万向去毛刺用光头装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种万向去毛刺用光头装置，所述光头装置包括支架、安装在所述支架上的准直系统，所述光头装置还包括转动地连接在所述支架上的抛物面镜，以及用于驱使所述抛物面镜旋转的驱动机构，其中，所述抛物面镜具有抛物镜面，所述抛物镜面位于所述准直系统的出光路径上，所述抛物面镜的旋转中心线与经所述准直系统准直后的激光束的投射方向相互平行。驱使该抛物面镜旋转，便能够实现了万向去毛刺的功能，且出射的激光束与水平面之间并不垂直，从而能够扫射到拐角和其他圆角处的毛刺，大幅地提高了激光去毛刺加工的质量与效率，同时还使得整个光头装置轻量化。同时还使得整个光头装置轻量化。同时还使得整个光头装置轻量化。

【技术实现步骤摘要】
万向去毛刺用光头装置


[0001]本技术涉及一种万向去毛刺用光头装置。

技术介绍

[0002]在激光去毛刺领域，目前最新的技术方案是采用激光切割毛刺和熔融毛刺相结合的方式，它的原理是通过激光头系统将一束平行激光转换形成两个能量梯度的激光，而后分别经过不同焦距的透镜和抛物面反射镜聚焦，在加工面上形成同轴心的点光斑和环光斑。先利用高能量密度的点光斑对大毛刺进行切割，再利用低能量密度的环光斑熔融残余小毛刺。经试验，可以实现边缘毛刺去除。
[0003]然而，目前的激光头组件和光路的设计过程中对各个因素考虑不够充分，去毛刺光头的输出光路垂直于加工表面，操作人员在去毛刺过程中需要通过调节机械导轨坐标系来移动光头，此方式对于工件拐角和边缘处毛刺很难去除，并且加工精度和效率较低，存在加工死角；对于拐角和边缘处毛刺，目前技术方案是先对整体毛刺进行激光切割，随后采用另一弱环形激光光斑对残留毛刺进行熔化去除，需要二次甚至多次加工，操作繁琐，浪费能源，同时由于光路是垂直于加工表面的，而进给方向表面上毛刺并不位于水平面，激光很难扫射到，导致拐角和其他圆角处的毛刺很难去除。
[0004]此外，目前去毛刺光头普遍采用多个聚焦透镜组合的模式进行平行光聚焦、外接水冷机的模式进行冷却维护，设备集成化程度低，冷却效果不佳，特别对于仅采用一个镜片来承载所有准直过来的激光能量的情况来说，装备冷却方式尤为重要。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种新型的用于万向去毛刺的光头装置，以提高激光去毛刺加工效率与加工质量。<br/>[0006]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种万向去毛刺用光头装置，所述光头装置包括支架、安装在所述支架上的准直系统，所述光头装置还包括转动地连接在所述支架上的抛物面镜，以及用于驱使所述抛物面镜旋转的驱动机构，其中，所述抛物面镜具有抛物镜面，所述抛物镜面位于所述准直系统的出光路径上，所述抛物面镜的旋转中心线与经所述准直系统准直后的激光束的投射方向相互平行。
[0007]优选地，所述抛物镜面沿所述抛物面镜的厚度方向向内微幅拱起。
[0008]优选地，所述抛物面镜采用黄铜作为基体，且所述抛物镜面上镀设有金层。
[0009]优选地，投射至所述抛物镜面的入射光束与经过所述抛物镜面反射的出射光束之间的夹角为135
°
。
[0010]优选地，所述支架具有一收容腔，所述支架的底部具有安装座，所述抛物镜转动地安装在所述安装座上并位于所述收容腔中。
[0011]进一步地，所述驱动机构包括电机，所述电机的电机座固定地安装在所述安装座的底部，所述抛物镜固定地安装在所述电机的电机轴上。
[0012]进一步地，所述安装座上设置有贯穿连通所述收容腔的透光孔，所述透光孔中配合地设置有保护透镜。
[0013]优选地，所述支架包括中空圆筒状的圆柱座、设于所述圆柱座上且呈中空圆筒状的准直座，所述准直座与所述圆柱座同轴心线地设置，所述准直系统设置在所述准直座上，所述抛物镜绕所述圆柱座的轴心线转动地设于所述圆柱座的内腔中。
[0014]进一步地，所述光头装置还包括附设在所述支架上的多个液氮冷却接头，所述液氮冷却接头的出口与所述收容腔相互连通。
[0015]更进一步地，所述液氮冷却接头的出口端固设在所述圆柱座上，且所有的所述冷却接头沿周向均匀间隔地分布。
[0016]由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术的万向去毛刺用光头装置，其中通过采用一抛物面镜，并驱使该抛物面镜旋转，实现了万向去毛刺的功能，在激光去毛刺加工的过程中，在坐标系和工件都不移动的前提下，通过旋转抛物面镜便能够实现聚焦光斑的万向移动，而不需要再借助复杂的导轨系统来分别驱动光头装置在X、Y、Z轴方向的移动。同时，出射的激光束与水平面之间并不垂直，从而能够扫射到拐角和其他圆角处的毛刺，大幅地提高了激光去毛刺加工的质量与效率，同时还使得整个光头装置轻量化。
附图说明
[0017]附图1为本技术的光头装置的整体结构示意图；
[0018]附图2为本技术的光头装置的侧视图；
[0019]附图3为沿附图2中A-A向剖视结构示意图；
[0020]附图4为本技术的光头装置的仰视图；
[0021]附图5为本技术的光头装置内部部件结构示意图；
[0022]附图6为本技术的光头装置中光路路径示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体的实施例来对本技术的技术方案作进一步的阐述。
[0024]参见图1至图6所示，一种万向去毛刺用光头装置，该光头装置包括支架1、安装在支架1上的准直系统、转动地连接在支架1上的抛物面镜2，以及用于驱使该抛物面镜2旋转的驱动机构，其中，抛物面镜2具有抛物镜面21，该抛物镜面21位于准直系统的出光路径上，且抛物面镜2的旋转中心线与经准直系统准直后的激光束的投射方向相互平行。
[0025]具体地，参见图3、图5及图6所示，该抛物镜面21沿抛物面镜2的厚度方向向内微幅拱起，设置时使得投射至抛物镜面21的入射光束与经过抛物镜面21反射的出射光束之间的夹角为135
°
。本实施例中，该抛物镜面21的抛物线方程为x^2=80y，能够同时实现平行光的反射和聚焦，入射光与反射光夹角为135
°
，经过抛物镜面21反射的出射光束与水平面之间的夹角为45
°
，能够实现拐角处细小毛刺的完整去除。
[0026]抛物面镜2经过特殊光学和轻量化设计，采用黄铜作为基体，且抛物镜面21上镀设有金层，能够承受高功率的激光束，且整体质量较轻，仅为55g左右，远小于传统楔形镜与凸透镜的重量。
[0027]参见图1、图3、图4所示，支架1具有一收容腔，支架1的底部具有安装座13，抛物镜2转动地安装在安装座13上并位于收容腔内。驱动机构包括电机3，该电机3的电机座固定地安装在安装座13的底部，电机3的输出轴穿入至支架1的上述收容腔内，抛物镜2固定地安装在电机3的输出轴上。本实施例中采用的为扭矩0.18N
·
m的小型步进电机，通过自己设定的程序，能够实现抛物面镜2转动角度和转动速度的任意调控，当需要清除曲面毛刺时，无需移动光头装置与工件，光斑会随着抛物面镜2转动，更加精准均匀地清除拐角毛刺，并且每次操作结束后，抛物面镜2的抛物镜面21都能回归至最初设定位置，方便操作人员重新设置旋转参数。
[0028]安装座3上设置有贯穿连通收容腔的透光孔，该透光孔中配合地设置有保护透镜4，避免加工粉尘等异物进入收容腔中。
[0029]参见图1、图2所示，本实施例中，支架1包括中空圆筒状的圆柱座11、设置在圆柱座11上且呈中空圆筒状的准直座12，准直座12与圆柱座11同轴心线地设置，准直系统至少包括准直镜5，该准直系统设置在准直座12中，抛物面镜2绕圆柱座11的轴心线转动地设于圆柱座11的内腔中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种万向去毛刺用光头装置，所述光头装置包括支架、安装在所述支架上的准直系统，其特征在于：所述光头装置还包括转动地连接在所述支架上的抛物面镜，以及用于驱使所述抛物面镜旋转的驱动机构，其中，所述抛物面镜具有抛物镜面，所述抛物镜面位于所述准直系统的出光路径上，所述抛物面镜的旋转中心线与经所述准直系统准直后的激光束的投射方向相互平行。2.根据权利要求1所述的万向去毛刺用光头装置，其特征在于：所述抛物镜面沿所述抛物面镜的厚度方向向内微幅拱起。3.根据权利要求1所述的万向去毛刺用光头装置，其特征在于：所述抛物面镜采用黄铜作为基体，且所述抛物镜面上镀设有金层。4.根据权利要求1所述的万向去毛刺用光头装置，其特征在于：投射至所述抛物镜面的入射光束与经过所述抛物镜面反射的出射光束之间的夹角为135
°
。5.根据权利要求1所述的万向去毛刺用光头装置，其特征在于：所述支架具有一收容腔，所述支架的底部具有安装座，所述抛物镜转动地安装在所述安装座上并位于所述收容腔中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫兵，王明娣，蔡信健，黄伟，赵栋，郭敏超，王贤宝，张晓，倪玉吉，
申请(专利权)人：苏州麦尔科唯激光机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：