[發(fā)明專利]萬向去毛刺用光頭裝置

在審

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• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111940911A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉衛(wèi)兵;王明娣;蔡信健;黃偉;趙棟;郭敏超;王賢寶;張曉;倪玉吉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州麥爾科唯激光機(jī)器人有限公司
• 主分類號: B23K26/361
• 分類號: B23K26/361
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發(fā)明公開了一種萬向去毛刺用光頭裝置，所述光頭裝置包括支架、安裝在所述支架上的準(zhǔn)直系統(tǒng)，所述光頭裝置還包括轉(zhuǎn)動地連接在所述支架上的拋物面鏡，以及用于驅(qū)使所述拋物面鏡旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中，所述拋物面鏡具有拋物鏡面，所述拋物鏡面位于所述準(zhǔn)直系統(tǒng)的出光路徑上，所述拋物面鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與經(jīng)所述準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的激光束的投射方向相互平行。驅(qū)使該拋物面鏡旋轉(zhuǎn)，便能夠?qū)崿F(xiàn)了萬向去毛刺的功能，且出射的激光束與水平面之間并不垂直，從而能夠掃射到拐角和其他圓角處的毛刺，大幅地提高了激光去毛刺加工的質(zhì)量與效率，同時(shí)還使得整個(gè)光頭裝置輕量化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種萬向去毛刺用光頭裝置。

背景技術(shù)

在激光去毛刺領(lǐng)域，目前最新的技術(shù)方案是采用激光切割毛刺和熔融毛刺相結(jié)合的方式，它的原理是通過激光頭系統(tǒng)將一束平行激光轉(zhuǎn)換形成兩個(gè)能量梯度的激光，而后分別經(jīng)過不同焦距的透鏡和拋物面反射鏡聚焦，在加工面上形成同軸心的點(diǎn)光斑和環(huán)光斑。先利用高能量密度的點(diǎn)光斑對大毛刺進(jìn)行切割，再利用低能量密度的環(huán)光斑熔融殘余小毛刺。經(jīng)試驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)邊緣毛刺去除。

然而，目前的激光頭組件和光路的設(shè)計(jì)過程中對各個(gè)因素考慮不夠充分，去毛刺光頭的輸出光路垂直于加工表面，操作人員在去毛刺過程中需要通過調(diào)節(jié)機(jī)械導(dǎo)軌坐標(biāo)系來移動光頭，此方式對于工件拐角和邊緣處毛刺很難去除，并且加工精度和效率較低，存在加工死角；對于拐角和邊緣處毛刺，目前技術(shù)方案是先對整體毛刺進(jìn)行激光切割，隨后采用另一弱環(huán)形激光光斑對殘留毛刺進(jìn)行熔化去除，需要二次甚至多次加工，操作繁瑣，浪費(fèi)能源，同時(shí)由于光路是垂直于加工表面的，而進(jìn)給方向表面上毛刺并不位于水平面，激光很難掃射到，導(dǎo)致拐角和其他圓角處的毛刺很難去除。

此外，目前去毛刺光頭普遍采用多個(gè)聚焦透鏡組合的模式進(jìn)行平行光聚焦、外接水冷機(jī)的模式進(jìn)行冷卻維護(hù)，設(shè)備集成化程度低，冷卻效果不佳，特別對于僅采用一個(gè)鏡片來承載所有準(zhǔn)直過來的激光能量的情況來說，裝備冷卻方式尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的用于萬向去毛刺的光頭裝置，以提高激光去毛刺加工效率與加工質(zhì)量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種萬向去毛刺用光頭裝置，所述光頭裝置包括支架、安裝在所述支架上的準(zhǔn)直系統(tǒng)，所述光頭裝置還包括轉(zhuǎn)動地連接在所述支架上的拋物面鏡，以及用于驅(qū)使所述拋物面鏡旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中，所述拋物面鏡具有拋物鏡面，所述拋物鏡面位于所述準(zhǔn)直系統(tǒng)的出光路徑上，所述拋物面鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與經(jīng)所述準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后的激光束的投射方向相互平行。

優(yōu)選地，所述拋物鏡面沿所述拋物面鏡的厚度方向向內(nèi)微幅拱起。

優(yōu)選地，所述拋物面鏡采用黃銅作為基體，且所述拋物鏡面上鍍設(shè)有金層。

優(yōu)選地，投射至所述拋物鏡面的入射光束與經(jīng)過所述拋物鏡面反射的出射光束之間的夾角為135°。

優(yōu)選地，所述支架具有一收容腔，所述支架的底部具有安裝座，所述拋物鏡轉(zhuǎn)動地安裝在所述安裝座上并位于所述收容腔中。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，所述電機(jī)的電機(jī)座固定地安裝在所述安裝座的底部，所述拋物鏡固定地安裝在所述電機(jī)的電機(jī)軸上。

進(jìn)一步地，所述安裝座上設(shè)置有貫穿連通所述收容腔的透光孔，所述透光孔中配合地設(shè)置有保護(hù)透鏡。

優(yōu)選地，所述支架包括中空圓筒狀的圓柱座、設(shè)于所述圓柱座上且呈中空圓筒狀的準(zhǔn)直座，所述準(zhǔn)直座與所述圓柱座同軸心線地設(shè)置，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)置在所述準(zhǔn)直座上，所述拋物鏡繞所述圓柱座的軸心線轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述圓柱座的內(nèi)腔中。

進(jìn)一步地，所述光頭裝置還包括附設(shè)在所述支架上的多個(gè)液氮冷卻接頭，所述液氮冷卻接頭的出口與所述收容腔相互連通。