激光加工机的光学系统的自适应反射镜技术方案

本发明专利技术涉及激光加工工具的光学系统中的反射镜装置（１），所述装置包括具有腔体的底座（２）和自适应反射镜（３）。在所述腔体中设置磁流变流体或电流变流体（４）。

An adaptive mirror for an optical system of a laser processing machine

The present invention relates to a mirror device (1) in an optical system of a laser processing tool, comprising a base (2) with a cavity and an adaptive reflector (3). A magneto rheological fluid or an electrorheological fluid (4) is provided in the cavity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工机的光学系统的自适应反射镜本专利技术涉及一种激光加工机的光学系统的反射镜装置，其包括具 有腔体的底座以及自适应反射镜。这种类型的反射镜装置是激光器和激光加工机的必要部件。该反 射镜能被用于使激光束偏转。能够通过在反射镜的背面加压来改变反 射镜的焦距。DE390467A1公开了这种类型的反射镜。在常规装置中，通过对反射镜的背面施加相应的压力来调节偏转 镜的期望焦距。该反射镜被集成在激光器的冷却水电路之中。经由比 例阀来调节出口分路中限流器所承受的压力。常规装置所能实现的动 力学性能一方面受限于控制系统(电磁驱动的座阀)的边界频率而另 一方面受限于传输介质(水柱)上轴向加速度的反应。受控系统实现 的典型边界频率为-10Hz。因此将-2g的轴向加速度视为容许上限。具有座阀和限流器的常规装置极易受到污染。US 6，751，004 B2公开了磁流变流体的使用。DE 10157983 Al描述了一种利用激光加工机定位和/或加工工件 的方法和装置。本专利技术的基本目的是，能够使用动力学性能提高的反射镜装置而 不导致扰动和磨损。该目的是根据权利要求1通过激光加工机的光学系统的反射镜 装置实现的，该反射镜装置具有带腔体的底座以及自适应反射镜，其 中在腔体中设置磁流变流体或电流变流体。本专利技术的反射镜装置不易受到因染污造成的干扰，这是因为所需 的阀门由于相对较大的流动截面而绝对不成问题。此外，这种类型的阀门不含任何运动部分。基于集成于镜体中的阀门的系统在动力学性 能和鲁棒性方面提供了全新的尺度。将磁流变阀或电流变阀(以下称为ERF阀)集成到反射镜中是适合的，以便使控制路径中的死体积 最小化以及直接测量动态压强。ERF系统的边界频率远大于100 Hz 是可行的。磁流变液体或电流变液体的切换时间在一毫秒的范围内。当提供传感器以用于直接测量电流变流体或磁流变流体的压强 时，能够以通过特别简单的方式控制流体阀，这对于使用本专利技术的反 射镜装置是有利的。本专利技术的优点在于，电信号直接被转换成机械特性。阀门或致动 器的响应时间优异，这很有利。能够以大自由度实现部件的设计和集 成。本专利技术的另一优点在于机械结构可以很简单。所需要的阀门几乎 不会磨损。示意图示出了本专利技术的优选实施例。附图说明图1示出了自适应反射镜装置的顶视图;图2示出了图1的反射镜装置的侧视图。图1示出了激光加工机的自适应反射镜装置1的结构。环形底座 2支撑反射镜3。环形底座2以下述方式容纳反射镜3，即使得在反 射镜3的后面形成腔体(图2)，该腔体能够用流体4来填充。该腔 体内压强的增加或降低将改变反射镜3的几何形状。反射镜装置1采用了磁流变流体，并且将阀门集成到反射镜装置 1中。电流变或磁流变流体4包含可场极化的微粒5以及作为微粒载 体的液体6。这些流体会对磁场或者场变化作出反应。微粒能够被极 化并且布置成链。能够被极化的是非极性载体液体6和固体微粒5的 分散体。该链增大了流体4的粘度。在没有磁场时，微粒5处于未组 织状态。在这种状态下，流体4的粘度低于将流体4暴露于电场和/ 或磁场时的已组织状态。电场/磁场改变流体4的流动特性。这种变 化处于从液体状态到达到流动极限的范围内。能够以连续方式并且在 不到一毫秒之内执行这种变化，由此获得了机电一体化效果。对反射镜背面7加压，并且通过改变流动压力来调节该压力。然而，通过电流变流体4在电场中的粘度变化来调节压力和体积流量。 阀门由具有较大截面的流动通道形成，其中电极8和9被嵌入其壁中， 以建立电场。可以按不同方式设计电极。还可以提供绕组，以便建立 适当的磁场来控制磁流变液体。借助于设置在反射镜3区域中的腔体内的传感器10能够直接测 量电流变流体的压强。能够很容易将电流变流体阀集成到激光加工机 的控制器中。能够通过在反射镜背面7施加相应压力来调节激光束导引的反 射镜3 (可用作偏转镜)的期望焦距。权利要求1、一种激光加工机的光学系统的反射镜装置(1)，包括具有腔体的底座(2)以及自适应反射镜(3)，其特征在于，在所述腔体中设置磁流变流体或电流变流体(4)。2、 根据权利要求1所述的反射镜装置，其特征在于，将磁流变 流体阀或电流变流体阀集成进所述底座(2)。3、 根据权利要求1或2所述的反射镜装置，其特征在于，将电 极(8， 9)嵌入所述底座(2)。4、 根据前述权利要求的任一项所述的反射镜装置，其特征在于， 提供传感器(10)，用于直接测量所述电流变流体或磁流变流体的压强。全文摘要本专利技术涉及激光加工工具的光学系统中的反射镜装置(1)，所述装置包括具有腔体的底座(2)和自适应反射镜(3)。在所述腔体中设置磁流变流体或电流变流体(4)。文档编号G05D7/06GK101208642SQ200580050259 公开日2008年6月25日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日专利技术者G·哈曼 申请人:通快机床两合公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机的光学系统的反射镜装置（１），包括具有腔体的底座（２）以及自适应反射镜（３），其特征在于，在所述腔体中设置磁流变流体或电流变流体（４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：G哈曼，
申请(专利权)人：通快机床两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]