[发明专利]恒光程光路补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种补偿系统，尤其涉及一种用于激光加工中的恒光程光路补偿系统。

背景技术

作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。激光加工是激光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段。

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，激光加工系统包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统等。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，光束能量以及活性气体辅助切割过程附加的化学反应热能统被材料吸收，由此引起照射点材料温度急剧上升。到达沸点后材料开始汽化，并形成孔洞。随着光束与工件的相对移动，最终使材料形成切缝。目前激光加工应用领域中，CO₂激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70％和20％，表面处理则不到10％。在美国和欧洲CO₂激光器占到了70～80％。我国激光加工中以切割为主的占10％，其中98％以上的CO₂激光器。CO₂激光切割是用聚焦镜将CO₂激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO₂激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。

但是CO₂激光虽然应用较广，也存在一些技术问题：1)CO₂激光加工对加工技术的研究少，仅适于对精度要求不高的加工，对于精度要求较高的精细加工则难以实现；2)CO₂激光加工是利用光束与工件的相对移动而实现切割，但是对于光束移动而工件不动的激光切割机来说，由于目前飞行光路设计中，切割时光程长短是不同的，由于激光器发出的光束不是平行光束，具有一定的发散角，所以在切割过程中不同位置的光斑大小是不同的，切割断面的质量是不同的。尤其是切割一定厚度的工件时，这种切割断面的质量差异表现的更为明显；3)为了减少切断面的质量差异，常需要在CO2激光器的输出端加扩束器，即增加一平行光管进行扩束处理，虽然扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸尽量接近一致，但是虽然扩束器可以减少发散角，但却补偿不了光程的长短，因此对切割断面的质量差异仅能起到减少作用，却不能从根本上保证切割断面的切割质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单，在光程长短不同情况下避免切割断面质量差异的恒光程光路补偿系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：本发明恒光程光路补偿系统，包括横梁、左滑块组件、切割头滑块组件及右滑块组件，所述左滑块组件、切割头滑块组件及右滑块组件活动固定于横梁上，右滑块组件上固定有第一、第二平反镜，切割头滑块组件包括第三平反镜及驱动设备，切割头滑块组件在横梁上左右移动时，左、右滑块组件在横梁上同步移动。

所述横梁上固定有导轨，所述左滑块组件、切割头滑块组件及右滑块组件分别包括在导轨上移动的左滑块、驱动滑块及右滑块。

所述左滑块组件包括固定于左滑块的左滑板、设置于左滑板下方的左滑轮、以及经过左滑轮的第一传送带，所述第一传送带一端固定于切割头驱动滑块组件，另一端与固定在横梁上的第一固定块固定连接。

所述右滑块组件包括固定于右滑块的右滑板、设置于右滑板下方的右滑轮、以及经过右滑轮的第二传送带，所述第二传送带一端固定于切割头驱动滑块组件，另一端与固定在横梁上的第二固定块固定连接。

所述第一、第二传送带为皮带。

所述左、右滑块组件通过刚性连杆固定连接并同步移动，所述刚性连杆通过固定元件固定到左、右滑块组件。

所述驱动设备为丝杠驱动或者皮带驱动。