一种准直镜固定工装的制作方法

1.本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种准直镜固定工装。


背景技术：

2.激光切割加工作为一种无接触、直接成型的加工方式，相比于传统的机械切割，被切割件不会因产生应力而变形或损坏，切割时粉尘少、定位精准，加工成品无毛边、毛刺等，质量优良。
3.在激光加工头的加工中，依靠的是光路能量和气路吹扫或者提供切割反应气体来对金属板件进行切割加工。其中，光路的准直和聚焦是整个激光加工头的核心部分。激光加工头在切割板件过程中，准直镜片是不断运动的，其目的是调整激光的聚焦点，从而可以适应不同材料的切割需求。因此，准直镜片的位置精度是影响加工质量极为重要的因素。
4.如果准直镜片在装配或者运动的过程中，发生了细微的位移，都会对切割精度和成品效果造成较大影响，产生不必要的损失。现有的准直镜片在装配时定位精度不高，且在运动过程中容易产生位置偏移。而且，准直镜片需要不定期更换，当准直镜片发生污染或损坏，需要人工更换镜片，对于现有的准直镜片固定工装来说，拆装过程繁琐，拆卸旧镜片和安装新镜片耗时较长，导致新镜片和核心腔二次污染。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种准直镜固定工装，提高准直镜片的定位精度，保证准直镜片在运动过程中不发生位置偏移，简化拆装工序，提高更换镜片时的速度，避免二次污染准直镜片和激光加工头的核心腔。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种准直镜固定工装，包括：
8.镜筒组件，其内腔固定有准直镜片，所述镜筒组件包括圆弧定位面；
9.镜座组件，开设有容纳腔，所述容纳腔具有相对设置的两个定位腔壁，所述镜筒组件能够沿第一方向插设于所述容纳腔内，以使所述圆弧定位面相切于两个所述定位腔壁；
10.所述镜筒组件和所述镜座组件中的一者设置有弹性卡接件，另一者设置有卡槽，所述弹性卡接件能够在自身弹性力作用下沿第二方向卡入所述卡槽，所述第一方向和所述第二方向垂直。
11.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述镜筒组件和所述镜座组件中的一者设置有导向槽，所述镜筒组件和所述镜座组件中的另一者设置有导向柱塞，所述导向柱塞能够沿所述第一方向与所述导向槽滑动配合。
12.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述导向槽连通有第一扩大通道，所述第一扩大通道的宽度沿远离所述导向槽的方向逐渐增大，所述导向柱塞能够沿所述第一扩大通道进入所述导向槽。
13.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述导向柱塞面向所述导向槽的
槽底壁的一端设置有球状头。
14.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述容纳腔相对的两个腔壁上均开设有定位槽，所述镜筒组件相对的两侧均设置有定位凸沿，所述定位凸沿能够沿第三方向压紧于所述定位槽的槽壁，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
15.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述导向槽连通有限位斜槽，所述限位斜槽具有第一顶推壁，所述导向柱塞能够沿所述导向槽进入所述限位斜槽，并抵紧于所述第一顶推壁，以使所述定位凸沿压紧于所述定位槽的槽壁；
16.所述导向槽设置于所述镜筒组件，所述限位斜槽朝靠近所述定位凸沿的方向倾斜；或，
17.所述导向槽设置于所述镜座组件，所述限位斜槽朝远离所述定位凸沿的方向倾斜。
18.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，还包括拆装组件，所述镜筒组件沿第二方向开设有安装腔，所述弹性卡接件活动插设于所述安装腔，所述拆装组件包括凸轮部，所述弹性卡接件远离所述卡槽的一端与所述凸轮部可滑动接触，通过旋转所述凸轮部以使所述弹性卡接件脱离所述卡槽。
19.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述拆装组件还包括旋转圆盘，所述旋转圆盘上开设有曲形槽，以形成所述凸轮部，所述弹性卡接件远离所述卡槽的一端设置有导向凸部，所述导向凸部插设于所述曲形槽，并与所述凸轮部滑动配合。
20.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述弹性卡接件包括锥台，所述卡槽具有第二顶推壁，所述第二顶推壁能够抵紧于所述锥台的斜面，以使所述圆弧定位面压紧于所述定位腔壁。
21.作为本发明提供的准直镜固定工装的优选方案，所述容纳腔的腔壁凸设有限位销，所述镜筒组件上设置有相连通的销孔和第二扩大通道，所述限位销能够沿所述第二扩大通道进入所述销孔。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供一种准直镜固定工装，包括镜筒组件和镜座组件，镜筒组件的内腔安装有准直镜片，镜筒组件用于为其内部的准直镜片提供定位和固定作用，镜筒组件与镜座组件相互配合，形成一个固定在运动基座上的整体，能够在一定范围内移动，以实现调节激光焦点的作用。镜筒组件包括圆弧定位面，镜座组件上开设有容纳腔，容纳腔具有相对设置的两个定位腔壁，镜筒组件能够沿第一方向插设于容纳腔内，以使圆弧定位面相切于两个定位腔壁。通过镜筒组件上圆弧定位面与镜座组件上两个定位腔壁的相切可以保证定位精度，即，确保镜筒组件内准直镜片的圆心与激光加工头上其他准直镜片的圆心位于同一中心轴线上。进一步地，镜筒组件和镜座组件中的一者设置有弹性卡接件，另一者设置有卡槽，弹性卡接件能够在自身弹性力作用下沿第二方向卡入卡槽，以实现镜筒组件和镜座组件的牢固固定，第一方向和第二方向垂直，以使弹性卡接件和卡槽的配合能够防止镜筒组件沿第一方向脱离镜座组件。而且，弹性卡接件在自身弹性力作用下即可卡入卡槽中，提高在镜座组件上安装和拆卸镜筒组件的效率，进而提高更换准直镜片时的速度，避免二次污染准直镜片和激光加工头的核心腔。
附图说明
24.图1是本发明具体实施方式提供的准直镜固定工装的整体示意图；
25.图2是图1的俯视图；
26.图3是本发明具体实施方式提供的准直镜固定工装的分解示意图；
27.图4是本发明具体实施方式提供的镜筒组件的结构示意图；
28.图5是本发明具体实施方式提供的镜筒组件的镜座组件的结构示意图；
29.图6是图2中a
‑
a方向的截面视图；
30.图7是本发明具体实施方式提供的准直镜固定工装沿垂直于第二方向的截面视图；
31.图8是本发明具体实施方式提供的弹性卡接件和凸轮部的连接示意图；
32.图9是本发明具体实施方式提供的弹性卡接件与卡槽的配合示意图；
33.图10是本发明具体实施方式提供的弹性卡接件的结构示意图(隐藏弹簧)；
34.图11是本发明具体实施方式提供的旋转圆盘的第一视图；
35.图12是本发明具体实施方式提供的旋转圆盘的第二视图。
36.图中：
[0037]1‑
镜筒组件；2
‑
镜座组件；3
‑
拆装组件；
[0038]
11
‑
圆弧定位面；12
‑
弹性卡接件；13
‑
导向槽；14
‑
第一扩大通道；15
‑
定位凸沿；16
‑
限位斜槽；17
‑
安装腔；18
‑
销孔；19
‑
第二扩大通道；
[0039]
121
‑
导向凸部；122
‑
锥台；123
‑
卡接销；124
‑
弹簧；
[0040]
161
‑
第一顶推壁；162
‑
第一槽壁；
[0041]
21
‑
容纳腔；22
‑
卡槽；23
‑
导向柱塞；231
‑
球状头；24
‑
定位槽；25
‑
限位销；
[0042]
211
‑
定位腔壁；221
‑
第二顶推壁；222
‑
第二槽壁；
[0043]
31
‑
旋转圆盘；32
‑
旋拧部；33
‑
封盖；
[0044]
311
‑
凸轮部；312
‑
曲形槽；
[0045]
100
‑
准直镜片。
具体实施方式
[0046]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0047]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0048]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0049]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0050]
如图1至图3所示，本实施例提供一种准直镜固定工装，包括镜筒组件1和镜座组件2。镜筒组件1的内腔安装有准直镜片100，镜筒组件1用于为其内部的准直镜片100提供定位和固定作用。镜筒组件1与镜座组件2相互配合，形成一个固定在运动基座上的整体，能够在一定范围内移动，以实现调节激光焦点的作用。
[0051]
参见图3，镜筒组件1包括圆弧定位面11，镜座组件2上开设有容纳腔21。容纳腔21具有相对设置的两个定位腔壁211，镜筒组件1能够沿第一方向插设于容纳腔21内，以使圆弧定位面11相切于两个定位腔壁211，如图2中所示的状态。通过镜筒组件1上圆弧定位面11与镜座组件2上两个定位腔壁211的相切可以保证定位精度，即，确保镜筒组件1内准直镜片100的圆心与激光加工头上其他准直镜片100的圆心位于同一中心轴线上。进一步地，镜筒组件1和镜座组件2中的一者设置有弹性卡接件12，另一者设置有卡槽22。弹性卡接件12能够在自身弹性力作用下沿第二方向卡入卡槽22，以实现镜筒组件1和镜座组件2的牢固固定。第一方向和第二方向垂直，以使弹性卡接件12和卡槽22的配合能够防止镜筒组件1沿第一方向脱离镜座组件2。而且，弹性卡接件12在自身弹性力作用下即可卡入卡槽22中，提高在镜座组件2上安装和拆卸镜筒组件1的效率，进而提高更换准直镜片100时的速度，避免二次污染准直镜片100和激光加工头的核心腔。
[0052]
在本实施例中，参见图2，弹性卡接件12设置于镜筒组件1上，卡槽22开设于镜座组件2上，并由容纳腔21的腔壁向内凹陷形成。其他实施例中，也可以将弹性卡接件12设置于镜座组件2上，相应地，在镜筒组件1上开设上述的卡槽22。
[0053]
参见图1，本实施例中，为便于叙述，规定第一方向为a方向，第二方向为b方向，第三方向为c方向，a方向、b方向和c方向两两垂直。
[0054]
可选地，参见图3和图4，镜筒组件1上沿第一方向(a方向)开设有导向槽13，镜座组件2上设置有导向柱塞23，导向柱塞23相对容纳腔21的腔壁凸出。当镜筒组件1沿第一方向插入镜座组件2的容纳腔21时，导向柱塞23能够沿第一方向与导向槽13滑动配合，以起到导向作用，防止偏移。
[0055]
本实施例中，镜筒组件1沿第二方向(b方向)相对的两侧均设置有上述的导向槽13，且导向槽13在每一侧上沿第三方向(c方向)间隔设置有两个。相应地，参见图3和图5，镜座组件2的容纳腔21沿第二方向(b方向)相对的两个腔壁均凸设有两个导向柱塞23，四个导向柱塞23与上述的四个导向槽13一一对应且可滑动配合，能够有效提高导向精度，进而提高镜筒组件1相对镜座组件2的定位精度。
[0056]
当然，在其他实施例中，也可以将导向槽13设置于镜座组件2上，而将导向柱塞23设置于镜筒组件1上，也能起到导向作用。
[0057]
可选地，参见图3和图4，每个导向槽13均连通有一个第一扩大通道14。即，第一扩大通道14设置于镜筒组件1上，且与导向槽13连通，第一扩大通道14的宽度沿远离导向槽13
的方向逐渐增大，呈喇叭状，导向柱塞23能够沿第一扩大通道14进入导向槽13。通过设置第一扩大通道14，在镜筒组件1插入容纳腔21时，能够使镜座组件2上的导向柱塞23快速方便地进入导向槽13中，加快并简化了操作流程。
[0058]
可选地，参见图5，容纳腔21相对的两个腔壁上均开设有定位槽24，定位槽24沿第一方向延伸。参见图4，镜筒组件1相对的两侧均设置有定位凸沿15。定位凸沿15由镜筒组件1的两个侧壁向外凸设，且定位凸沿15沿第一方向延伸成长条状。参见图6和图8，定位凸沿15能够沿第三方向(c方向)压紧于定位槽24的槽壁，以实现镜筒组件1和镜座组件2在第三方向上的定位，防止镜筒组件1在第三方向相对镜座组件2产生不必要的偏移。
[0059]
可选地，在本实施例中，参见图4，导向槽13远离第一扩大通道14的一端连通有限位斜槽16，且该限位斜槽16朝靠近定位凸沿15的方向倾斜。参照图4中的方位，限位斜槽16自导向槽13开始向上倾斜。参见图6和图7，限位斜槽16相对的两个槽壁分别为第一顶推壁161和第一槽壁162。导向柱塞23能够沿导向槽13进入限位斜槽16，并抵紧于第一顶推壁161，以使定位凸沿15压紧于定位槽24的槽壁。具体地，镜筒组件1安装到位后，导向柱塞23位于限位斜槽16中，且抵接于限位斜槽16的第一顶推壁161，而与限位斜槽16的第一槽壁162不会接触，其目的是使镜筒组件1与镜座组件2在锁紧后，导向柱塞23会给第一顶推壁161一个沿第三方向的力，参照图6中的方位，即，导向柱塞23会给第一顶推壁161一个向下的力，以使定位凸沿15压紧于定位槽24的槽壁。
[0060]
在其他实施例中，若导向槽13设置于镜座组件2上，导向柱塞23设置于镜筒组件1上，则，与导向槽13连通的限位斜槽16朝远离定位凸沿15的方向倾斜，以使镜筒组件1与镜座组件2在锁紧后，导向柱塞23能够给第一顶推壁161一个沿第三方向的力，从而使定位凸沿15压紧于定位槽24的槽壁。
[0061]
优选地，参见图3和图5，本实施例中，导向柱塞23面向导向槽13的槽底壁的一端设置有球状头231。镜筒组件1插入容纳腔21的过程中，导向柱塞23依次进入第一扩大通道14、导向槽13以及限位斜槽16，此过程中，只有导向柱塞23的球状头231与第一扩大通道14、导向槽13以及限位斜槽16的内壁相切接触，且接触模式为点面接触，以最大程度地减小镜筒组件1安装于镜座组件2时的接触面积。拆卸镜筒组件1时，导向柱塞23的球状头231依次与限位斜槽16、导向槽13以及第一扩大通道14的内壁相切接触，且接触模式亦为点面接触，以最大程度地减小拆卸镜筒组件1时的接触面积，以保证在安装和拆卸镜筒组件1过程中尽量减少粉尘的产生，防止二次污染准直镜片100或激光加工头的核心腔，避免产生不必要的损失。
[0062]
本实施例中，参见图4和图8，镜筒组件1沿第二方向开设有安装腔17，弹性卡接件12活动插设于安装腔17中。弹性卡接件12连接有拆装组件3，通过拆装组件3可以实现弹性卡接件12插入卡槽22或弹性卡接件12脱离卡槽22。具体地，拆装组件3包括凸轮部311，弹性卡接件12远离卡槽22的一端与凸轮部311可滑动接触。当需要将镜筒组件1从镜座组件2上拆卸下来，以更换准直镜片100时，通过旋转凸轮部311即可使弹性卡接件12朝远离卡槽22的方向移动，直至脱离卡槽22，随后，可将镜筒组件1取出，简单易操作，提高拆卸和更换效率。
[0063]
进一步地，拆装组件3包括旋转圆盘31。旋转圆盘31上开设有曲形槽312，以形成凸轮部311，弹性卡接件12远离卡槽22的一端设置有导向凸部121，导向凸部121插设于曲形槽
312，并与凸轮部311滑动配合。即，旋转圆盘31上开设曲形槽312后，曲形槽312的槽壁即为凸轮部311的顶面，弹性卡接件12的导向凸部121受限于曲形槽312内，并与凸轮部311的顶面滑动配合。这种布置方式结构合理紧凑，节省占用空间。
[0064]
参见图10，弹性卡接件12包括一卡接销123，卡接销123的一端设置有一半圆柱，且该半圆柱与卡接销123同轴设置。导向凸部121凸设于该半圆柱的截面处，结构紧凑合理。
[0065]
可选地，参见图9，卡接销123远离导向凸部121的一端设置有锥台122。卡槽22沿第一方向(a方向)相对的两个槽壁分别为第二顶推壁221和第二槽壁222。当弹性卡接件12的锥台122卡入卡槽22内，以锁紧镜筒组件1和镜座组件2后，锥台122的斜面抵紧于卡槽22的第二顶推壁221，而锥台122与卡槽22的第二槽壁222并不接触，以使第二顶推壁221能够给锥台122一个沿第一方向的推力，参照图9的方位，推力方向向上，以使镜筒组件1的圆弧定位面11压紧于镜座组件2的定位腔壁211，保证镜筒组件1在运动的过程中不会在第一方向产生不必要的位移。
[0066]
参见图8和图9，弹性卡接件12设置有两个。镜座组件2上容纳腔21相对的两个腔壁上均开设有一个卡槽22，每个弹性卡接件12对应卡设于一个卡槽22内，以保证锁紧强度和可靠性，提高镜筒组件1的受力均匀度。参见图8和图11，相应地，旋转圆盘31上开设有两个曲形槽312，以形成两个凸轮部311，每个弹性卡接件12的导向凸部121均对应卡设于一个曲形槽312内，并与对应的凸轮部311滑动配合。当需要将镜筒组件1从镜座组件2上拆卸下来，以更换准直镜片100时，通过转动旋转圆盘31即可使两个弹性卡接件12脱离对应的卡槽22，操作方便快捷，提高更换镜片的速度。
[0067]
参阅图8和图9，卡接销123上套设有一弹簧124。且该弹簧124为压缩弹簧。该弹簧124能够为卡接销123提供一定的弹力和支持力，使得卡接销123端部的锥台122能够在弹簧124的弹性力作用下自动卡入卡槽22中，且保证镜筒组件1在使用过程中不会在第二方向(b方向)产生不必要的位移。
[0068]
进一步地，参见图1和图12，旋转圆盘31背向凸轮部311的一侧设置有旋拧部32，通过旋拧部32可转动旋转圆盘31，以使弹性卡接件12脱离卡槽22，进而拆装镜筒组件1。本实施例中，旋拧部32为内陷的内六角沉头孔，使用相匹配的扳手头部卡入内六角沉头孔内即可转动旋转圆盘31。
[0069]
可选地，镜筒组件1上还开设有与安装腔17连通的安装孔，旋转圆盘31穿设于该安装孔，并通过其上的凸轮部311与弹性卡接件12配合。安装孔的孔口处设置有封盖33，封盖33能够密封安装孔的孔口，以保证镜筒组件1内部的清洁度。
[0070]
参见图5，容纳腔21的腔壁凸设有限位销25。参见图4，镜筒组件1上设置有相连通的销孔18和第二扩大通道19，限位销25能够沿第二扩大通道19进入销孔18。通过设置第二扩大通道19，能够方便限位销25快速进入销孔18内。限位销25和销孔18的配合能够进一步阻挡镜筒组件1相对镜座组件2产生偏移，保证准直镜片100在工作过程中的稳定性。
[0071]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。