自动调焦数控激光切割器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自动调焦数控激光切割器，包括框架机构（１）、调焦机构（２）、镜座机构和由导向槽（３－１）、导向键（３－２）、锁紧螺钉（３－３）构成的导向机构（３）；框架机构包括固定套（１－１）、连接座（１－６）和喷嘴（１－７）；调焦机构包括蜗杆（１－４）、蜗轮（１－５）、轴承（１－２）、螺母（１－３）和梯形螺纹套筒（２－１）；镜座机构包括设有吹气孔（２－２．１）的上镜座（２－２）、聚焦镜片（２－３）、由上下两部分组成并设有吹气孔（２－４．１）及环形冷却水槽（２－４．２）的水气座（２－４）、下镜座（２－５）和通气座（２－６）；导向机构设在水气座中并以切割器的轴线为中心呈左右对称分布。该结构切割器可实现高精度、高效、平稳自动调焦，调焦范围大且聚焦效果好从而扩大被切割板材厚度范围。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机械加工设备，特别是C02数控激光切割机的激光切割器。二
技术介绍
数控激光切割器是数控激光切割机的主要功能部件。专利ZL200610043516. X公 开了一种数控激光切割头，亦即数控激光切割器，它由联接管、镜座盒、水冷组件、聚焦镜座 组件、聚焦镜片、通气组件、调节螺母、高强度绝缘隔离套、过渡嘴和切割嘴组成，它具有比 同功率的其他激光切割机所能切割的板材厚度更大、板材利用率更高、聚焦镜片冷却效果 好而不因聚焦产生热变形等优点，但存在以下不足一是由于它的调焦方法和现有的其他 数控激光切割器一样，均采用手动调焦，即通过旋转调节带普通连接螺纹的螺母对切割器 进行调焦，调焦速度慢、效率低，准确度低、可调焦距不大(最大调节范围为9mm)使得板材 切割范围有限(板材最大可切割厚度约为8mm) ；二是其镜座组件、水冷组件与吹气组件是 独立的功能部件，使得整个切割器结构复杂，整体体积庞大，制造成本高。三、
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可实现平稳、高精度、高效自动调焦，调焦范围大且 聚焦效果好从而扩大被切割板材厚度范围，结构紧凑制作成本低的自动调焦数控激光切割ο为实现以上目的，本技术自动调焦数控激光切割器包括框架机构、调焦机构、 镜座机构和由导向槽、导向键(配合精度为0. 005mm)及锁紧螺钉构成的导向机构；所述框 架机构包括固定套、连接座和喷嘴，在调焦过程中是固定不动的；所述调焦机构由蜗杆、蜗 轮、轴承、梯形螺纹螺母和梯形螺纹套筒组成；所述镜座机构包括上镜座、聚焦镜片、水气 座、下镜座和通气座，组成切割器主体，上镜座设有吹气孔与吹起槽，水气座由上下两部分 组成，其上设有吹气孔及环形冷却水槽，镜座机构各部件由定位销定位并通过螺杆联接；梯 形螺纹套筒下端通过过度法兰与上镜座联接，可根据调焦的需要带动切割器主体作上下轴 向运动；导向机构设在水气座中并以切割器的轴线为中心呈左右对称分布，确保了切割器 的平稳传动。蜗轮蜗杆传动采用间隙可修正设计(ZL200720006292. 5技术)，即该蜗杆是组合 式蜗杆，它是将蜗杆螺旋线在长度方向1/2处沿蜗杆径向分成两段，一段带蜗杆轴，另一段 为蜗杆套，蜗杆套装配在蜗杆轴上；该结构可修正甚至消除由于蜗轮蜗杆的制造误差及使 用磨损引起的传动间隙，充分保证了蜗轮蜗杆的高传动精度。本技术通过对激光切割器高精度、大范围的自动调焦设计，以及吹气清洁与 气水冷却整合在上镜座及水气座的创新设计，可取得如下效果1设计了由蜗轮蜗杆、轴承、螺母、梯形螺纹套筒等组成的自动调焦机构，实现切割 器的自动调焦，自动化程度高。2、蜗轮蜗杆传动采用了可修正传动间隙的设计，传动精度始终控制在0. 005mm的范围内，使切割器保持高精平稳的传动。3、自动调焦机构的设计使调焦范围大幅增大(可达15mm)，板材可切割厚度增大 (最大切割厚度可达15mm)，扩大了切割范围。4、传动部份梯形螺纹的设计，提高了传动的平稳性及精准度，使切割器实现平稳 升降，达到平稳高精的调焦目的。5、上镜座及水气座上设计了吹气孔，一方面实现了对聚焦镜片进行双重冷却及清 洁保护作用，使聚焦镜片不易变形，提高了聚焦效果并延长了镜片的使用寿命；另一方面取 消了原数控激光切割器的通气组件，切割器整体设计是圆柱形的，与方形切割器相比具有 结构紧凑、简单省材等方面的优点，有效降低了制作成本。四附图说明图1是本技术自动调焦数控激光切割器主视剖视图。图2是本技术自动调焦数控激光切割器A-A半剖视图。五具体实施方式如图1所示，本技术自动调焦数控激光切割器包括框架机构1、调焦机构2、镜 座机构和由导向槽3-1、导向键3-2、锁紧螺钉3-3构成的导向机构3 ；所述框架机构1包括 固定套1-1、连接座1-6和喷嘴1-7 ；所述调焦机构2由蜗杆1-4、蜗轮1-5、轴承1_2、梯形 螺纹螺母1-3和梯形螺纹套筒2-1组成；所述镜座机构包括上镜座2-2、聚焦镜片2-3、水气 座2-4、下镜座2-5和通气座2-6，上镜座2-2设有吹气孔2-2. 1与吹气槽，水气座2_4由上 下两部分组成，其上设有吹气孔2-4. 1及环形冷却水槽2-4. 2，镜座机构各部件由定位销定 位并通过螺杆联接；梯形螺纹套筒2-1下端通过过度法兰与上镜座2-2联接；导向机构3设 在水气座2-4中并以切割器的轴线为中心呈左右对称分布。蜗轮蜗杆传动采用间隙可修正设计(ZL200720006292. 5技术)，即该蜗杆是组合 式蜗杆，它是将蜗杆螺旋线在长度方向1/2处沿蜗杆径向分成两段，一段带蜗杆轴，另一段 为蜗杆套，蜗杆套装配在蜗杆轴上；该结构可修正甚至消除由于蜗轮蜗杆的制造误差及使 用磨损引起的传动间隙，充分保证了蜗轮蜗杆的高传动精度。工作时，激光光源由激光发生器经导光系统传递至激光切割器，经梯形螺纹套 筒2-1，上镜座2-2、聚焦镜片2-3、水气座2-4、下镜座2_5、通气座2_6后，从喷嘴1_7上 Φ 1.5mm的小孔1-7. 1射出，以形成高能量密度的激光束4-1 ；而高压切割辅助气体Ar经上 镜座2-2的吹气孔2-2. 1与水气座2-4的吹气孔2-4. 1送入激光切割器，在对聚焦镜片2_3 进行降温及保持镜片清洁的同时，经通气座2-6从喷嘴1-7上Φ 1. 5mm的小孔1-7. 1与激 光束4-1同轴输出，输出的辅助高压气体4-2与高能量密度的激光束4-1对板材进行高精、 高质、高效地切割。当要切割不同厚度的板材时，可在计算机控制下对切割器进行自动调焦后切割。 在计算机的控制下，通过步进电机驱动蜗杆1-4蜗轮1-5转动，从而带动螺母1-3旋转，通 过螺母1-3及梯形螺纹套筒2-1的螺旋运动，将旋转运动转化为直线运动，带动切割器作 上下轴向运动；而设在水气座2-4上的导向装置3则充分保证了切割器上下升降时的平稳 性，螺钉3-3将导向键3-2固定在导向槽3-1内，导向键3-2与导向槽3_1的配合精度为0.005mm。导向装置3沿着切割器的轴线对称分布，在切割器上下移动的同时起到平衡导向 的作用；2-6. 1为调焦的行程Ll尺寸15mm(即通气座2_6在连接座内腔1_6. 1的可升降范 围)，而3-4为导向键3-2在导向槽3-1内的行程L2尺寸为25mm，可充分保证了切割器调 焦的需要。权利要求一种自动调焦数控激光切割器，包括框架机构(1)、调焦机构(2)和镜座机构，其特征是它还包括由导向槽(3 1)、导向键(3 2)和锁紧螺钉(3 3)构成的导向机构(3)；所述框架机构(1)包括固定套(1 1)、连接座(1 6)和喷嘴(1 7)；所述调焦机构(2)由蜗杆(1 4)、蜗轮(1 5)、轴承(1 2)、梯形螺纹螺母(1 3)和梯形螺纹套筒(2 1)组成；所述镜座机构包括上镜座(2 2)、聚焦镜片(2 3)、水气座(2 4)、下镜座(2 5)和通气座(2 6)，上镜座(2 2)设有吹气孔(2 2.1)，水气座(2 4)由上下两部分组成，其上设有吹气孔(2 4.1)及环形冷却水槽(2 4.2)，镜座机构各部件由定位销定位并通过螺杆联接；梯形螺纹套筒(2 1)下端通过过度法兰与上镜座(2 2)联接；导向机构(3)设在水气座(2 4)中并以切割器的轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调焦数控激光切割器，包括框架机构（１）、调焦机构（２）和镜座机构，其特征是：它还包括由导向槽（３－１）、导向键（３－２）和锁紧螺钉（３－３）构成的导向机构（３）；所述框架机构（１）包括固定套（１－１）、连接座（１－６）和喷嘴（１－７）；所述调焦机构（２）由蜗杆（１－４）、蜗轮（１－５）、轴承（１－２）、梯形螺纹螺母（１－３）和梯形螺纹套筒（２－１）组成；所述镜座机构包括上镜座（２－２）、聚焦镜片（２－３）、水气座（２－４）、下镜座（２－５）和通气座（２－６），上镜座（２－２）设有吹气孔（２－２．１），水气座（２－４）由上下两部分组成，其上设有吹气孔（２－４．１）及环形冷却水槽（２－４．２），镜座机构各部件由定位销定位并通过螺杆联接；梯形螺纹套筒（２－１）下端通过过度法兰与上镜座（２－２）联接；导向机构（３）设在水气座（２－４）中并以切割器的轴线为中心呈左右对称分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱禄魁，戴玉花，
申请(专利权)人：龙岩理尚精密机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：35