一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备制造技术

一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，包括石英灯管夹持旋转组件，金属封接组合体夹持组件，石英灯管定位运动组件，金属封接组合体运动组件，石英喷灯夹持组件，玻璃温度监测组件，人机交互界面，排风系统，控制系统。本发明专利技术能够高精度、高质量的将气体放电灯的石英灯管与带有金属封接部位的石英管对接，通过控制系统监控火焰温度和调节气体流量，保证灯管接头的同心度和机械尺寸，并确保成型工件的一致性，大大降低了人工劳动强度、提高了生产工效，为批量生产高温金属封接大功率脉冲氙灯提供了设备保证。

Numerical control equipment for sealing high temperature metal sealing large power pulse xenon lamp

A CNC equipment sealing high temperature metal seal high power pulsed xenon lamp, quartz lamp holder includes a rotary component, metal seal combination clamping assembly, quartz tube positioning components, metal sealing assembly motion components, quartz plate clamping assembly, glass temperature monitoring module, man-machine interface, row air system, control system. The invention is capable of high precision and high quality quartz tube gas discharge lamp with a metal sealing part of the quartz tube through the docking, the control system of flame temperature and regulate the flow of gas, ensure the concentricity and mechanical dimensions tube joint, and ensure the consistency of molding parts, greatly reducing the labor intensity, to improve the production efficiency, provide equipment guarantee for the mass production of high temperature metal seal high power pulsed xenon lamp.

【技术实现步骤摘要】
一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备
本专利技术涉及数控设备，特别是一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备。
技术介绍
高温金属封接大功率脉冲氙灯是继过渡玻璃熔封大功率气体放电灯发展起来的新型气体放电灯(引用专利：高温金属封接大功率脉冲氙灯及其制备方法)，是大功率激光装置的关键元器件。随着激光事业的不断发展，迫切需求大批量高质量、高可靠的大功率脉冲氙灯。由于高温金属封接的大功率脉冲氙灯管径大尺寸长(>2000mm)，且主要由石英玻璃制作，因此这种灯所需的熔封温度很高。采用金属封接技术后，由于金属封接组合体一端带有金属封接部位(见附图2)，且氙灯制备过程中金属封接部位与熔封位置距离很近(小于40mm)，熔封火焰的辐射热及传导热极易导致金属封接部位爆裂。石英灯管与金属封接组合体进行人工熔接的技术难度极大，在熔接过程中要不断地对金属封接组合体进行冷却，很难控制灯的同轴度及尺寸精度，而且人员劳动强度大、作业时间长，不利于高温金属封接大功率脉冲氙灯的批量化生产。尽管已有专用的玻璃车床来进行石英管熔接，但此类设备不具备冷却功能，无法直接将石英灯管和金属封接组合体有效熔封。本专利技术的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备不仅适用于高温金属封接大功率脉冲氙灯，也可以经过适当改动来熔封其它种类的气体放电灯。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，能高精度、高质量地将带有金属封接部位的石英管与石英灯管熔接，通过控制系统监控火焰温度、调节充气流量，保证灯管接头的同心度、机械尺寸，确保成型工件的一致性，大大降低人工劳动强度，提高生产功效，为批量生产高温金属封接大功率脉冲氙灯提供设备保障。本专利技术的技术解决方案如下：一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，包括石英灯管夹持旋转组件，金属封接组合体夹持组件，石英灯管定位运动组件，金属封接组合体运动组件，石英喷灯夹持组件，玻璃温度监测组件，人机交互界面，排风系统，控制系统。所述的金属封接组合体夹持组件包括：火焰高温隔离板、组件固定板、水雾喷嘴、夹头、浸润冷却介质、定位板、气流控制器、集水排放器、卡盘、和夹头一体的楔形结构、转轴法兰、传动机构、法兰、组件支撑座、传动皮带、气缸和电动机。所述的石英灯管夹持旋转组件安装于控制系统上表面中心偏右侧位置，控制系统上表面右侧设置金属封接组合体运动组件，所述的金属封接组合体夹持组件安装于金属封接组合体运动组件上，且石英灯管夹持旋转组件和金属封接组合体夹持组件的卡盘在同一条水平线上、保持一定的同轴度，所述的石英灯管夹持旋转组件和金属封接组合体夹持组件之间，设置有石英喷灯夹持组件和玻璃温度监测组件，所述的石英灯管定位运动组件位于控制系统上表面、石英灯管夹持旋转组件左侧，所述的人机交互界面与控制系统相连，置于石英灯管夹持旋转组件上方，所述的排风系统位于石英喷灯夹持组件和玻璃温度监测组件的上方，安装于控制系统上。所述的夹头及卡盘固定于转轴法兰上，且卡盘嵌套于楔形结构外侧，所述传动机构的一端连接转轴法兰，另一端穿过组件支撑座连接气缸，并通过法兰固定在组件支撑座上，夹头内置浸润冷却介质和定位板，所述气流控制器安装在金属封接组合体的金属封接端，置于夹头内部，集水排放器和火焰高温隔离板置于夹头外侧，在所述的浸润冷却介质的上方、夹头外设置有水雾喷嘴，该水雾喷嘴和火焰高温隔离板安装于组件固定板上，该组件固定板安装于组件支撑座上，所述气缸安装于传动机构右侧，电动机置于传动机构下方、位于组件支撑座右侧，通过传动皮带与传动机构相连。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的数控设备，可以用来熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯、过渡玻璃封接的大功率脉冲氙灯和其它种类的气体放电灯。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的火焰高温隔离板是采用耐高温材料制作，该耐高温材料是石墨或氧化铝耐高温隔热材料，在石英灯管的轴线上开一个稍大于金属封接组合体外径的圆孔，将金属封接组合体的金属封接端通过该圆孔放置在夹头内，隔离火焰高温对金属封接部位的直接损害。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的夹头是固定在转轴法兰上的一个带槽孔的圆筒爪，通过卡盘、楔形结构和传动机构夹紧金属封接组合体的石英管壁部分，并与石英灯管夹持旋转组件保持同步旋转。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的卡盘锁紧方式为：气缸内输入的压缩空气为动力源，推动传动机构和卡盘(做轴向运动，通过楔形结构使卡盘(的轴向运动转变为夹头的径向运动，用于工件的锁紧。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的卡盘是可以气动卡盘，或液压卡盘。所述的熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的水雾喷嘴安置在夹头的外侧，金属封接组合体旋转时冷却水直接喷射到夹头上，并穿过夹头的槽孔对金属封接组合体的金属封接部位进行冷却，水雾喷嘴喷射冷却水的温度和流量可调控，冷却水及其产生的水蒸气通过集水排放器出水口流出。通过对冷却水流量和温度的调控，避免了在石英熔封过程中由于温度过高引起的金属封接组合体质量下降或炸裂问题。冷却方式可以采用直接水冷方式，或浸润方式水冷。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于熔接过程中在金属封接组合体的金属封接端放置一个中间开孔的气流控制器，对气流进行控制。在石英灯管与金属封接组合体对接熔封过程中，该控制器能够配合石英灯管另一端尾管安装的充气接头，使石英灯管的内部保持微正压，保证熔封口的质量和均匀性。所述的一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，其特征在于所述的石英灯管夹持旋转组件和金属封接组合体运动组件能够在熔封过程中，控制石英灯管和金属封接组合体保持同步旋转，实现石英灯管和金属封接组合体的高质量熔封。本专利技术的优点是：1、带冷却装置的金属封接组合体夹持组件，能够对金属封接组合体进行水冷保护，通过对冷却水流量和温度的调控，避免了在熔封过程中由于温度过高引起的金属封接组合体质量下降或炸裂问题。2、可在石英熔融状态下，通过气流控制器控制气体流量，并结合石英灯管另一端尾管处连接的充气接头保证熔封口的质量和均匀性。3、可通过数控系统监控火焰温度、调节充气流量，保证灯管接头的同心度、机械尺寸，确保成型工件的一致性，大大降低了人工强度，提高了生产效率，为批量生产高温金属封接大功率脉冲氙灯提供了设备保障。附图说明图1为一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备结构示意图。图1中：石英灯管夹持旋转组件(1)，金属封接组合体夹持组件(2)，石英灯管定位运动组件(3)，金属封接组合体运动组件(4)，石英喷灯夹持组件(5)，玻璃温度监测组件(6)，人机交互界面(7)，排风系统(8)，控制系统(9)。图2为金属封接组合体结构示意图。图3为带冷却装置的金属封接组合体夹持组件的结构示意图。图3中：金属封接组合体(2-1)，火焰高温隔离板(2-2)，组件固定板(2-3)，水雾喷嘴(2-4)，夹头(2-5)，浸润冷却介质(2-6)，定位板(2-7)，气流控制器(2-8)、集水排放器(2-9)，卡盘(2-10)，和夹头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，包括：控制系统(9)、及与在该控制系统(9)相连的由电动机驱动的具有中空夹盘的石英灯管夹持旋转组件(1)、金属封接组合体夹持组件(2)、带有灯管支架和定位板的石英灯管定位运动组件(3)、金属封接组合体运动组件(4)、石英喷灯夹持组件(5)、玻璃温度监测组件(6)、人机交互界面(7)和排风系统(8)，其特征在于，所述的金属封接组合体夹持组件(2)包括火焰高温隔离板(2‑2)，组件固定板(2‑3)，水雾喷嘴(2‑4)，夹头(2‑5)，浸润冷却介质(2‑6)，定位板(2‑7)，气流控制器(2‑8)、集水排放器(2‑9)，卡盘(2‑10)，和夹头(2‑5)一体的楔形结构(2‑11)，转轴法兰(2‑12)、传动机构(2‑13)、法兰(2‑14)、组件支撑座(2‑15)、传动皮带(2‑16)、气缸(2‑17)和电动机(2‑18)；所述石英灯管夹持旋转组件(1)的中空夹盘、石英灯管定位运动组件(3)的灯管支架和金属封接组合体夹持组件(2)的夹头(2‑5)和卡盘(2‑10)在同一条水平线上、保持一定的同轴度，在所述的石英灯管夹持旋转组件(1)和金属封接组合体夹持组件(2)之间设置有石英喷灯夹持组件(5)和玻璃温度监测组件(6)；所述的夹头(2‑5)及卡盘(2‑10)固定于转轴法兰(2‑12)上，且卡盘(2‑10)嵌套于楔形结构(2‑11)外侧，所述传动机构(2‑13)的一端连接转轴法兰(2‑12)，另一端穿过组件支撑座(2‑15)连接气缸(2‑17)，并通过法兰(2‑14)固定在组件支撑座(2‑15)上，夹头(2‑5)内置浸润冷却介质(2‑6)和定位板(2‑7)，所述气流控制器(2‑8)安装在金属封接组合体(2‑1)的金属封接端，置于夹头(2‑5)内部，集水排放器(2‑9)和火焰高温隔离板(2‑2)置于夹头(2‑5)外侧，在所述的浸润冷却介质(2‑6)的上方、夹头(2‑5)外设置有水雾喷嘴(2‑4)，该水雾喷嘴(2‑4)和火焰高温隔离板(2‑2)安装于组件固定板(2‑3)上，该组件固定板(2‑3)安装于组件支撑座(2‑15)上，所述气缸(2‑17)安装于传动机构(2‑13)右侧，电动机(2‑18)置于传动机构(2‑13)下方，位于组件支撑座(2‑15)右侧，通过传动皮带(2‑16)与传动机构(2‑13)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种熔封高温金属封接大功率脉冲氙灯的数控设备，包括：控制系统(9)、及与在该控制系统(9)相连的由电动机驱动的具有中空夹盘的石英灯管夹持旋转组件(1)、金属封接组合体夹持组件(2)、带有灯管支架和定位板的石英灯管定位运动组件(3)、金属封接组合体运动组件(4)、石英喷灯夹持组件(5)、玻璃温度监测组件(6)、人机交互界面(7)和排风系统(8)，其特征在于，所述的金属封接组合体夹持组件(2)包括火焰高温隔离板(2-2)，组件固定板(2-3)，水雾喷嘴(2-4)，夹头(2-5)，浸润冷却介质(2-6)，定位板(2-7)，气流控制器(2-8)、集水排放器(2-9)，卡盘(2-10)，和夹头(2-5)一体的楔形结构(2-11)，转轴法兰(2-12)、传动机构(2-13)、法兰(2-14)、组件支撑座(2-15)、传动皮带(2-16)、气缸(2-17)和电动机(2-18)；所述石英灯管夹持旋转组件(1)的中空夹盘、石英灯管定位运动组件(3)的灯管支架和金属封接组合体夹持组件(2)的夹头(2-5)和卡盘(2-10)在同一条水平线上、保持一定的同轴度，在所述的石英灯管夹持旋转组件(1)和金属封接组合体夹持组件(2)之间设置有石英喷灯夹持组件(5)和玻璃温度监测组件(6)；所述的夹头(2-5)及卡盘(2-10)固定于转轴法兰(2-12)上，且卡盘(2-10)嵌套于楔形结构(2-11)外侧，所述传动机构(2-13)的一端连接转轴法兰(2-12)，另一端穿过组件支撑座(2-15)连接气缸(2-17)，并通过法兰(2-14)固定在组件支撑座(2-15)上，夹头(2-5)内置浸润冷却介质(2-6)和定位板(2-7)，所述气流控制器(2-8)安装在金属封接组合体(2-1)的金属封接端，置于夹头(2-5)内部，集水排放器(2-9)和火焰高温隔离板(2-2)置于夹头(2-5)外侧，在所述的浸润冷却介质(2-6)的上方、夹头(2-5)外设置有水雾喷嘴(2-4)，该水雾喷嘴(2-4)和火焰高温隔离板(2-2)安装于组件固定板(2-3)上，该组件固定板(2-3)安装于组件支撑座(2-15)上，所述气缸(2-17)安装于传动机构(2-13)右侧，电动机(2-18)置于传动机构(2-13)下方，位于组件支撑座(2-15)右侧，通过传动皮带(2-16)与传动机构(2-13)相连。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海兵，毛伊荣，郭向朝，于阿春，刘作娇，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31