專利名稱：采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光加工裝備，特別是一種采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭部件中光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)械種類繁多，但它們一般由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械或部件的特定運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)是必不可少的。雖然在一些特定場(chǎng)合，直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)兩者的功能，但是每一種機(jī)械的執(zhí)行系統(tǒng)都是特定的，它與其功能即所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有關(guān)。大多數(shù)機(jī)械所實(shí)現(xiàn)的僅是單一運(yùn)動(dòng)形式，其執(zhí)行系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單，通常采用齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、 間歇機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)等的輸出運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于要求實(shí)現(xiàn)多元運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，執(zhí)行系統(tǒng)就變得比較復(fù)雜，需要采用多種機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某些激光加工裝備的光學(xué)加工頭中，要求光學(xué)元件同時(shí)發(fā)生擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。單獨(dú)實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)很成熟且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，例如實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)可以采用齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)或直接驅(qū)動(dòng)法等驅(qū)動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，要實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)則可用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。但是要實(shí)現(xiàn)上述多元運(yùn)動(dòng)，必須選用兩種或兩種以上傳動(dòng)方式，并采用合理的結(jié)構(gòu)有效組合，結(jié)構(gòu)也因此較為復(fù)
ο
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和行星輪系實(shí)現(xiàn)激光加工頭部件中光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置，包括分別設(shè)置于第一力矩電機(jī)定子、第一力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上的空心齒輪軸和第二力矩電機(jī)定子、第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子套筒，在所述轉(zhuǎn)子套筒上設(shè)有與其軸線相垂直的光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸相連接有光學(xué)玻璃；在所述空心齒輪軸上端設(shè)有錐齒輪，該錐齒輪與另一錐齒輪嚙合且軸交角為90°，后者通過(guò)其中心軸連接于轉(zhuǎn)子套筒側(cè)壁上，且其中心軸軸線平行于光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸的軸線；所述錐齒輪中心軸偏心段通過(guò)連桿與光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸偏心段相互垂直連接。本實(shí)用新型進(jìn)一步的特征在于所述光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)轉(zhuǎn)軸軸承、軸承座與轉(zhuǎn)子套筒相連。所述空心齒輪軸通過(guò)軸承連接于外殼套筒上。所述外殼套筒上設(shè)置有擋板。所述轉(zhuǎn)子套筒通過(guò)軸承連接于軸承座套筒上，軸承座套筒固定在外殼套筒上。本實(shí)用新型采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(錐齒輪3、光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13和連桿4)和行星輪系(錐齒輪3和錐齒輪1 來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃的擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn)動(dòng)采用力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子套筒旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸及光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)。光學(xué)玻璃的擺動(dòng)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型合理選擇電機(jī)并設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)可使得光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)高頻率擺動(dòng)，克服了直接采用擺動(dòng)電機(jī)難以實(shí)現(xiàn)高頻擺動(dòng)的困難。由于采用空心力矩電機(jī)同步帶傳動(dòng)，沒(méi)有傳動(dòng)系統(tǒng)，從而提高了系統(tǒng)的精度，并能夠有效降低系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、第一力矩電機(jī)定子；2、第一力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子；3、錐齒輪；4、連桿；5、軸承座； 6、擋板；7、第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子；8、第二力矩電機(jī)定子；9、外殼套筒；10、軸承；11、轉(zhuǎn)子套筒； 12、轉(zhuǎn)軸軸承；13、光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸；14、光學(xué)玻璃；15、錐齒輪；16、軸承；17、軸承座套筒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，該采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置，包括分別設(shè)置于第一力矩電機(jī)定子1、第一力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子2上的空心齒輪軸和第二力矩電機(jī)定子8、第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子7上的轉(zhuǎn)子套筒11，其中在所述轉(zhuǎn)子套筒11上設(shè)有與其軸線相垂直的光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13，通過(guò)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13相連接有光學(xué)玻璃14 ；在所述空心齒輪軸上端設(shè)有錐齒輪15，該錐齒輪15嚙合有錐齒輪3且軸交角為90°，錐齒輪3通過(guò)其中心軸連接于轉(zhuǎn)子套筒11側(cè)壁上，且錐齒輪3中心軸軸線平行于光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13的軸線；所述錐齒輪3中心軸偏心段通過(guò)連桿4與光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸偏心段13相互垂直連接。本實(shí)施例中，光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13通過(guò)轉(zhuǎn)軸軸承12、軸承座5與轉(zhuǎn)子套筒11相連。本實(shí)施例中，空心齒輪軸通過(guò)軸承10連接于外殼套筒9上。本實(shí)施例中，外殼套筒9上設(shè)置有擋板6。本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子套筒11通過(guò)軸承16連接于軸承座套筒17上，軸承座套筒17固定在外殼套筒9上。該實(shí)現(xiàn)激光加工頭中光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置，將光學(xué)玻璃14通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(錐齒輪3、光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13和連桿4)和行星輪系(錐齒輪3和錐齒輪1 來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃的擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型的光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13和錐齒輪3軸上有偏心段，與連桿4兩端相連接組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，錐齒輪3和錐齒輪15組成行星輪系。本實(shí)用新型采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(錐齒輪軸3、光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13和連桿4)和行星輪系(錐齒輪3和錐齒輪1 來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃14的擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。光學(xué)玻璃14的轉(zhuǎn)動(dòng)采用第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子7直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子套筒11旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13及光學(xué)玻璃 14旋轉(zhuǎn)。光學(xué)玻璃14的擺動(dòng)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)。錐齒輪3為行星輪，在錐齒輪15和行星架即轉(zhuǎn)子套筒11作用下發(fā)生自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)通過(guò)連桿4帶動(dòng)左側(cè)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸13擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃14的擺動(dòng)；錐齒輪3公轉(zhuǎn)保證了光學(xué)玻璃14與轉(zhuǎn)子套筒11同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪15采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求1.采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置，包括分別設(shè)置于第一力矩電機(jī)定子(1)、第一力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子( 上的空心齒輪軸和第二力矩電機(jī)定子(8)、第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)上的轉(zhuǎn)子套筒(11)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)子套筒(11)上設(shè)有與其軸線相垂直的光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸(13)，通過(guò)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸(1 相連接有光學(xué)玻璃(14)；在所述空心齒輪軸上端設(shè)有錐齒輪(15)，該錐齒輪(1 嚙合有錐齒輪C3)且軸交角為90°，錐齒輪 (3)通過(guò)其中心軸連接于轉(zhuǎn)子套筒(11)側(cè)壁上，且錐齒輪(3)中心軸軸線平行于光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸(1 的軸線；所述錐齒輪(3)中心軸偏心段通過(guò)連桿(4)與光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸(13) 偏心段相互垂直連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置， 其特征在于所述光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸(1 通過(guò)轉(zhuǎn)軸軸承(1 、軸承座( 與轉(zhuǎn)子套筒(11)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置， 其特征在于所述空心齒輪軸通過(guò)軸承(10)連接于外殼套筒(9)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置， 其特征在于所述外殼套筒(9)上設(shè)置有擋板(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置， 其特征在于所述轉(zhuǎn)子套筒(11)通過(guò)軸承(16)連接于軸承座套筒(17)上，軸承座套筒 (17)固定在外殼套筒(9)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種采用直驅(qū)方式實(shí)現(xiàn)激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的裝置，包括分別設(shè)置于第一力矩電機(jī)定子、第一力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上的空心齒輪軸和第二力矩電機(jī)定子、第二力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子套筒，在所述轉(zhuǎn)子套筒上設(shè)有與其軸線相垂直的光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸相連接有光學(xué)玻璃；在所述空心齒輪軸上端設(shè)有錐齒輪，錐齒輪與另一錐齒輪嚙合且軸交角為90°，后者通過(guò)其中心軸連接于轉(zhuǎn)子套筒側(cè)壁上，且錐齒輪中心軸軸線平行于光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸的軸線；所述錐齒輪中心軸通過(guò)連桿與光學(xué)玻璃旋轉(zhuǎn)軸相互垂直連接。本實(shí)用新型提高了系統(tǒng)的精度，有效降低了系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲，實(shí)現(xiàn)了激光加工頭光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B23K26/08GK202219374SQ201120292790
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者康偉 申請(qǐng)人:中科中涵激光設(shè)備(福建)股份有限公司