[发明专利]便于内置的镜片位置自动调节装置、相应的激光头及方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体是指一种便于内置的镜片位置自动调节装置、相应的激光头及方法。

背景技术

激光头一般装于机床或机械手上，承接激光器输出的激光，由软件控制，用于切割、焊接或融覆等加工工艺。为了适应激光加工工艺，需要实时调整激光头内部的镜片位置。激光头内部的镜片，包括准直镜片、聚焦镜片或其他类型镜片。以聚焦镜片为例，能够实时调节内部聚焦镜片的激光头被称为自动调焦激光头，其一般配备有电机，多采用交流伺服电机，交流伺服电机体积较大，不易内置在激光头内部，即使内置，也会使得激光头的体积较大，形状怪异。同时，使用交流伺服电机通常能够达到的调焦加速度和速度分别是5m/s²和50mm/s。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种体积小、可内置、同时提高调节加速度和速度及精确度的便于内置的镜片位置自动调节装置、相应的激光头及方法。

为了实现上述目的，本发明的便于内置的镜片位置自动调节装置、相应的激光头及方法具有如下构成：

所述的装置包括：

电机，所述的电机的体积设置成便于内置于预设体积的容置体；

丝杠，所述的丝杠与所述的电机相连接使得所述的电机驱动丝杠，所述的丝杠与镜片装置相连接以带动所述的镜片的调整；

编码器，所述的编码器与所述的丝杠相连接，用于实时测量丝杠的旋转位置；

驱动板，所述的驱动板设置成控制所述的电机的运动并接受来自所述的编码器的旋转位置信息。

较佳地，所述的电机为直流电机。

较佳地，所述的容置体为激光头。

较佳地，所述的丝杠设置成具有与所述的电机力矩相匹配的丝杠轴向推力和丝杠螺距。

较佳地，所述的丝杠设置成具有与所述的电机力矩相匹配的丝杠轴向推力和丝杠螺距，且满足所述的电机力矩等于丝杆轴向推力×丝杠螺距/6.28×丝杠效率。

较佳地，所述的丝杠的一端与所述的电机相连接，所述的丝杠的另一端与所述的编码器相连接，所述的编码器将实时检测的丝杠的旋转位置反馈给驱动板。

较佳地，所述的装置具有调节0.01mm以内位置的精确度，所述的装置达到8m/s²的调焦加速度和100mm/s的调焦速度。

较佳地，所述的镜片装置包括镜片和镜片筒架，所述的镜片筒架与丝杠相连接，所述的镜片与所述的镜片筒架相连接。

较佳地，所述的镜片为聚焦镜片或准直镜片。

本发明还提供了一种激光头，所述的激光头内置有便于内置的镜片位置自动调节装置。

本发明还提供了一种基于所述的激光头的自动调节镜片位置的方法，所述的方法包括步骤：驱动板控制电机驱动丝杠旋转，丝杠的旋转带动与丝杠刚性连接的镜片筒架的移动，所述的镜片筒架的移动带动与所述的镜片筒架刚性连接的镜片的移动，同时编码器检测丝杠的旋转位置，并将旋转位置信息反馈给驱动板，驱动板根据控制系统的和编码器的信息调整驱动电机。

采用了便于内置的镜片位置自动调节装置、相应的激光头及其自动调节镜片位置的方法，采用小体积的直流电机，且使用相匹配的小螺距的丝杠，获取更高的加速度，经测试，调节加速度达到8m/s²、调节速度达到100mm/s；采用的直流电机的体积小于交流伺服电机，和同样小巧的驱动板、编码器一起内置在激光头中，不影响激光头的外观，满足实际需求。

附图说明

图1为本发明的激光头的剖视图。

图2为本发明的自动调节镜片位置的方法的示意图。

附图标记：

1电机

2丝杠

3编码器

4镜片筒架

5镜片

6丝杠螺母

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示，为本发明的便于内置的镜片位置自动调节装置及相应的激光头的一种实施例。所述的便于内置的镜片位置自动调节装置包括：电机1，所述的电机1的体积设置成便于内置于预设体积的容置体；丝杠2，所述的丝杠2与所述的电机1相连接使得所述的电机驱动丝杠，所述的丝杠与镜片装置相连接以带动所述的镜片的调整；编码器3，所述的编码器3与所述的丝杠2相连接，用于实时测量丝杠的旋转位置；驱动板，所述的驱动板设置成控制所述的电机的运动并接受来自所述的编码器的旋转位置信息。