一種水導激光焦斑對準裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種對準裝置，具體涉及一種水導激光焦斑對準裝置，屬于機械設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水導引激光加工技術(shù)作為激光加工技術(shù)的一個分支，今年來發(fā)展很快，由于其在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)激光加工，已在微電子、醫(yī)療、航空制造等微細加工領(lǐng)域得到了應(yīng)用，其特有的加工能力能保證高加工精度、高加工速度、極小加工作用力、極小熱影響區(qū)、無殘余應(yīng)力、無裂紋等優(yōu)點。
[0003]水導激光巧妙的將激光導入高壓微水射流中，利用水束帶走加工中多余的熱量和殘渣，切割道干凈整齊。水導激光耦合裝置是設(shè)備的核心功能部件，而耦合裝置設(shè)計的關(guān)鍵在于激光焦斑對準裝置，現(xiàn)有裝置很難使激光焦斑準確的對入噴嘴中心，從而實現(xiàn)水束與激光的完美結(jié)合，難以保證耦合效率和劃切效果。柔性鉸鏈由于具有精確地微位移特性而在精密位移和轉(zhuǎn)角機構(gòu)中廣泛采用，但現(xiàn)有的柔性鉸鏈為實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動而普遍采用彈性鋼板組合連接，加工和制造不方便，且精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有裝置不能使激光焦斑準確的對入噴嘴中心，導致耦合效率低，劃切效果差的問題，進而提出一種水導激光焦斑對準裝置。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括內(nèi)框體、中間框體、外框體、反射玻璃片、內(nèi)框體微分頭、中間框體微分頭和兩個鋼球，本發(fā)明還包括兩個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈和兩個中間框體十字架式柔性鉸鏈，內(nèi)框體、中間框體、外框體由內(nèi)向外依次套裝，內(nèi)框體的前面、中間框體的前面和外框體的前面分別各設(shè)有一個通孔，三個通孔的中心線重合，三個通孔構(gòu)成激光輸送通道，內(nèi)框體的兩側(cè)分別各設(shè)有一個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈，中間框體的正面和后面分別各設(shè)有一個中間框體十字架式柔性鉸鏈，每個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈位于內(nèi)框體與中間框體之間，每個中間框體十字架式柔性鉸鏈位于中間框體與外框體之間，內(nèi)框體微分頭通過一個鋼球安裝在內(nèi)框體的上表面上，中間框體微分頭通過一個鋼球安裝在中間框體的上表面上，反射玻璃片安裝在內(nèi)框體內(nèi)，且反射玻璃片的反射面朝向激光輸送通道。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用十字架式柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)彈性變形對轉(zhuǎn)角鏡頭進行精密角度微調(diào)，理論上調(diào)整分辨力可以無限小，利用彈簧進行預拉緊，可以避免柔性鉸鏈的零位遲滯。十字架柔性鉸鏈采用一體化線切割方式加工而成，制造方便，且由于采用整體對稱式結(jié)構(gòu)，繞十字架中心自由度的轉(zhuǎn)動剛度較小，而其它自由度的剛度都比較大，空間結(jié)構(gòu)性好。采用兩個十字架柔性鉸鏈為一組相比于采用一個十字架柔性鉸鏈作為一組的好處在于保證調(diào)節(jié)柔性基本不變的條件下，極大的增強了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得調(diào)節(jié)柔性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達到一個很好的平衡效果。本發(fā)明通過內(nèi)框體微分頭和中間框體微分頭可精確調(diào)整反射玻璃片的二維反射角度，進而可使激光焦斑準確的對入噴嘴中心，改善了水導激光的加工質(zhì)量，提高了工作效率和劃切效果，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單且方便。采用該種十字架柔性鉸鏈無論在加工制造、裝配方面還是在結(jié)構(gòu)精度方面與采用薄鋼板彈性元件相比都具有較好的特性，而加工成本只稍有提高。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的主剖視圖，圖2是本發(fā)明的部分安裝示意圖，圖3是本發(fā)明安裝內(nèi)框體微分頭后的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明安裝中間框體微分頭后的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是十字架柔性鉸鏈平面結(jié)構(gòu)圖，圖6是四個十字架柔性鉸鏈與內(nèi)框體安裝的爆炸示意圖。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式所述一種水導激光焦斑對準裝置包括內(nèi)框體1、中間框體2、外框體3、反射玻璃片4、內(nèi)框體微分頭5、中間框體微分頭6和兩個鋼球9，本實施方式還包括兩個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈10和兩個中間框體十字架式柔性鉸鏈11，內(nèi)框體1、中間框體2、外框體3由內(nèi)向外依次套裝，內(nèi)框體I的前面、中間框體2的前面和外框體3的前面分別各設(shè)有一個通孔，三個通孔的中心線重合，三個通孔構(gòu)成激光輸送通道12，內(nèi)框體I的兩側(cè)分別各設(shè)有一個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈10，中間框體2的正面和后面分別各設(shè)有一個中間框體十字架式柔性鉸鏈11，每個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈10位于內(nèi)框體I與中間框體2之間，每個中間框體十字架式柔性鉸鏈11位于中間框體2與外框體3之間，內(nèi)框體微分頭5通過一個鋼球9安裝在內(nèi)框體I的上表面上，中間框體微分頭6通過一個鋼球9安裝在中間框體2的上表面上，反射玻璃片4安裝在內(nèi)框體I內(nèi)，且反射玻璃片4的反射面朝向激光輸送通道12。
[0009]本實施方式中反射鏡片4的調(diào)整角度為2度-3度，分辨力無窮小。
[0010]本實施方式中的兩個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈10和兩個中間框體十字架式柔性鉸鏈11均由內(nèi)環(huán)、四條肋板和外環(huán)組成，由于肋板具有一定的柔性，當內(nèi)框體I和中間框體2具有相對力矩施加時，可實現(xiàn)內(nèi)框體1、外框體3的相對轉(zhuǎn)動，從而帶動內(nèi)框體I內(nèi)的反射玻璃片4轉(zhuǎn)動。
[0011]本實施方式中的兩個鋼球9有效的保護了內(nèi)框體I和中間框體2的接觸表面，當鋼球使用過一段時間磨損后，可快速方便的進行更換。
[0012]本實施方式中的兩個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈10和兩個中間框體十字架式柔性鉸鏈11所采用的十字架為一體化加工成型，中間的十字架具有較大的柔性，進而保證十字架只在繞十字架中心回轉(zhuǎn)自由度具有較大的柔性，而在其它自由度具有較大的剛性。
[0013]本實施方式采用了四個十字架結(jié)構(gòu)，每兩個一組構(gòu)成一個光學轉(zhuǎn)角鏡轉(zhuǎn)軸，其中一組控制內(nèi)框架轉(zhuǎn)動，另一組控制外框架轉(zhuǎn)動，進而構(gòu)成一套精密空間二維轉(zhuǎn)角系統(tǒng)。
[0014]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種水導激光焦斑對準裝置還包括兩根拉伸彈簧13，內(nèi)框體微分頭5的下端與中間框體2的內(nèi)側(cè)壁通過一根拉伸彈簧13連接，中間框體微分頭6的下端與外框體3的內(nèi)側(cè)壁通過一根拉伸彈簧13連接。
[0015]本實施方式的技術(shù)效果是:當本發(fā)明處于工作狀態(tài)時，兩根拉伸彈簧13處于拉伸狀態(tài)，避免了柔性鉸鏈的O位非線性，提高了位移精度。
[0016]其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種水導激光焦斑對準裝置還包括激光入口通道7和激光反射出口通道8，激光入口通道7安裝在外框體3的正面，且激光入口通道7與激光輸送通道12連通，激光反射出口通道8安裝在外框體3的下表面上。
[0018]本實施方式的技術(shù)效果是:由于十字架柔性鉸鏈只在所需的繞十字架回轉(zhuǎn)中心自由度具有較小的剛度，而其它自由度都具有較大的剛度，因而空間解耦效果好，與薄鋼片柔性鉸鏈相比可以更精確調(diào)整激光對準位置，令聚焦激光點準確射入微水柱。
[0019]其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一或二相同。
[0020]工作原理
本發(fā)明使用時，激光由激光入口通道7入射，經(jīng)反射玻璃片4反射后，由激光反射出口通道8射出；當旋轉(zhuǎn)內(nèi)框體微分頭5時，通過鋼球向內(nèi)框體I施加向下的力，由于內(nèi)框體十字架柔性鉸鏈10具有柔性，當旋轉(zhuǎn)內(nèi)框體微分頭5時，內(nèi)框體I沿順時針方向轉(zhuǎn)動；當旋轉(zhuǎn)中間框體微分頭6時，由于中間框體十字架柔性鉸鏈11具有柔性，中間框體2沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，兩個框體的轉(zhuǎn)動最終都會帶動反射玻璃片4轉(zhuǎn)動，；水導激光加工過程中，當聚焦焦斑沒有準確的對入噴嘴小孔內(nèi)時，可通過調(diào)節(jié)內(nèi)框體微分頭5和中間框體微分頭6準確的將聚焦焦斑對入噴嘴小孔內(nèi)，最大限度的將激光能量耦合入水流中，滿足切割需要。
【主權(quán)項】
1.一種水導激光焦斑對準裝置，它包括內(nèi)框體(I)、中間框體(2)、外框體(3)、反射玻璃片(4)、內(nèi)框體微分頭(5)、中間框體微分頭(6)和兩個鋼球(9)，其特征在于:所述一種水導激光焦斑對準裝置還包括兩個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈(10)和兩個中間框體十字架式柔性鉸鏈(11)，內(nèi)框體(I)、中間框體(2)、外框體(3)由內(nèi)向外依次套裝，內(nèi)框體(I)的前面、中間框體(2)的前面和外框體(3)的前面分別各設(shè)有一個通孔，三個通孔的中心線重合，三個通孔構(gòu)成激光輸送通道(12)，內(nèi)框體(I)的兩側(cè)分別各設(shè)有一個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈(1 )，中間框體(2 )的正面和后面分別各設(shè)有一個中間框體十字架式柔性鉸鏈(11)，每個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈(1 )位于內(nèi)框體(I)與中間框體(2 )之間，每個中間框體十字架柔性鉸鏈(11)位于中間框體(2 )與外框體(3)之間，內(nèi)框體微分頭(5 )通過一個鋼球(9)安裝在內(nèi)框體(I)的上表面上，中間框體微分頭(6)通過一個鋼球(9)安裝在中間框體(2)的上表面上，反射玻璃片(4)安裝在內(nèi)框體(I)內(nèi)，且反射玻璃片(4)的反射面朝向激光輸送通道(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水導激光焦斑對準裝置，其特征在于:所述一種水導激光焦斑對準裝置還包括兩根拉伸彈簧(13)，內(nèi)框體微分頭(5)的下端與中間框體(2)的內(nèi)側(cè)壁通過一根拉伸彈簧(13)連接，中間框體微分頭(6)的下端與外框體(3)的內(nèi)側(cè)壁通過一根拉伸彈簧(13)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種水導激光焦斑對準裝置，其特征在于:所述一種水導激光焦斑對準裝置還包括激光入口通道(7)和激光反射出口通道(8)，激光入口通道(7)安裝在外框體(3)的正面，且激光入口通道(7)與激光輸送通道(12)連通，激光反射出口通道(8)安裝在外框體(3 )的下表面上。
【專利摘要】一種十字架式柔性鉸鏈水導激光焦斑對準裝置，它涉及一種對準裝置，具體涉及一種十字架式柔性鉸鏈水導激光焦斑對準裝置。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有裝置不能使激光焦斑準確的對入噴嘴中心，導致耦合效率低，劃切效果差的問題。本發(fā)明的內(nèi)框體、中間框體、外框體由內(nèi)向外依次套裝，內(nèi)框體的前面、中間框體的前面和外框體的前面分別各設(shè)有一個通孔，每個內(nèi)框體十字架式柔性鉸鏈位于內(nèi)框體與中間框體之間，每個中間框體十字架式柔性鉸鏈位于中間框體與外框體之間，內(nèi)框體微分頭通過一個鋼球安裝在內(nèi)框體的上表面上，中間框體微分頭通過一個鋼球安裝在中間框體的上表面上，反射玻璃片安裝在內(nèi)框體內(nèi)。本發(fā)明屬于機械設(shè)備領(lǐng)域。
【IPC分類】B23K26/035
【公開號】CN105643093
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張鵬
【申請人】林潤(天津)科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月31日