CN118060710A - 一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，涉及激光扫描振镜领域包括：调节基座，借助滑轨滑动设置在封装箱体内，且所述调节基座上开设有通槽，在所述通槽位置处，设置有相互固定连接的电机支座和振镜电机；调整组件，固定设置在所述调节基座内，且所述调整组件包含校准轴，所述校准轴贯穿通槽连接至所述电机支座；辅助夹组，相邻所述电机支座设置在所述调节基座上；在所述封装箱体内，所述调节基座相互垂直设置为两组，且两个所述振镜电机上分别设置有扫描振镜X和扫描振镜Y，所述封装箱体外还设置有激光器和聚焦***，用以提供一种提高装配精度的解决方案。

Description

一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构

技术领域

本申请涉及激光扫描振镜领域，具体涉及一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构。

背景技术

激光扫描***作为激光加工中的眼睛，主要实现激光光斑的移动和聚焦，振镜式激光扫描***广泛应用于快速成型、图像传递、广电医疗等行业，其中普遍要求大幅面的扫描场，相应的必须采用动态聚焦激光振镜扫描***才能满足大幅面扫描的要求，激光振镜***主要包括上位机图形编辑及控制单元、激光扫描控制卡、通信结构转换器、激光振镜伺服驱动器、激光扫描振镜、激光聚焦控制单元、激光器、平场透镜，动态聚焦激光振镜还包含了z轴执行电机，对三维动态聚焦激光振镜扫描***而言，***的扫描精度、重复定位精度和稳定性是最重要的性能指标。

三维动态聚焦激光振镜扫描***的具体工作原理是根据图形要求，每个扫描点通过计算机、D/A扫描控制卡转换，生成并传输位置电压至x-y轴和z轴伺服驱动单元，通过伺服驱动单元控制X轴Y轴两个反射镜旋转以及Z轴聚焦镜移动，同时伺服驱动单元接受反馈回来的角位置信息，实现扫描***的高度、幅面调节及定位。

重要的是如何保证工作面上的扫描线质量、扫描精度、重复定位精度和稳定性，一方面校准复杂另一方面受零件高精度制造难度和成本制约，导致安装误差产生影响。

因此有必要提供一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，包括：

调节基座，借助滑轨滑动设置在封装箱体内，且所述调节基座上开设有通槽，在所述通槽位置处，设置有相互固定连接的电机支座和振镜电机；

调整组件，固定设置在所述调节基座内，且所述调整组件包含校准轴，所述校准轴贯穿通槽连接至所述电机支座；

辅助夹组，相邻所述电机支座设置在所述调节基座上，所述辅助夹组包含延伸支板、扩展支板、校正滚轴和转动夹板；

所述调节基座、延伸支板和扩展支板，两两相互垂直且依次固定连接，所述校正滚轴垂直贯穿所述延伸支板连接至所述电机支座；

在所述封装箱体内，所述调节基座相互垂直设置为两组，且两个所述振镜电机上分别设置有扫描振镜X和扫描振镜Y，所述封装箱体外还设置有激光器和聚焦***。

进一步，作为优选，所述激光器、扫描振镜Y、扫描振镜X和聚焦***依次排列形成完整光路传递路径，取平行于所述扫描振镜X轴线的直线作为b轴，取平行于所述扫描振镜Y轴线的直线作为c轴，额外取直线作为a轴构建轴线两两相互垂直的三维坐标系。

进一步，作为优选，相互连接的所述调节基座、振镜电机和电机支座，搭配扫描振镜X或者扫描振镜Y，分别构成X振镜组和Y振镜组，所述X振镜组中调节基座位于ab平面，所述扫描振镜X沿a轴方向位置通过所述调节基座配合滑轨进行调节，所述Y振镜组中，所述扫描振镜Y沿着a轴方向位置调节同理。

进一步，作为优选，所述调整组件还包括：

限位座，固定在所述调节基座上，所述限位座上开设有用于定位的卡接槽，且在X振镜组中所述限位座沿着b轴方向布置；

铰接底座，转动设置在所述限位座内部，所述铰接底座在偏转套筒上套接固定，且在X振镜组中所述偏转套筒沿着b轴方向布置；

活动杆，滑动设置在所述偏转套筒内部，且所述活动杆延伸出所述偏转套筒的一端为延伸端；

转接支架，其一端同所述活动杆延伸端固定连接，另一端固定设置有校准环，所述校准环和转接支架套接支撑所述校准轴。

进一步，作为优选，所述活动杆同偏转套筒之间的滑动通过液压元件进行控制，所述调整组件还包括有铰接杆组和固定杆，所述铰接杆组一端铰接在所述转接支架上，另一端套接在所述固定杆上，在X振镜组中所述固定杆平行于c轴固定在所述封装箱体内。

进一步，作为优选，所述活动杆围绕自身轴线转动，不受偏转套筒的限制，通过铰接杆组限制活动杆围绕自身轴线转动。

进一步，作为优选，所述辅助夹组还包括支撑滚轴和辅助带，在X振镜组中，所述支撑滚轴布置为两个，平行于a轴方向设置在所述延伸支板上，且两个所述支撑滚轴同所述校正滚轴呈三角分布，所述辅助带同时套接在所述支撑滚轴和校正滚轴上。

进一步，作为优选，所述辅助带同时还贴合所述扩展支板表面，所述转动夹板同扩展支板共同夹持固定所述辅助带。

与现有技术相比，本申请提供一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，具有以下有益效果：

本申请中通过调节基座配合滑轨控制扫描振镜X沿a轴滑动，且以现有技术足以保证调节精度，通过调整组件控制扫描振镜X沿着b轴滑动，以及限制调节扫描振镜X绕a轴的偏转，通过辅助夹组可控制扫描振镜X绕c轴偏转，另外扫描振镜X在c轴上滑动，可通过扫描振镜Y在c轴上调节进行相互配合调节，共同实现定位以及装配误差控制；

本申请中如在X振镜组中，通过校正滚轴控制扫描振镜X围绕c轴偏转,同时借助支撑滚轴、辅助带扩展支板和转动夹板，提供额外的振动传递路径，避免振动仅通过延伸支板和调节基座连接处传递，导致长期运行出现偏移。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构的整体结构示意图；

图2为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构中坐标系示意图；

图3为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构中调节基座的结构示意图；

图4为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构中调整组件的内侧结构示意图；

图5为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构中调整组件的外侧结构示意图；

图6为一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构中辅助夹组的结构示意图；

图中：1、调节基座；11、滑轨；12、通槽；2、振镜电机；3、电机支座；4、扫描振镜X；5、扫描振镜Y；6、调整组件；61、限位座；611、卡接槽；62、铰接底座；63、偏转套筒；64、活动杆；65、转接支架；66、校准环；67、铰接杆组；68、校准轴；69、固定杆；7、辅助夹组；71、延伸支板；72、扩展支板；73、校正滚轴；74、支撑滚轴；75、辅助带；76、转动夹板；8、激光器；9、聚焦***。

具体实施方式

请参阅图1-图6，本申请实施例中，一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，包括：

调节基座1，借助滑轨11滑动设置在封装箱体内，且所述调节基座1上开设有通槽12，在所述通槽12位置处，设置有相互固定连接的电机支座3和振镜电机2；

调整组件6，固定设置在所述调节基座1内，且所述调整组件6包含校准轴68，所述校准轴68贯穿通槽12连接至所述电机支座3；

辅助夹组7，相邻所述电机支座3设置在所述调节基座1上，所述辅助夹组7包含延伸支板71、扩展支板72、校正滚轴73和转动夹板76；

所述调节基座1、延伸支板71和扩展支板72，两两相互垂直且依次固定连接，所述校正滚轴73垂直贯穿所述延伸支板71连接至所述电机支座3；

在封装箱体内，所述调节基座1相互垂直设置为两组，且两个所述振镜电机2上分别设置有扫描振镜X4和扫描振镜Y5，所述封装箱体外还设置有激光器8和聚焦***9。

作为较佳的实施例，所述激光器8、扫描振镜Y5、扫描振镜X4和聚焦***9依次排列形成完整光路传递路径，所述聚焦***9包括移动的聚焦镜和固定的物镜组成，通过聚焦镜移动控制焦距，通过物镜放大聚焦镜的调节作用，取平行于所述扫描振镜X4轴线的直线作为b轴，取平行于所述扫描振镜Y5轴线的直线作为c轴，额外取直线作为a轴构建轴线两两相互垂直的三维坐标系。

作为较佳的实施例，相互连接的所述调节基座1、振镜电机2和电机支座3，搭配扫描振镜X4或者扫描振镜Y5，分别构成X振镜组和Y振镜组，所述X振镜组中调节基座1位于ab平面，所述扫描振镜X4沿a轴方向位置通过所述调节基座1配合滑轨11进行调节，所述Y振镜组中，所述扫描振镜Y5沿着a轴方向位置调节同理。

需要解释的是，X振镜组和Y振镜组在实际安装工作中，需要保证扫描振镜X4和扫描振镜Y5相互垂直，且在保证互不干涉的条件下使得轴线不在同一平面，用以实现扫描振镜X4和扫描振镜Y5独立偏转调节光路。

本实施例中，如图4和图5，所述调整组件6还包括：

限位座61，固定在所述调节基座1上，所述限位座61上开设有用于定位的卡接槽611，且在X振镜组中所述限位座61沿着b轴方向布置；

铰接底座62，转动设置在所述限位座61内部，所述铰接底座62在偏转套筒63上套接固定，且在X振镜组中所述偏转套筒63沿着b轴方向布置；

活动杆64，滑动设置在所述偏转套筒63内部，且所述活动杆64延伸出所述偏转套筒63的一端为延伸端；

转接支架65，其一端同所述活动杆64延伸端固定连接，另一端固定设置有校准环66，所述校准环66内置水平仪，进行水平校准提供检测信息，所述校准环66和转接支架65套接支撑所述校准轴68。

需要解释的是，X振镜组中，限位座61和调节基座1的安装，只需保证偏转套筒63落在bc平面内，通过卡接槽611装配精度以及铰接底座62装配精度进行控制，该两项只需保证打孔精度和开槽精度，属于易控制项。

作为较佳的实施例，所述活动杆64同偏转套筒63之间的滑动通过液压元件进行控制，所述调整组件6还包括有铰接杆组67和固定杆69，所述铰接杆组67一端铰接在所述转接支架65上，另一端套接在所述固定杆69上，在X振镜组中所述固定杆69平行于c轴固定在所述封装箱体内。

作为较佳的实施例，所述活动杆64围绕自身轴线转动，不受偏转套筒63的限制，通过铰接杆组67限制活动杆64围绕自身轴线转动。

需要解释的是，通过铰接杆组67和固定杆69进行调节，可进一步控制偏转套筒63和活动杆64平行于b轴，之后借助校准环66和校准轴68检测调节以及控制扫描振镜X4沿b轴的滑动和围绕a轴的偏转。

本实施例中，如图6，所述辅助夹组7还包括支撑滚轴74和辅助带75，在X振镜组中，所述支撑滚轴74布置为两个，平行于a轴方向设置在所述延伸支板71上，且两个所述支撑滚轴74同所述校正滚轴73呈三角分布，所述辅助带75同时套接在所述支撑滚轴74和校正滚轴73上。

作为较佳的实施例，所述辅助带75同时还贴合所述扩展支板72表面，所述转动夹板76同扩展支板72共同夹持固定所述辅助带75。

需要解释的是，在X振镜组中，通过校正滚轴73控制扫描振镜X4围绕c轴偏转,同时借助支撑滚轴74、辅助带75、扩展支板72和转动夹板76，提供额外的振动传递路径，避免振动仅通过延伸支板71和调节基座1连接处传递，导致长期运行出现偏移。

需要解释的是，Y振镜组同理，共同调节控制相对位置，降低装配误差的影响，绕开高精度零件成本高、制造难，对降低装配误差的限制，同时降低电机频繁运转振动对连接位置的影响，有效避免后期频繁进行精度校准。

在具体实施时，以原点落在扫描振镜X4中心为例，扫描振镜X4围绕b轴转动控制光路，其余沿着a轴、b轴滑动，和围绕a轴偏转c轴偏转调节均落在装配误差范围内，本申请通过调节基座1配合滑轨11控制扫描振镜X4沿a轴滑动，且以现有技术足以保证调节精度，通过调整组件6控制扫描振镜X4沿着b轴滑动，以及限制调节扫描振镜X4绕a轴的偏转，通过辅助夹组7可控制扫描振镜X4绕c轴偏转，另外扫描振镜X4在c轴上滑动，可通过扫描振镜Y5在c轴上调节进行相互配合调节。

以上所述的，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：包括：

调节基座（1），借助滑轨（11）滑动设置在封装箱体内，且所述调节基座（1）上开设有通槽（12），在所述通槽（12）位置处，设置有相互固定连接的电机支座（3）和振镜电机（2）；

调整组件（6），固定设置在所述调节基座（1）内，且所述调整组件（6）包含校准轴（68），所述校准轴（68）贯穿通槽（12）连接至所述电机支座（3）；

辅助夹组（7），相邻所述电机支座（3）设置在所述调节基座（1）上，所述辅助夹组（7）包含延伸支板（71）、扩展支板（72）、校正滚轴（73）和转动夹板（76）；

所述调节基座（1）、延伸支板（71）和扩展支板（72），两两相互垂直且依次固定连接，所述校正滚轴（73）垂直贯穿所述延伸支板（71）连接至所述电机支座（3）；

在封装箱体内，所述调节基座（1）相互垂直设置为两组，且两个所述振镜电机（2）上分别设置有扫描振镜X（4）和扫描振镜Y（5），所述封装箱体外还设置有激光器（8）和聚焦***（9）。

2.根据权利要求1所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述激光器（8）、扫描振镜Y（5）、扫描振镜X（4）和聚焦***（9）依次排列形成完整光路传递路径，取平行于所述扫描振镜X（4）轴线的直线作为b轴，取平行于所述扫描振镜Y（5）轴线的直线作为c轴，额外取直线作为a轴构建轴线两两相互垂直的三维坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：相互连接的所述调节基座（1）、振镜电机（2）和电机支座（3），搭配扫描振镜X（4）或者扫描振镜Y（5），分别构成X振镜组和Y振镜组，所述X振镜组中调节基座（1）位于ab平面，所述扫描振镜X（4）沿a轴方向位置通过所述调节基座（1）配合滑轨（11）进行调节，所述Y振镜组中，所述扫描振镜Y（5）沿着a轴方向位置调节同理。

4.根据权利要求1所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述调整组件（6）还包括：

限位座（61），固定在所述调节基座（1）上，所述限位座（61）上开设有用于定位的卡接槽（611），且在X振镜组中所述限位座（61）沿着b轴方向布置；

铰接底座（62），转动设置在所述限位座（61）内部，所述铰接底座（62）在偏转套筒（63）上套接固定，且在X振镜组中所述偏转套筒（63）沿着b轴方向布置；

活动杆（64），滑动设置在所述偏转套筒（63）内部，且所述活动杆（64）延伸出所述偏转套筒（63）的一端为延伸端；

转接支架（65），其一端同所述活动杆（64）延伸端固定连接，另一端固定设置有校准环（66），所述校准环（66）和转接支架（65）套接支撑所述校准轴（68）。

5.根据权利要求4所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述活动杆（64）同偏转套筒（63）之间的滑动通过液压元件进行控制，所述调整组件（6）还包括有铰接杆组（67）和固定杆（69），所述铰接杆组（67）一端铰接在所述转接支架（65）上，另一端套接在所述固定杆（69）上，在X振镜组中所述固定杆（69）平行于c轴固定在所述封装箱体内。

6.根据权利要求5所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述活动杆（64）围绕自身轴线转动，不受偏转套筒（63）的限制，通过铰接杆组（67）限制活动杆（64）围绕自身轴线转动。

7.根据权利要求6所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述辅助夹组（7）还包括支撑滚轴（74）和辅助带（75），在X振镜组中，所述支撑滚轴（74）布置为两个，平行于a轴方向设置在所述延伸支板（71）上，且两个所述支撑滚轴（74）同所述校正滚轴（73）呈三角分布，所述辅助带（75）同时套接在所述支撑滚轴（74）和校正滚轴（73）上。

8.根据权利要求7所述的一种自适应调节幅面和高度的激光扫描振镜结构，其特征在于：所述辅助带（75）同时还贴合所述扩展支板（72）的表面，所述转动夹板（76）同扩展支板（72）共同夹持固定所述辅助带（75）。