一种激光熔覆头的电动准直调焦机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，解决现有单一熔宽的激光熔覆头难以满足多种工艺需求的问题。该机构包括准直镜座、调焦模块安装座、旋转套、导向套、准直组件、上基座、竖直挡板和驱动单元；准直镜座的顶面和底面设置有光束通过的通光孔；调焦模块安装座设置在准直镜座内，且与通光孔同轴设置，旋转套设置在调焦模块安装座内，且与调焦模块安装座同轴设置；驱动单元设置准直镜座内，驱动旋转套旋转；上基座设置在旋转套外侧，且与调焦模块安装座固定连接；导向套位于上基座的上方，其套装在旋转套上，与旋转套通过螺纹连接，且通过设置在上基座上的竖直挡板限制其周向转动；准直组件固定设置在导向套内，且与通光孔同轴。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆头的电动准直调焦机构
本技术属于增材制造领域，具体涉及一种激光熔覆头的电动准直调焦机构。
技术介绍
送粉式激光熔融沉积工艺(LaserMeltingDeposition)是激光金属增材技术的一种，激光熔覆头则是实现LMD光粉耦合的关键设备。金属粉末通过激光熔覆头的同轴送粉模块准确进入激光烧融的熔池，随着激光熔覆头的平移，冷却的熔池在基底形成一定层高和熔宽(熔覆层宽度)的熔覆层，同一平面内的熔覆层搭接构成了新截面，多层新截面逐层累积获得目标零件。熔宽是工艺轨迹的线宽特征，受到激光束、送粉量、扫描速度等多因素的影响。LMD的成形零件，从外形特征和材料都复杂多变，甚至同一零件的工艺轨迹和熔宽参数互相影响。因此，单一零件和多种零件均存在变熔宽的工艺需求，而通过调节激光功率、送粉量和扫描速度控制熔宽的能力有限，难以满足多种工艺需求。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有单一熔宽的激光熔覆头难以满足多种工艺需求的问题，提供一种激光熔覆头的电动准直调焦机构。该机构通过电机驱动镜片上下移动，在工作平面上可获得直径连续可调的光斑，熔宽无级变化。同时，该机构结构精简，调节方便、快速且精准。为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案如下：一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，包括准直镜座、调焦模块安装座、旋转套、导向套、准直组件、上基座、竖直挡板和驱动单元；所述准直镜座的顶面和底面设置有光束通过的通光孔；所述调焦模块安装座设置在准直镜座内，且与通光孔同轴设置，所述旋转套设置在调焦模块安装座内，且与调焦模块安装座同轴设置；所述驱动单元设置准直镜座内，驱动旋转套旋转；所述上基座设置在旋转套外侧，且与调焦模块安装座固定连接；所述导向套位于上基座的上方，其套装在旋转套上，与旋转套通过螺纹连接，且通过设置在上基座上的竖直挡板限制其周向转动；所述准直组件固定设置在导向套内，且与通光孔同轴。进一步地，所述准直组件包括准直镜筒和准直镜，所述准直镜筒设置在导向套内，且与导向套固定连接，所述准直镜固定设置在准直镜筒内。进一步地，所述准直镜通过压圈轴向固定在准直镜筒内。进一步地，所述准直镜座上设置有行程开关，用于实现准直组件的上限位。进一步地，所述驱动单元包括电机、减速器和小齿轮；所述电机通过减速器与小齿轮连接，驱动小齿轮旋转，所述旋转套为齿轮旋转套，其外周面上设置有轮齿，所述小齿轮与旋转套啮合，实现动力的传动。进一步地，所述上基座上固定设置有电机座，所述电机和减速器固定安装在电机座上。进一步地，所述旋转套和上基座之间设有多处球头柱塞，保证齿轮旋转套的平稳旋转。进一步地，所述旋转套通过轴向轴承和径向轴承设置在调焦模块安装座内。进一步地，所述上基座上端设置有多个导向块，所述导向块沿导向套的周向均匀设置，且其内表面设置为与导向套外周面匹配的曲面。进一步地，所述调焦模块安装座的外端面上设置有多个安装槽，所述安装槽的底端设置有安装孔，实现准直镜座和调焦模块安装座的连接。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1.本技术提供了一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，该机构在工作平面上可获得直径连续可调的光斑，实现熔宽无级变化，满足多种工艺的需求。2.本技术提供的电动准直调焦机构将螺纹连接作为传动过程的一环，显著降低了镜片的移动速度，提高了镜片的运动精度。3.本技术提供的电动准直调焦机构将螺纹连接和圆柱面导向相配合，避免了螺纹连接的轴心偏移的问题。4.本技术提供的电动准直调焦机构结构简单，调节方便、快速且精准。附图说明图1为本技术激光熔覆头的电动准直调焦机构剖面图；图2为本技术激光熔覆头的电动准直调焦机构俯视图；图3为本技术激光熔覆头的电动准直调焦机构的结构示意图一(无准直镜座)；图4为本技术激光熔覆头的电动准直调焦机构的结构示意图二(无准直镜座)。附图标记：1-准直镜座，2-调焦模块安装座，3-旋转套，4-上基座，5-准直组件，6-导向套，7-竖直挡板，8-驱动单元，9-电机座，10-行程开关，11-通光孔，12-导向块，13-安装槽，14-安装孔，301-径向轴承，302-轴向轴承，401-球头柱塞，501-准直镜，502-压圈，503-准直镜筒，801-电机，802-减速器，803-小齿轮。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1至图4所示，本技术提供了一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，该机构包括准直镜座1、调焦模块安装座2、旋转套3、驱动单元8、导向套6、准直组件5、上基座4和竖直挡板7。准直镜座1为中空长方体结构，其顶面和底面设置有光束通过的通光孔11；调焦模块安装座2为设置在准直镜座1内，且与通光孔11同轴设置，旋转套3安装在调焦模块安装座2内，且与调焦模块安装座2同轴设置。具体的，旋转套3的底端通过轴向轴承302和径向轴承301设置在调焦模块安装座2内，实现其在调焦模块安装座2内的转动。调焦模块安装座2的外端面上设置有多个安装槽13，安装槽13的底端设置有安装孔14，实现准直镜座1和调焦模块安装座2的连接。上基座4为中空结构，其设置在旋转套3外侧，且与调焦模块安装座2固定连接；导向套6位于上基座4的上方，且套装在旋转套3上，其下端与旋转套3螺纹连接，同时通过设置在上基座4上的竖直挡板7限制其周向转动。旋转套3和上基座4之间设有多处球头柱塞401，保证旋转套3的平稳旋转。此外，上基座4上端设置有多个导向块12，导向块12沿导向套6的周向均匀设置，且其内表面设置为与导向套6外周面匹配的曲面，导向块12实现导向套6上下运动过程中的平稳，防止其产生偏心。准直组件5设置在导向套6内，通过导向套6带动其轴向移动，实现调焦。准直组件5包括准直镜筒503和至少包含一片准直镜501，准直镜筒503设置导向套6内，且与导向套6固定连接，准直镜501通过压圈502轴向固定在准直镜筒503内。准直镜座1上设置有行程开关10，驱动单元8与行程开关10配合，实现准直镜501的上下限位。准直镜座1的通光孔11、调焦模块安装座2、旋转套3、导向套6、准直组件5均同轴设置，使得激光束的光能够从准直镜座1的通光孔11的入射和出射，并实现调焦。驱动单元8用于驱动旋转套3旋转，其安装在电机座9上。驱动单元8包括电机801、减速器802和小齿轮803，电机801具体采用直流电机801，连接有电源及控制电路；电机801通过减速器802与小齿轮803连接，驱动小齿轮803旋转，旋转套3为齿轮旋转套，其外周面上设置有轮齿，小齿轮803与旋转套3啮合，实现动力的传动。具体的，电机801和减速器802固定安装在电机座9上，电机座9固定设置在上基座4上。小齿轮803与旋转套3啮合，将电机801旋转运动依次传递至小齿轮803、旋转套3，最后转换为导向套6和准直镜501的轴向移动。其中，控制卡配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，其特征在于：包括准直镜座(1)、调焦模块安装座(2)、旋转套(3)、导向套(6)、准直组件(5)、上基座(4)、竖直挡板(7)和驱动单元(8)；/n所述准直镜座(1)的顶面和底面设置有光束通过的通光孔(11)；所述调焦模块安装座(2)设置在准直镜座(1)内，且与通光孔(11)同轴设置，所述旋转套(3)设置在调焦模块安装座(2)内，且与调焦模块安装座(2)同轴设置；/n所述驱动单元(8)设置准直镜座(1)内，驱动旋转套(3)旋转；/n所述上基座(4)设置在旋转套(3)外侧，且与调焦模块安装座(2)固定连接；/n所述导向套(6)位于上基座(4)的上方，其套装在旋转套(3)上，与旋转套(3)通过螺纹连接，且通过设置在上基座(4)上的竖直挡板(7)限制其周向转动；/n所述准直组件(5)固定设置在导向套(6)内，且与通光孔(11)同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆头的电动准直调焦机构，其特征在于：包括准直镜座(1)、调焦模块安装座(2)、旋转套(3)、导向套(6)、准直组件(5)、上基座(4)、竖直挡板(7)和驱动单元(8)；
所述准直镜座(1)的顶面和底面设置有光束通过的通光孔(11)；所述调焦模块安装座(2)设置在准直镜座(1)内，且与通光孔(11)同轴设置，所述旋转套(3)设置在调焦模块安装座(2)内，且与调焦模块安装座(2)同轴设置；
所述驱动单元(8)设置准直镜座(1)内，驱动旋转套(3)旋转；
所述上基座(4)设置在旋转套(3)外侧，且与调焦模块安装座(2)固定连接；
所述导向套(6)位于上基座(4)的上方，其套装在旋转套(3)上，与旋转套(3)通过螺纹连接，且通过设置在上基座(4)上的竖直挡板(7)限制其周向转动；
所述准直组件(5)固定设置在导向套(6)内，且与通光孔(11)同轴。


2.根据权利要求1所述的激光熔覆头的电动准直调焦机构，其特征在于：所述准直组件(5)包括准直镜筒(503)和准直镜(501)，所述准直镜筒(503)设置在导向套(6)内，且与导向套(6)固定连接，所述准直镜(501)固定设置在准直镜筒(503)内。


3.根据权利要求2所述的激光熔覆头的电动准直调焦机构，其特征在于：所述准直镜(501)通过压圈(502)轴向固定在准直镜筒(503)内。


4.根据权利要求1或2或3所述的激光熔覆头的电动准直调焦机构，其特征在于：所述准直镜座(1)上设置有行程开关(10)，用于实现准直组件(5)的上限...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，高洁，冯言，张智，卢秉恒，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61