[发明专利]双电机驱动的高响应激光动态聚焦装置

说明书

本发明涉及一种双电机驱动的高响应激光动态聚焦装置，包括基座、曲柄滑块机构、动态聚焦透镜座、聚焦透镜，所述聚焦透镜通过动态聚焦透镜座安装在滑块上，滑块与直线导轨配合连接组成移动副，滑块沿直线导轨运动方向与激光光路平行，且在光路上；所述基座内平行安装主电机和从电机，所述主电机和从电机的轴分别与主曲柄和从曲柄固定连接，主曲柄和从曲柄之间通过大连杆铰接组成平行四边形驱动机构，所述主曲柄上端通过小连杆铰接滑块。本发明能够克服单电机驱动响应慢缺点，满足三维高速激光加工需求；电机传动机构采用平行四边形设计，2个电机运动规律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大简化控制方式。

技术领域

本发明涉及一种光学元件的安装、调整、聚焦或改变放大率的机构，尤其指一种应用于振镜式的3D动态调焦机构。

背景技术

在三维扫描振镜中，除了X、Y轴方向的扫描镜片外，还增加了可以在Z轴方向移动的准直透镜或其他形式的动态聚焦透镜。这样激光焦点在工件上三维曲面均能实现聚焦移动。Z轴调焦机构，可以带动准直透镜或其他形式的动态聚焦透镜在Z轴方向作高速运动，实现光点的快速聚焦。传统的振镜式Z轴调焦机构，多采用单电机驱动结构，受电机功率影响，系统响应速度慢，致使三维加工不能快速完成，效率低下。

发明内容

本发明是要提供一种高速，高响应、性能稳定的双电机驱动的激光动态聚焦装置，用于三维扫描振镜Z轴的高响应激光动态聚焦。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种双电机驱动的高响应激光动态聚焦装置，包括基座、曲柄滑块机构、动态聚焦透镜座、聚焦透镜，所述聚焦透镜通过动态聚焦透镜座安装在曲柄滑块机构的滑块上，滑块与直线导轨配合连接组成移动副，滑块沿直线导轨运动方向与激光光路平行，且在光路上；所述基座内平行安装主电机和从电机，所述主电机和从电机的轴分别与主曲柄和从曲柄固定连接，主曲柄和从曲柄之间通过大连杆铰接组成平行四边形驱动机构，所述主曲柄上端通过小连杆铰接滑块。

进一步，所述主电机和从电机连接电机驱动器，在电机驱动器的控制下同步进行摆动运动，在主电机和从电机的共同驱动下，聚焦透镜实现快速往复直线运动，从而实现快速光点聚焦。

本发明的有益效果是：

本发明的优点是克服单电机驱动响应慢缺点，满足三维高速激光加工需求；电机传动机构采用平行四边形设计，2个电机运动规律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大简化控制方式。

附图说明

图1是本发明的双电机驱动的高响应激光动态聚焦装置原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步的说明。

如图1所示，本发明的双电机驱动的高响应激光动态聚焦装置，主要包括基座1、主电机2、从电机3、主曲柄4、从曲柄5、大连杆6、小连杆7、直线导轨8、滑块9、动态聚焦透镜座10、聚焦透镜11。聚焦透镜11安装在动态聚焦透镜座10上，动态聚焦透镜座10安装在滑块9上，滑块9沿直线导轨8运动方向与激光光路平行，且在光路上。直线导轨8安装在基座1上，滑块9与直线导轨8组成移动副连接，滑块9能够沿直线导轨8前后滑动，从而使固定在滑块9上的动态聚焦透镜座10及聚焦透镜11实现运动，进而实现三维扫描振镜的动态调焦的功能。

主电机2和从电机3轴线平行且同向安装于基座1内，其中主电机2和从电机3的轴分别与主曲柄4和从曲柄5固定连接，分别随电机轴的摆动面摆动，垂直于主轴机1回转轴线取任平面做参考平面，则主、从电机轴线与参考平面交点分别为B、A；大连杆6通过轴承、轴与主曲柄4和从曲柄5铰接，铰接轴线与参考平面交点分别为C、D；小连杆7通过轴承、轴与滑块9铰接，铰接轴线与参考平面交点分别为E、F。多边形ABCD为平行四边形，即长度AB＝CD，AD＝BC；

本发明的优点是克服单电机驱动响应慢缺点，满足三维高速激光加工需求；电机传动连杆机构采用平行四边形设计，2个电机运动规律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大简化控制方式。具有高速，高响应、性能稳定的特点，适用于三维扫描振镜Z轴的高响应激光动态聚焦装置。