CN110508921A - 一种激光环形聚焦装置 - Google Patents

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梅笑雨
王晓明
杨志刚
王新
李磊
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Abstract

本发明公开了一种激光环形聚焦装置，属于激光聚焦装置技术领域，包括聚焦镜环，所述聚焦镜环上均匀设置若干聚焦环空腔，所述聚焦环空腔内活动安装聚焦部件，所述聚焦部件连有位置调节部件，所述位置调节部件用于带动所述聚焦部件沿所述聚焦环空腔轴线方向移动。通过调节部件带动聚焦部件在聚焦环空腔的位置实现聚焦点调节。本发明采用多个聚焦镜片，通过调整聚焦镜片与激光光源的距离位置，实现所有聚焦镜片的聚焦点的同时调整，使烟支打孔准确、灵活、高效。

Description

一种激光环形聚焦装置
技术领域
本发明属于激光聚焦装置技术领域，尤其涉及一种激光环形聚焦装置。
背景技术
一直以来，在线式烟支激光打孔大部分均是采用固定式聚焦装置，而烟支采用旋转，从而在烟支表面形成孔洞，操作复杂，效率低。中国专利ZL200410075876.9采用激光扫描结合多个固定聚焦头的方案，欧洲专利EP2361715A1采用2只扫描聚焦头高速旋转，机械结构复杂，惯性大，跟踪不灵活，同时结构复杂的聚焦装置工作中必须承受近2万转/分的高速，整个机械结构的动平衡必须纳入设计和加工工艺中，所以成本高，结构复杂，惯性大，振动大，跟踪不灵活。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中通过固定聚焦装置，旋转烟支的方式导致打孔效率低、准确度差、成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种激光环形聚焦装置，其特征在于，包括聚焦镜环，所述聚焦镜环上均匀设置若干聚焦环空腔，所述聚焦环空腔内活动安装聚焦部件，所述聚焦部件连有位置调节部件，所述位置调节部件用于带动所述聚焦部件沿所述聚焦环空腔轴线方向移动。通过调节部件带动聚焦部件在聚焦环空腔的位置实现聚焦点调节。
优选的，所述聚焦部件包括活动安装在所述聚焦环空腔内的聚焦镜套，所述聚焦镜套远离聚焦镜环轴心的一端设有聚焦镜片，另一端设有柱面镜，所述聚焦镜套外设有用于与所述位置调节部件连接的小连杆。激光光斑大部分通过柱面镜到达聚焦镜片，经过聚焦镜片聚焦后打在烟支吸附嘴上。
优选的，所述位置调节部件包括活动安装在聚焦镜环上的调节法兰，所述调节法兰上设有用于控制所述调节法兰的位置，所述调节槽及所述调节法兰与所述聚焦镜环轴心相同，所调节法兰内还设有与所述小连杆匹配的曲线槽，所述曲线槽呈旋转放射状排布。调节法兰旋转时，带动小连杆在曲线槽6内移动，通过改变小连杆在曲线槽内的位置带动聚焦镜片在聚焦环空腔轴线上往复移动，从而实现聚焦点的调节。
优选的，所述调节法兰通过固定螺丝经调节槽与所述聚焦镜环固定。
优选的，所述位置调节部件包括锥面调节装置，所述锥面调节装置活动连有连杆，所述连杆与所述小连杆一侧连接，所述小连杆另一侧通过弹性部件与聚焦镜环连接。通过调节锥面调节装置深入聚焦镜环上的深度调节聚焦镜片的位置，从而实现聚焦点的调节。
优选的，所述聚焦镜环固定在烟支鼓轮上，所述烟支鼓轮上设置若干烟支吸附嘴，所述烟支吸附嘴与所述聚焦镜环同轴排布，所述烟支吸附嘴之间的间隔与所述聚焦环空腔之间的间隔相同。聚焦环空腔与烟支吸附嘴相对应设置，使得每个聚焦环空腔轴线与对应的烟支吸附嘴轴线相交。
本发明的工作方法如下：激光光源经过所述聚焦环空腔将光束打在所述聚焦部件上，从而产生聚焦点，通过所述位置调节部件调整所述聚焦部件与所述激光光源的距离，实现聚焦点位置的改变。
通过采用以上技术手段，达到技术效果如下：
(1)本发明采用多个聚焦镜片，同时对多个聚焦镜片的聚焦点位置进行调整，使得调整过程高效快捷，且结构简单，成本低。
(2)本发明通过调整聚焦镜片与激光光源的距离位置，实现聚焦点的调整，增加了装置的灵活性、准确性。
附图说明
图1是实施例一的立体结构示意图；
图2是实施例一的B-B向剖视示意图；
图3是实施例一C-C向剖视示意图；
图4是聚焦镜套的放大结构示意图；
图5是实施例二的结构说明示意图；
图中：1、烟支吸附嘴，2烟支鼓轮，3、聚焦镜环，4、聚焦镜套，5、调节法兰，6、曲线槽，7、小连杆，8、调节槽，9、固定螺丝，10、聚焦环空腔，11、聚焦镜片，12、柱面镜，13、锥面调节装置，14、连杆，15、弹性部件。
具体实施方式
实施例一
如图1-图4所示，一种激光环形聚焦装置，其特征在于，包括聚焦镜环，所述聚焦镜环上均匀设置若干聚焦环空腔10，所述聚焦环空腔10内活动安装聚焦部件，所述聚焦部件连有位置调节部件，所述位置调节部件用于带动所述聚焦部件沿所述聚焦环空腔10轴线方向移动。所述聚焦部件包括活动安装在所述聚焦环空腔10内的聚焦镜套4，所述聚焦镜套4远离聚焦镜环3轴心的一端设有聚焦镜片11，另一端设有柱面镜12，所述聚焦镜套4外设有用于与所述位置调节部件连接的小连杆7。激光光斑大部分通过柱面镜12到达聚焦镜片11，经过聚焦镜片11聚焦后打在烟支吸附嘴上。调节部件通过小连杆7带动聚焦环空腔10的位置移动实现聚焦点调节。
优选的，所述聚焦镜环3固定在烟支鼓轮2上，所述烟支鼓轮2上设置若干烟支吸附嘴1，所述烟支吸附嘴1与所述聚焦镜环3同轴排布，所述烟支吸附嘴1之间的间隔与所述聚焦环空腔10之间的间隔相同。聚焦环空腔10与烟支吸附嘴1相对应设置，使得每个聚焦环空腔10轴线与对应的烟支吸附嘴轴线相交。
优选的，所述位置调节部件包括活动安装在聚焦镜环3上的调节法兰5，所述调节法兰5上设有用于控制所述调节法兰5位置的调节槽8，所述调节槽8及所述调节法兰5与所述聚焦镜环3轴心相同，所调节法兰5内还设有与所述小连杆7匹配的曲线槽6，所述曲线槽6呈旋转放射状排布。调节法兰5旋转时，带动小连杆7在曲线槽6内移动，通过改变小连杆7在曲线槽6内的位置带动聚焦镜片11在聚焦环空腔10轴线上往复移动，从而实现聚焦点的调节。
优选的，所述调节法兰5通过固定螺丝9经调节槽8与所述聚焦镜环3固定。
实施例一的工作方法如下：
第一步，打开激光光源，激光光源经过聚焦环空腔10上的聚焦镜片11产生聚焦点，正向旋转调节法兰5，曲线槽6带动小连杆7移动，使聚光镜片11沿着聚焦环空腔10轴向移动，从而产生的聚焦点沿聚焦环空腔10轴向移动；
第二步，反向旋转调节法兰5，曲线槽6带动小连杆7反向移动，使聚光镜片11沿着聚焦环空腔10轴向反向移动；
第三步，聚焦点调整好好通过固定螺丝9将旋转法拉5固定到聚焦镜环3。
实施例二
如图5所示，其他部分与实施例一相同，改变位置调节部件。本实施例的位置调节部件括锥面调节装置13，所述锥面调节装置13活动连有连杆14，所述连杆14与所述小连杆7一侧连接，所述小连杆7另一侧通过弹性部件15与聚焦镜环3连接。
实施例二的工作方法如下：
打开激光光源，通过调整锥面调节装置13在聚焦镜环3进入的深度调整聚焦镜片11与激光光源的距离，当锥面调节装置13进入聚焦镜环3的部分直径越来越大时，弹性部件15被压缩，聚焦镜套4在锥面调节装置13的推动下沿聚焦环空腔10轴线移动，进而聚焦镜片11沿聚焦环空腔10轴线移动，当锥面调节装置13进入聚焦镜环3的部分直径越来越小时，弹性部件15回弹，聚焦镜套4沿聚焦环空腔10轴线反向移动，聚焦镜片11沿聚焦环空腔10轴线反向移动。
本发明将多个聚焦镜片11一一对应安置于每一支烟的下方，形成一聚焦镜环3组件，跟随烟支鼓轮2同步运行，由于聚焦镜片11与激光光源的距离可调整，激光光源经聚焦镜片11形成的聚焦点的位置可调，大大提高了烟支打孔的准确率和效率。

Claims (9)

1.一种激光环形聚焦装置，其特征在于，包括聚焦镜环(3)，所述聚焦镜环(3)上均匀设置若干聚焦环空腔(10)，所述聚焦环空腔(10)内活动安装聚焦部件，所述聚焦部件连有位置调节部件，所述位置调节部件用于带动所述聚焦部件沿所述聚焦环空腔(10)轴线方向移动。
2.根据权利要求1所述的激光环形聚焦装置，其特征在于，所述聚焦部件包括活动安装在所述聚焦环空腔(10)内的聚焦镜套(4)，所述聚焦镜套(4)远离聚焦镜环(3)轴心的一端设有聚焦镜片(11)，另一端设有柱面镜(12)，所述聚焦镜套(4)外设有用于与所述位置调节部件连接的小连杆(7)。
3.根据权利要求2所述的激光环形聚焦装置，其特征在于，所述位置调节部件包括活动安装在聚焦镜环(3)上的调节法兰(5)，所述调节法兰(5)上设有用于控制所述调节法兰(5)位置的调节槽(8)，所述调节槽(8)及所述调节法兰(5)与所述聚焦镜环(3)轴心相同，所调节法兰(5)内还设有与所述小连杆(7)匹配的曲线槽(6)，所述曲线槽(6)呈旋转放射状排布。
4.根据权利要求3所述的激光环形聚焦装置，其特征在于，所述调节法兰(5)通过固定螺丝(9)经调节槽(8)与所述聚焦镜环(3)固定。
5.根据权利要求2所述的激光环形聚焦装置，其特征在于，所述位置调节部件包括锥面调节装置(13)，所述锥面调节装置(13)活动连有连杆(14)，所述连杆(14)与所述小连杆(7)一侧连接，所述小连杆(7)另一侧通过弹性部件(15)与聚焦镜环(3)连接。
6.根据权利要求1所述的激光环形聚焦装置，其特征在于，所述聚焦镜环(3)固定在烟支鼓轮(2)上，所述烟支鼓轮(2)上设置若干烟支吸附嘴(1)，所述烟支吸附嘴(1)与所述聚焦镜环(3)同轴排布，所述烟支吸附嘴(1)之间的间隔与所述聚焦环空腔(10)之间的间隔相同。
7.根据权利要求1所述的激光环形聚焦装置的工作方法如下：激光光源经过所述聚焦环空腔(10)将光束打在所述聚焦部件上，从而产生聚焦点，通过所述位置调节部件调整所述聚焦部件与所述激光光源的距离，实现聚焦点位置的改变。
8.根据权利要求3、4或7所述的激光环形聚焦装置的工作方法如下：
第一步，激光光源经过所述聚焦环空腔(10)上的聚焦镜片(11)产生聚焦点，正向旋转所述调节法兰(5)，所述曲线槽(6)带动小连杆(7)移动，使聚光镜片(11)沿着聚焦环空腔(10)轴向移动，从而产生的聚焦点沿聚焦环空腔(10)轴向移动；
第二步，反向旋转所述调节法兰(5)，所述曲线槽(6)带动小连杆(7)反向移动，使聚光镜片(11)沿着聚焦环空腔(10)轴向反向移动；
第三步，聚焦点调整好好通过固定螺丝(9)将旋转法拉(5)固定到所述聚焦镜环(3)。
9.根据权利要求5或7所述的激光环形聚焦装置的工作方法如下：打开激光光源，通过调整锥面调节装置(13)在聚焦镜环(3)进入的深度调整聚焦镜片(11)与激光光源的距离，当锥面调节装置(13)进入聚焦镜环(3)的部分直径越来越大时，弹性部件(15)被压缩，聚焦镜片(11)在锥面调节装置(13)的推动下沿聚焦环空腔(10)轴线移动，当锥面调节装置(13)进入聚焦镜环(3)的部分直径越来越小时，弹性部件(15)回弹，聚焦镜片(11)沿聚焦环空腔(10)轴线反向移动。
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