一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置的制作方法

1.本发明涉及刻痕抛物镜焦点调节技术领域，尤其涉及一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置。


背景技术：

2.取向硅钢是应用于铁芯的重要硅铁合金，原料经过激光刻痕处理后可在硅钢片中产生内应力从而改善其内部磁畴结构。为保证刻痕质量，在刻痕机日常维护过程中需定期对抛物平面镜进行周期性更换，镜面更换后需对焦点位置进行精准调节，实现能量聚集。
3.目前激光焦点调节需进行手动标定，即通过旋转提升辊手柄到不同的位置，对放置在提升辊上的钢板进行划线(旋转30
°
执行划线1次)，目测确定最薄的直线，此时提升辊对应用的钢板位置即为焦点位置。技术人员在手动调节提升辊位置时，每调节完成一次刻度便需用游标卡尺测量提升辊到扫描腔体之间的距离、刻度、高度进行数据记录，此方式执行繁琐、准确率低、重复性高，由于工作区域狭小，技术人员在调节提升辊位置、测量提升辊到扫描腔体距离时存在较大安全风险，极易造成机械伤害事故，故传统检测方式弊端凸显。


技术实现要素：

4.本技术提供一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，解决了相关技术中激光刻痕抛物镜焦点调节通过手动标定而存在的执行繁琐、准确率低、可能存在安全风险的技术问题。
5.本技术提供一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，包括聚焦提升辊、两个偏心轴承、传动齿轮、螺纹杆、伺服电机、光电编码器和plc控制系统，聚焦提升辊用于调整待刻线板与抛物镜的间距，两个偏心轴承分别安装于聚焦提升辊两端，传动齿轮与一个偏心轴承的内圈相对固定连接，且传动齿轮与内圈同心设置，螺纹杆与传动齿轮啮合传动连接，伺服电机与螺纹杆驱动连接，以带动螺纹杆自转，光电编码器与聚焦提升辊远离传动齿轮的一端同轴连接，plc控制系统与光电编码器信号连接，plc控制系统与伺服电机连接。
6.可选地，偏心轴承的内圈的偏心孔与内圈的中心间隔设置，传动齿轮固定连接于内圈的中心处。
7.可选地，偏心轴承的内圈的中心位于内圈的偏心孔中，传动齿轮安装于聚焦提升辊的端部，且与靠近传动齿轮的偏心轴承的内圈同心设置。
8.可选地，自动调节装置包括两个聚焦提升辊，聚焦提升辊的两端均分别配置有偏心轴承，聚焦提升辊一端的偏心轴承均相对固定有传动齿轮，传动齿轮均与螺纹杆啮合传动连接，聚焦提升辊另一端均同轴连接有光电编码器，光电编码器均与plc控制系统信号连接。
9.可选地，自动调节装置包括两个伺服电机，两个伺服电机分别连接于螺纹杆的轴向两端处。
10.可选地，plc控制系统包括plc计数器指令，plc计数器指令用于对光电编码器传输
的脉冲个数进行计数，形成计数值，plc控制系统配置为计数值达到预设值时控制伺服电机停止工作。
11.可选地，plc控制系统通过profibus与光电编码器连接，plc控制系统通过ethernet与伺服电机连接。
12.可选地，plc控制系统包括人机交换界面，人机交换界面设有预设值的输入框。
13.可选地，螺纹杆包括丝杠。
14.可选地，待刻线板包括钢板。
15.本技术有益效果如下：本技术提供一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，利用plc自动控制聚焦提升辊的上升和下降，具体地，plc发出指令控制伺服电机工作，带动螺纹杆自转，与螺纹杆啮合的传动齿轮转动，能够带动安装于偏心轴承的聚焦提升辊转动，在偏心轴承的作用下聚焦提升辊进行高度的调整，与聚焦提升辊同轴连接的光电编码器准确输出脉冲信号，信号发送至plc控制系统，plc控制系统处理后还可控制伺服电机停止工作，并对聚焦提升辊旋转刻度及升降变化的高度进行准确的曲线模拟，可作出学习曲线，具有操作简单、生产效率高、安全生产系数强的有益效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
17.图1为本技术提供的一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置的结构示意图；
18.图2为图1提供的自动调节装置涉及的一种工作控制示意框图；
19.图3为图1中偏心轴承内圈与传动齿轮相对固定的一种示意图；
20.图4为图1中偏心轴承内圈与传动齿轮相对固定的另一种示意图。
21.附图标注：100-聚焦提升辊，200-偏心轴承，210-内圈，211-偏心孔，300-传动齿轮，310-传动齿轮设置处，400-螺纹杆，500-伺服电机，600-光电编码器。
具体实施方式
22.本技术实施例通过提供一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，解决了相关技术中激光刻痕抛物镜焦点调节通过手动标定而存在的执行繁琐、准确率低、可能存在安全风险的技术问题。
23.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
24.一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，包括聚焦提升辊、两个偏心轴承、传动齿轮、螺纹杆、伺服电机、光电编码器和plc控制系统，聚焦提升辊用于调整待刻线板与抛物镜的间距，两个偏心轴承分别安装于聚焦提升辊两端，传动齿轮与一个偏心轴承的内圈相对固定连接，且传动齿轮与内圈同心设置，螺纹杆与传动齿轮啮合传动连接，伺服电机与螺纹杆驱动连接，以带动螺纹杆自转，光电编码器与聚焦提升辊远离传动齿轮的一端同轴连接，plc控制系统与光电编码器信号连接，plc控制系统与伺服电机连接。
25.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上
述技术方案进行详细的说明。
26.实施例1
27.请参照图1，本实施例公开一种用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，包括聚焦提升辊100、两个偏心轴承200、传动齿轮300、螺纹杆400、伺服电机500、光电编码器600和plc控制系统。聚焦提升辊100用于调整待刻线板与抛物镜的间距，两个偏心轴承200分别安装于聚焦提升辊100两端，传动齿轮300与一个偏心轴承200的内圈210相对固定连接，且传动齿轮300与内圈210同心设置，螺纹杆400与传动齿轮300啮合传动连接，伺服电机500与螺纹杆400驱动连接，以带动螺纹杆400自转，光电编码器600与聚焦提升辊100远离传动齿轮300的一端同轴连接，plc控制系统与光电编码器600信号连接，plc控制系统与伺服电机500连接。
28.利用plc自动控制聚焦提升辊100的上升和下降，通过聚焦提升辊100微调待刻线板与抛物镜的间距，在带刻线板上刻线以期获得具体抛物镜的焦点位置及相关信息。
29.详细地，plc发出指令控制伺服电机500工作，带动螺纹杆400自转，与螺纹杆400啮合的传动齿轮300转动，能够带动安装于偏心轴承200的聚焦提升辊100转动，在偏心轴承200的作用下聚焦提升辊100进行高度的调整，包括提升或降低高度；光电编码器600与聚焦提升辊100同轴连接，具体地聚焦提升辊100带动光电编码器600机械轴转动，光电编码器600准确输出脉冲信号；信号发送至plc控制系统。plc控制系统处理后还可控制伺服电机500停止工作，并对聚焦提升辊100旋转刻度及升降变化的高度进行准确的曲线模拟，可作出学习曲线。从而改善了激光刻痕抛物镜焦点调节通过手动标定而存在的执行繁琐、准确率低、可能存在安全风险的技术问题，具有操作简单、生产效率高、安全生产系数强的有益效果。
30.可选地，自动调节装置可以设置两组聚焦提升辊100，聚焦提升辊100均用于微调待刻线板与抛物镜的间距，两个不同的聚焦提升辊100的设置目的在于，对带刻线板的调整程度不一样，原理类似于毫米刻度级别和厘米刻度级别的调整。
31.具体地，请参照图1，自动调节装置包括两个聚焦提升辊100，聚焦提升辊100的两端均分别配置有偏心轴承200，聚焦提升辊100一端的偏心轴承200均相对固定有传动齿轮300，传动齿轮300均与螺纹杆400啮合传动连接，聚焦提升辊100另一端均同轴连接有光电编码器600，光电编码器600均与plc控制系统信号连接。
32.一般而言，设置两个聚焦提升辊100即可满足精细调节，不用再涉及三个聚焦提升辊100的方案。
33.可选地，如图1所示，在设置两组聚焦提升辊100的方案中，还可设置两个伺服电机500，两个伺服电机500分别连接于螺纹杆400的轴向两端处。
34.可选地，上述的螺纹杆400包括丝杠，也可以是一般的外缘开设有螺纹的杆件。
35.可选地，待刻线板包括钢板，通过在钢板上刻线，以测定更换后的抛物平面镜的焦点位置。带刻线板也可以另配置专用板件。
36.可以理解的是，请参照图1，偏心轴承200配置有轴承座，轴承座相应安装在基座类似结构上，以满足上述的运动过程。相应地，伺服电机500等进行固定安装处置。
37.实施例2
38.基于实施例1的用于激光刻痕抛物镜焦点的自动调节装置，关于传动齿轮300与偏
心轴承200的内圈210相对固定连接，且传动齿轮300与内圈210同心设置，本实施例作具体示意如下。
39.在某些可实施方案中，如图3所示，图3展示有传动齿轮设置处310，偏心轴承200的内圈210的偏心孔211与内圈210的中心间隔设置，传动齿轮300固定连接于内圈210的中心处。此时内圈210是与传动齿轮300直接连接的，此类方案的特点在于，传动齿轮300单位转动会带来聚焦提升辊100较大程度的高度改变，因此一般需要控制传动齿轮300与螺纹杆400的传动比，以满足细微调节的目的。
40.在某些可实施方案中，如图4所示，图4展示有传动齿轮设置处310，偏心轴承200的内圈210的中心位于内圈210的偏心孔211中，传动齿轮300安装于聚焦提升辊100的端部，且与靠近传动齿轮300的偏心轴承200的内圈210同心设置。可以理解的是，当传动齿轮300在螺纹杆400的带动下自转时，图4中传动齿轮设置处310的位置保持不变，传动齿轮300通过聚焦提升辊100带动内圈210转动，内圈210另辅助聚焦提升辊100的转动轨迹。
41.实施例3
42.基于实施例1和实施例2的自动调节装置，请结合图2，本实施例对plc相关作进一步限定。
43.可选地，plc控制系统包括plc计数器指令，plc计数器指令用于对光电编码器600传输的脉冲个数进行计数，形成计数值，plc控制系统配置为计数值达到预设值时产生中断，控制伺服电机500停止工作。从而根据提前设定的预设值，实现对聚焦提升辊100的调整高度值的准确定位控制。此外，预设值也可称之为预置值。
44.如图2所示，形成了反馈控制的伺服系统，用于准确控制目标对象的移动。
45.如图2所示，关于产生中断控制伺服电机500停止工作，可设置伺服放大器控制伺服电机500停止运行。
46.关于plc控制系统与光电编码器600信号连接，plc控制系统与伺服电机500连接，可选地，如图2所示，plc控制系统通过profibus与光电编码器600连接，plc控制系统通过ethernet与伺服电机500连接。
47.可选地，plc控制系统包括人机交换界面，人机交换界面设有预设值的输入框。人机交换界面可以触摸屏的形式呈现，从而实现提升高度的准确定位控制。
48.通过触摸屏界面的基准操作，发送可编程控制器的各种对应性指令，计算逻辑关系使设备完成既定调节动作，为便于实际观测，可通过plc程序指令编辑，实时显示程序信息。
49.图2中还包括a/d转换器，用于对光电编码器600的信号进行转换。
50.图2中还包括中间继电器，涉及相关电路的设置，包括脉冲输出模块和计数模块的硬件电路。
51.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
52.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。