦。現(xiàn)有激光加工應(yīng)用中的對(duì)焦方式采用手動(dòng)示教目測(cè)加物理檢測(cè)方法，尤其是在面對(duì)復(fù)雜外形的工件時(shí)，采用點(diǎn)到點(diǎn)的手動(dòng)對(duì)焦方式，不僅效率極低且誤差較大，且機(jī)器人加工工件時(shí)往往需要多點(diǎn)示教對(duì)焦，如遇曲面或曲線加工則對(duì)焦難度和誤差更大，效率更低，調(diào)試效率難以跟上生產(chǎn)要求。公布號(hào)為CN105562924A的專利申請(qǐng)文件公開了一種激光加工設(shè)備的輔助對(duì)焦方法，其中利用對(duì)中器完成對(duì)激光光束的對(duì)中，利用焦點(diǎn)定位器和焦點(diǎn)指示器確定激光光束的焦點(diǎn)，雖然其可實(shí)現(xiàn)較為精確的對(duì)焦，但所利用的設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，安裝操作也較為繁瑣，調(diào)試效率有限且成本較高，不利于推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有自動(dòng)對(duì)焦功能的激光加工頭，可有效消除人工示教所產(chǎn)生的誤差，同時(shí)設(shè)備成本低廉、操作簡(jiǎn)單，并極大提高了調(diào)試效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有自動(dòng)對(duì)焦功能的激光加工頭，包括內(nèi)置有聚焦鏡片和輸出紅光指示器的激光器、固定于激光器外側(cè)的固定裝置、通過轉(zhuǎn)軸與固定裝置鉸接的夾緊裝置以及固定在夾緊裝置上的輔助紅光指示器，其中：所述輸出紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸相重合，所述輔助紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸位于同一平面內(nèi)且轉(zhuǎn)軸與該平面相垂直。

本發(fā)明的原理為：輸出紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸相重合，則激光器聚焦鏡片的焦點(diǎn)位于輸出紅光指示器的輸出軸上，同時(shí)輔助紅光指示器與輸出紅光指示器的輸出軸位于同一平面內(nèi)，則根據(jù)聚焦鏡片的倍數(shù)、轉(zhuǎn)軸至輸出紅光指示器輸出軸的距離、轉(zhuǎn)軸在輸出紅光指示器輸出軸上的投影至聚焦鏡片光心的距離以及輔助紅光指示器至轉(zhuǎn)軸的距離等參數(shù)調(diào)整輔助紅光指示器的角度，使得輔助紅光指示器與輸出紅光指示器分別發(fā)出的紅光重合于一點(diǎn)，該重合點(diǎn)即為輸出激光束的焦點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：有效消除了人工示教所產(chǎn)生的誤差，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；對(duì)焦調(diào)試操作簡(jiǎn)單，可極大提高調(diào)試效率，從而提高加工效率；同時(shí)設(shè)備成本低廉，有利于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種具有自動(dòng)對(duì)焦功能的激光加工頭，其包括內(nèi)置有聚焦鏡片11和輸出紅光指示器12的激光器10、固定于激光器10外側(cè)的固定桿20、通過轉(zhuǎn)軸30與固定桿20遠(yuǎn)離激光器10一端鉸接的安裝桿40以及固定在安裝桿40上的輔助紅光指示器50，其中：

所述輸出紅光指示器12的輸出軸與激光器10的輸出激光束中心軸相重合；所述固定桿20垂直于激光器10的輸出激光束中心軸；

所述轉(zhuǎn)軸30與激光器10的輸出激光束中心軸相垂直，所述激光器10的聚焦鏡片11的光心位于轉(zhuǎn)軸30所在的且與激光器10的輸出激光束中心軸相垂直的平面內(nèi)；

所述安裝桿40的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸30一端設(shè)有安裝孔400，所述輔助紅光指示器50安裝于安裝孔400內(nèi)，所述輔助紅光指示器50的輸出軸與激光器10的輸出激光束中心軸位于同一平面內(nèi)且轉(zhuǎn)軸30與該平面相垂直。

本發(fā)明的對(duì)焦調(diào)試過程為：首先放置工件并開啟激光器10使其出光，根據(jù)激光作用在工件上的火花大小調(diào)整激光器10至工件的距離；然后調(diào)整輔助紅光指示器50的角度，再開啟輔助紅光指示器50和輸出紅光指示器12使其同時(shí)發(fā)光，最后對(duì)激光器和工件之間的距離進(jìn)行微調(diào)，直至輔助紅光指示器50和輸出紅光指示器12在工件焊接處的光斑相重合，則該重合點(diǎn)即為輸出激光束的焦點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。與傳統(tǒng)的人工示教對(duì)焦技術(shù)相比，本發(fā)明利用外部輔助對(duì)焦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)對(duì)焦，極大地提高了生產(chǎn)效率且消除了人工示教所產(chǎn)生的誤差，極大提高了調(diào)試效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。