一种新型激光加工三维摆动头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型激光加工三维摆动头，包括锥型筒、聚焦镜和反光镜，第三导光筒的左端外侧活动套接有第二导光筒，位于第三导光筒和第二导光筒重合的区域内设有第二轴承和第一轴承，位于第二轴承和第一轴承之间的第二导光筒内设有第一定子，第一定子上设有第一线圈绕组，且第一定子上活动连接有第一转子。本实用新型专利技术通过数控系统控制两个定子内的线圈绕组上电流方向和脉冲数，定子上的线圈绕组在定子和转子内产生矢量磁场，带动转子转动一定的角度，与转子相连的导光筒随之发生转动，第一导光筒与第二导光筒围绕竖直轴线旋转，第二导光筒和第三导光筒围绕水平向轴线旋转，达到了控制锥形筒在三维空间内运动的目的。

A new type of laser machined wobble head

【技术实现步骤摘要】
一种新型激光加工三维摆动头
本技术涉及激光加工
，具体为一种新型激光加工三维摆动头。
技术介绍
在激光焊接、熔覆、热处理中，经常需要加工三维的不规则的工作表面，由于工艺的需要，激光光束需要时刻与加工表面保持垂直，因此，在工作中要求摆动头可以在三维空间内自由摆动。现有技术中的摆动头大多采用两种摆动方案，分别为以下对比案例I和对比案例II：对比案例I：采用手动控制摆动头，如附图4所示，该装置包括一级导光筒、二级导光筒和三级导光筒，该装置还包括位于二级导光筒上的反光镜、三级导光筒上的聚焦镜以及固定焊接在三级导光筒出光口处的锥型筒，其中一级导光筒和二级导光筒之间以及二级导光筒和三级导光筒之间均通过法兰连接，且在连接处设有定位台阶，通过旋转拧松定位台阶上的螺栓，使相邻两个导光筒之间围绕轴线旋转运动，当各个导光筒到达需要的角度时，再将螺栓拧紧，一级导光筒与二级导光筒之间围绕竖向轴线作旋转运动，二级导光筒与三级导光筒之间围绕水平向轴线作旋转运动。该装置在实际使用中存在以下问题：1、不能实时控制，在加工期间需要对锥形筒进行调整时，需要先停止加工，然后才能对其角度进行调整，在加工时工作效率太低；2、操作问题，由于是人工调节，常出现导光筒的调整角度不够或者过大的情况，不符合工作要求，需要进行多次修正，每次纠正都要将螺栓松紧，影响螺栓的使用寿命，导致螺栓需要频繁更换，同时可调节的角度被法兰上的槽的弧长所限制；3、干涉问题，由于采用人工调节方式，容易使得加工曲面时锥形筒与工件表面碰撞，造成工件表面的擦伤。对比案例II：采用自动控制摆动头，如图5所示，该装置包括一级导光筒、二级导光筒和三级导光筒，还包括固定焊接在三级导光筒出光口处的锥型筒、位于三级导光筒右侧内部的聚焦镜、位于二级导光筒内的反光镜、以及位于二级导光筒和一级导光筒上的电机组，一级导光筒和二级导光筒以及二级导光筒和三级导光筒之间通过轴承连接，电机转动通过减速机降低了转速，提高了输出扭矩，带动二级导光筒和三级导光筒上的齿轮转动。二级导光筒与一级导光筒之间的相对旋转运动通过通过减速机上的齿轮传动。三级导光筒与二级导光筒之间也通过减速机上的齿轮传动而相对转动，该结构实现了在三维空间角度的控制。该装置在一定程度上提高了激光加工过程的效率，但是仍存在以下问题：1、增加了激光头的负载，加装电机与减速机使得所要负载的载荷增大；2、电机使用外挂的形式占用很大的空间，机构不够简洁为此我们提出一种新型激光加工三维摆动头用于解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型激光加工三维摆动头，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，其目的在于使操作人员更快、更好、更方便的对锥形筒进行调节。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种新型激光加工三维摆动头，包括锥型筒、聚焦镜和反光镜，所述锥型筒固定焊接在第三导光筒右端下端，位于锥型筒上侧的第三导光筒内通过螺纹结构活动安装有聚焦镜，所述第三导光筒的左端外侧活动套接有第二导光筒，位于第三导光筒和第二导光筒重合的区域左右两端分别设有第二轴承和第一轴承，所述第二轴承和第一轴承的外圈表面均通过支撑固定轴固定连接第二导光筒内侧壁表面，且第二轴承和第一轴承的内圈表面均通过支撑固定轴固定连接第三导光筒的外侧壁表面，位于所述第二轴承和第一轴承之间的第二导光筒内侧壁表面上通过螺钉固定设有第一定子，所述第一定子上设有第一线圈绕组，且第一定子上活动连接有第一转子，所述第一转子通过螺钉固定安装在第二轴承和第一轴承之间的第三导光筒的外侧壁表面上；所述第二导光筒为L型结构，其上端活动套接有第一导光筒，位于所述第一导光筒下端的第二导光筒内活动安装有反光镜，所述第一导光筒和第二导光筒重合区域的上下两端分别设有第四轴承和第三轴承，所述第四轴承和第三轴承的外圈表面均通过支撑固定轴固定连接第一导光筒的内侧壁表面，该第四轴承和第三轴承的内圈表面均通过支撑固定轴固定连接第二导光筒的外侧壁表面，位于第四轴承和第三轴承之间的第一导光筒的内侧壁表面上通过螺钉固定安装有第二定子，所述第二定子上设有第二线圈绕组，且第二定子上活动连接有第二转子，所述第二转子通过螺钉固定安装在第四轴承和第三轴承之间的第二导光筒外侧壁表面上。优选的，所述锥型筒还可以通过法兰固定连接在第三导光筒右侧下端。优选的，所述聚焦镜还可以通过法兰结构安装在第三导光筒右端内部。优选的，所述反光镜还可以通过法兰结构安装在第二轴承内。优选的，所述聚焦镜和反光镜外侧上均固定设有调节旋钮。优选的，所述第一轴承外圈上设有固定设有轴承盖，所述第二轴承、第三轴承和第四轴承的外圈上固定设定位台阶，所述第一轴承上的轴承盖固定连接第二导光筒。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、通过数控系统运行加工对象三维工艺轨迹的曲线程序，驱动摆动头的两个空心电机，实时控制摆动头的三维空间角度，使激光束在加工过程中始终垂直于被加工表面，从而使加工过程达到激光加工的基本要求。广泛应用于具有三维表面零件的焊接、熔覆、热处理加工。2、因摆动头采用的是我公司专用的空心轴电机，激光直接通过空心轴进行导光，电机和导光装置有机的结合为一体，简化的许多机械传动装置及支撑部件。使摆动头更加的灵活，提高机床运行速度和加工效率，更加重要的是减去了外挂电机及传动机构，能够加工其他摆动头因工件干涉而无法加工的一些复杂曲面零件。附图说明图1为本技术结构剖视图；图2为本技术图1中A处放大图；图3为本技术图1中B处放大图；图4为本技术中对比案例I中结构剖视图；图5为本技术中对比案例II中结构剖视图。图中：1锥型筒、2聚焦镜、3第三导光筒、4轴承盖、5第一轴承、6第一转子、7第一定子、8第二导光筒、9第一线圈绕组、10第一导光筒、11调节旋钮、12反光镜、13第二轴承、14第三轴承、15第四轴承、16第二定子、17第二线圈绕组、18第二转子。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。实施例一：请参阅图1-3，本技术提供一种技术方案：一种新型激光加工三维摆动头，包括锥型筒1、聚焦镜2和反光镜12，锥型筒1固定焊接在第三导光筒3右端下端，位于锥型筒1上侧的第三导光筒3内通过螺纹结构活动安装有聚焦镜2，聚焦镜2通过螺纹连接固定在三级导光筒3上，将从反光镜12反射而来的光束高度凝聚。锥形筒1与与第三导光筒3焊接相连。第三导光筒3的左端外侧活动套接有第二导光筒8，位于第三导光筒3和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型激光加工三维摆动头，包括锥型筒(1)、聚焦镜(2)和反光镜(12)，其特征在于：所述锥型筒(1)固定焊接在第三导光筒(3)右端下端，位于锥型筒(1)上侧的第三导光筒(3)内通过螺纹结构活动安装有聚焦镜(2)，所述第三导光筒(3)的左端外侧活动套接有第二导光筒(8)，位于第三导光筒(3)和第二导光筒(8)重合的区域左右两端分别设有第二轴承(13)和第一轴承(5)，所述第二轴承(13)和第一轴承(5)的外圈表面均通过支撑固定轴固定连接第二导光筒(8)内侧壁表面，且第二轴承(13)和第一轴承(5)的内圈表面均通过支撑固定轴固定连接第三导光筒(3)的外侧壁表面，位于所述第二轴承(13)和第一轴承(5)之间的第二导光筒(8)内侧壁表面上通过螺钉固定设有第一定子(7)，所述第一定子(7)上设有第一线圈绕组(9)，且第一定子(7)上活动连接有第一转子(6)，所述第一转子(6)通过螺钉固定安装在第二轴承(13)和第一轴承(5)之间的第三导光筒(3)的外侧壁表面上；所述第二导光筒(8)为L型结构，其上端活动套接有第一导光筒(10)，位于所述第一导光筒(10)下端的第二导光筒(8)内活动安装有反光镜(12)，所述反光镜(12)外侧上固定设有调节旋钮(11)，所述第一导光筒(10)和第二导光筒(8)重合区域的上下两端分别设有第四轴承(15)和第三轴承(14)，所述第四轴承(15)和第三轴承(14)的外圈表面均通过支撑固定轴固定连接第一导光筒(10)的内侧壁表面，该第四轴承(15)和第三轴承(14)的内圈表面均通过支撑固定轴固定连接第二导光筒(8)的外侧壁表面，位于第四轴承(15)和第三轴承(14)之间的第一导光筒(10)的内侧壁表面上通过螺钉固定安装有第二定子(16)，所述第二定子(16)上设有第二线圈绕组(17)，且第二定子(16)上活动连接有第二转子(18)，所述第二转子(18)通过螺钉固定安装在第四轴承(15)和第三轴承(14)之间的第二导光筒(8)外侧壁表面上。...

【技术特征摘要】
1.一种新型激光加工三维摆动头，包括锥型筒(1)、聚焦镜(2)和反光镜(12)，其特征在于：所述锥型筒(1)固定焊接在第三导光筒(3)右端下端，位于锥型筒(1)上侧的第三导光筒(3)内通过螺纹结构活动安装有聚焦镜(2)，所述第三导光筒(3)的左端外侧活动套接有第二导光筒(8)，位于第三导光筒(3)和第二导光筒(8)重合的区域左右两端分别设有第二轴承(13)和第一轴承(5)，所述第二轴承(13)和第一轴承(5)的外圈表面均通过支撑固定轴固定连接第二导光筒(8)内侧壁表面，且第二轴承(13)和第一轴承(5)的内圈表面均通过支撑固定轴固定连接第三导光筒(3)的外侧壁表面，位于所述第二轴承(13)和第一轴承(5)之间的第二导光筒(8)内侧壁表面上通过螺钉固定设有第一定子(7)，所述第一定子(7)上设有第一线圈绕组(9)，且第一定子(7)上活动连接有第一转子(6)，所述第一转子(6)通过螺钉固定安装在第二轴承(13)和第一轴承(5)之间的第三导光筒(3)的外侧壁表面上；所述第二导光筒(8)为L型结构，其上端活动套接有第一导光筒(10)，位于所述第一导光筒(10)下端的第二导光筒(8)内活动安装有反光镜(12)，所述反光镜(12)外侧上固定设有调节旋钮(11)，所述第一导光筒(10)和第二导光筒(8)重合区域的上下两端分别设有第四轴承(15)和第三轴承(14)，所述第四轴承(15)和第三轴承(14)的外圈表面均通过支撑固...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂群，曹毅，梁瑞，曹占群，
申请(专利权)人：江苏尤尼特激光智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32