[发明专利]用于激光加工装置的摆动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光加工机械，具体涉及一种用于激光加工装置的摆动机构。

背景技术

在激光加工行业中，不管是热处理、切割、焊接，加工工艺都是生产合格产品的重要因素。对于规则的工件表面，加工工艺（包括光斑在工件表面上的移动速度，焦点至工作表面的距离，光束相对于工件表面的角度等）通过普通的激光加工机都可以实现。但是对于复杂的工件表面，要在加工过程中保证光束角度、焦距、光斑移动速度等工艺参数一致，却很困难。这也是国内激光技术深入应用的一个难题，为了解决这一问题，目前，国内企业通常在机床上安装一个如附图1所示的摆动机构，通过该摆动机构的使用，激光光束可以绕A轴10旋转、绕B轴11摆动，利用数控程序，可使光斑以等焦距、等角度在工件表面移动，但却无法同时保证光斑在工件表面上匀速移动，激光加工质量差，阻碍了激光在很多领域的应用。

例如，如果要加工如附图2所示的工件，L为一工件的加工路径，由一段直线PK和一段圆弧KD构成，直线与圆弧相切于K点, 激光焦点12为J，摆动头旋转轴O点到工件表面的距离为H，且圆弧半径为R=H。

加工时，先沿X轴方向移动摆动机构，使激光光斑沿直线段PK移动；然后将摆动机构的激光头绕B轴转动，加工圆弧段KD。

当激光光斑到达切点K之前，摆动机构必须要有一段减速距离KaK和减速时间T1，使激光光斑到达切点K时，摆动机构沿X轴方向的速度降为0；然后，激光头绕B轴转动伊始，激光头必须要有一段加速距离KKb和加速时间T2，这样摆动机构在切点K处就必定有一个停顿，如附图3所示。

附图3所示的停顿点是客观存在的，是由物理学运动规律所决定的。通过减少摆动机构的减速时间T1、增大激光头绕B轴11的转动加速度，可缩短K点的停顿时间，但不能消除此停顿，从而激光光斑不能在工件表面上匀速移动，产品加工合格率低。

为解决上述的速度停顿问题，扩大激光技术的应用领域，需要提供一种能够保证激光加工过程中激光光斑沿工件表面匀速、等焦距、等角度的摆动机构。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于激光加工的摆动机构，通过结构的改进，激光光斑可在工件表面匀速移动，激光光束始终垂直于加工表面，且激光光斑到加工表面的距离恒定。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于激光加工装置的摆动机构，包括激光头、连接激光发生器和激光头的导光筒、设于激光头和导光筒内的反射镜，所述导光筒和激光头的内腔共同构成一供激光传输的柱形内腔，所述导光筒上自激光发生器至所述激光头依次设有第一折弯部、第二折弯部和第三折弯部，所述第一折弯部和第二折弯部之间通过一连接件构成绕两者连接处柱形内腔轴线的转动连接，所述激光头上设有第四折弯部，所述第三折弯部和第四折弯部之间通过一转动件构成绕两者连接处柱形内腔轴线的转动连接；

所述第一、第二、第三和第四折弯部分别设有一所述反射镜。

上述技术方案中，所述第二折弯部与所述第三折弯部连接的一端为第二后端，所述第三折弯部与所述第二折弯部连接的一端为第三前端，所述第三前端滑动连接于所述第二后端上。

进一步的技术方案，所述第三前端插设于所述第二后端内。

上述技术方案中，所述第一折弯部与激光发生器连接的一端为第一前端，所述第一前端上连接有远离激光发生器的延伸部，激光焦点位于所述延伸部的轴线上，所述第二后端上套设有滑块，两端分别与所述滑块和延伸部铰接的连杆与所述激光头的激光输出端平行。

进一步的技术方案，所述摆动机构还包括双菱形机构和双平行四边形机构，所述双菱形机构的两菱形的相邻的两条边转动连接，两所述菱形共用一公共端点，其中一所述菱形的两端点分别位于另一菱形的两条过所述公共端点的棱边的延长线上，所述公共端点转动连接于所述连杆和滑块的铰接处，所述双菱形机构的与所述公共端点相对的两端点分别铰接于所述第一折弯部和第二折弯部的铰接处以及所述第三折弯部和第四折弯部的铰接处；

所述双平行四边形机构的两个平行四边形具有一公共边，所述双平行四边形机构的与所述公共边相对的其中一边的两端分别铰接于所述连杆的两端，所述双平行四边形机构的与所述公共边相对的另一边的一端铰接于所述第三折弯部和第四折弯部的铰接处，所述双平行四边形机构的与所述公共边相对的另一边的另一端铰接于所述激光头的激光输出端上。