CN104889564A - 一种多头激光切割头 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光切割机械应用技术领域的一种多头激光切割头，包括底座，所述底座一侧安装准直镜且准直镜顶端连接带有连接头的激光器；所述底座内部设置分束镜、反射镜，并且分束镜与准直镜内部连通；所述底座底端安装切割头且切割头底端安装喷嘴；所述切割头内部设置聚焦镜，并且聚焦镜与设置在切割头侧壁的调节螺母连接；所述切割头与底座之间设置光束调节器且光束调节器与分束镜、反射镜连通；该种多头激光切割头加入分光系统，光束质量调节系统，使得在相同的切割质量下，效率有几倍的提升，也就是使得加工成本大大降低，激光切割的切缝窄，工件变形小，工作效率高，喷嘴对聚焦透镜有良好的保护作用。

Description

一种多头激光切割头
技术领域
本发明涉及一种切割头，特别涉及一种多头激光切割头，属于激光切割机械应用技术领域。
背景技术
随着科技的发展以及激光在切割机械方面的应用，激光切割机是全球激光设备成为需求最大的产品，它利用高能量密度的激光束熔化或汽化材料，并用辅助气体吹除熔化材料形成割缝。激光切割切缝窄，几乎没有切割残渣，热影响区小，切割噪声小，能够按照AutoCAD设计文件快速完成制造过程，不需要增加其他的模具费用，目前，使用激光器有YAG激光器，光纤激光器和CO2激光器。而光纤激光器由于其优越的光束质量，便利的光路传输特征，在激光加工行业得到飞速的发展，国内的激光设备厂家超过200家，但是其核心的器件如激光切割头，QBH光纤准直器，激光扩束镜，高精度运动平台大多被美国和德国垄断，国内有一些厂家只是拷贝复制了这些设备的低端应用，但是在高端精密切割，高精度精密切割等领域其核心部件还是完全依赖进口，因此，一种高效率、低成本的激光切割头具有良好的市场前景。
目前市场的激光切割头存在许多不足之处，如主流技术为激光单头加工，在切割效率方面不够高，导致加工成本偏高，普通的激光切割头在使用时，没有来良好的分光系统以及光束调节装置，使激光切割器在使用时切割效果差，切割精度低，被切工件表面成形质量差，只能用于一些粗加工的应用领域，另一方面，普通的激光切割器只是简单的单个激光切割头进行切割，工作效率低，因此，针对上述问题提出一种多头激光切割头。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种多头激光切割头，通过多头切割头以及加入分光系统和光束调节装置，光束质量调节系统，使得在相同的切割质量下，效率有很大的提升，也就是使得加工成本降低大大降低等优点，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种多头激光切割头，包括底座，所述底座一侧安装准直镜且准直镜顶端连接带有连接头的激光器；所述底座内部设置分束镜、反射镜，并且分束镜与准直镜内部连通；所述底座底端安装切割头且切割头底端安装喷嘴；所述切割头内部设置聚焦镜，并且聚焦镜与设置在切割头侧壁的调节螺母连接；所述切割头与底座之间设置光束调节器且光束调节器与分束镜、反射镜连通。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括准直镜片、光束孔，所述准直镜内部安装准直镜片，所述喷嘴轴心设有光束孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述准直镜片将激光器发射的激光束准直到分束镜、反射镜中心，并且分束镜、反射镜与准直镜中心处于同一条直线上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述底座内部设置分束镜、反射镜总数与切割头总数相同，并且激光束经过分束镜、反射镜折射到切割头轴心。
作为本发明的一种优选技术方案，所述切割头为一种圆柱形结构的切割头且底座底端安装多个切割头。
作为本发明的一种优选技术方案，所述切割头底端设置对称设置多个调节螺母。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷嘴为一种锥形结构的喷嘴。
本发明所达到的有益效果是：
1、结构紧凑，使用寿命久；
2、本发明多头切割头系统创新的加入分光系统，光束质量调节系统，使得在相同的切割质量下，效率有几倍的提升，也就是使得加工成本大大降低，激光切割的切缝窄，工件变形小，激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，切边受热影响很小，基本没有工件变形，喷嘴对聚焦透镜有良好的保护作用；
3、切割无毛刺、皱折、精度高，节省加工费用，降低了生产成本，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，使切割工件无机械变形，无刀具磨损，也谈不上刀具的转换问题，切割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响，任何硬度的材料都可以切割；
4、激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，与自动化设备相结合很方便，容易实现切割过程自动化，由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力，与计算机结合，可整张板排料，节省材料，激光切割具有广泛的适应性和灵活性，与其它常规加工方法相比，激光切割具有更大的适应性，与其他热切割方法相比，同样作为热切割过程，别的方法不能象激光束那样作用于一个极小的区域，结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形，激光能切割非金属，而其它热切割方法则不能，有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的主视结构示意图；
图3是图2的左视结构示意图；
图4是图3沿B-B面的剖视结构示意图；
图5是图2的仰视结构示意图；
图6是本发明的工作原理示意图；
图7是本发明的光束能量调节模块图；
图中标号：1、连接头；2、激光器；3、准直镜；4、分束镜；5、光束调节器；6、反射镜；7、底座；8、切割头；9、聚焦镜；10、调节螺母；11、喷嘴；31、准直镜片；111、光束孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-7所示，本发明一种多头激光切割头，包括底座7，所述底座7一侧安装准直镜3且准直镜3顶端连接带有连接头1的激光器2；所述底座7内部设置分束镜4、反射镜6，并且分束镜4与准直镜3内部连通；所述底座7底端安装切割头8且切割头8底端安装喷嘴11；所述切割头8内部设置聚焦镜9，并且聚焦镜9与设置在切割头8侧壁的调节螺母10连接；所述切割头8与底座7之间设置光束调节器5且光束调节器5与分束镜4、反射镜6连通。
为了使该种切割头使用寿命更久，还包括准直镜片31、光束孔111，所述准直镜3内部安装准直镜片31，所述喷嘴11轴心设有光束孔111；所述准直镜片31将激光器2发射的激光束准直到分束镜4、反射镜6中心，并且分束镜4、反射镜6与准直镜3中心处于同一条直线上；所述底座7内部设置分束镜4、反射镜6总数与切割头8总数相同，并且激光束经过分束镜4、反射镜6折射到切割头8轴心；所述切割头8为一种圆柱形结构的切割头8且底座7底端安装多个切割头8；所述切割头8底端设置对称设置多个调节螺母10；所述喷嘴11为一种锥形结构的喷嘴11，使该种切割头使用方便，工作效率高，制造成本低。
本发明的在使用时，高功率激光器发出高能量激光光束，激光器种类包括DPSSL固体激光器以及FIBER LASER光纤激光器，激光器2发出的激光光束经过准直镜3准直成6mm左右的准直光，以便于光束传输，激光束经过分光系统，分光系统由两片分束镜4和一片反射镜6组成，激光器，分成三路光束质量和能量基本一致的三束激光束，分光系统是一组光学镜片，依据光学镀膜设计分配透射和反射光的比例，第一片分束镜4，依据光学镀膜设计分配透射和反射光的比例为33％反射和67％透射，第二片分光束镜4为50％反射和50％透射，最后一片反射镜6为全反射，反射镜6反射率大于99.98％，这样一束光经过分光系统后分成三路分别为33％入射光能量的光，其三束激光束分别经过光束能量调节模块光束能量调节模块输出完全一致，光束能量调节模块由入射光、入射角度调节和透射光组成，入射光通过光束能量调节模块进行调节然后从透射光射出，是指在光路中加入一片特殊设计的光学镜片，它上面镀了光学薄膜，使得透过的光能量与入射的角度呈线性关系，然后在机械上增加楔形角度微调结构来微调入射光角度实现输出能量精确微调的目的，三束光分别经过聚焦镜聚焦成高能量的点以便实施三束激光同时加工。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多头激光切割头，包括底座(7)，其特征在于，所述底座(7)一侧安装准直镜(3)且准直镜(3)顶端连接带有连接头(1)的激光器(2)；所述底座(7)内部设置分束镜(4)和反射镜(6)，且所述分束镜(4)与准直镜(3)内部连通；所述底座(7)底端安装切割头(8)，所述切割头(8)底端安装喷嘴(11)；所述切割头(8)内部设置聚焦镜(9)，所述聚焦镜(9)与设置在切割头(8)侧壁的调节螺母(10)连接；所述切割头(8)与底座(7)之间设置光束调节器(5)，所述光束调节器(5)与分束镜(4)、反射镜(6)连通。
2.根据权利要求1所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述准直镜(3)内部安装准直镜片(31)，所述喷嘴(11)轴心设有光束孔(111)。
3.根据权利要求1或2所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述准直镜片(31)将激光器(2)发射的激光束准直到分束镜(4)与反射镜(6)的中心，所述分束镜(4)、反射镜(6)与准直镜(3)的中心均处于同一条直线上。
4.根据权利要求1或3所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述底座(7)内部设置分束镜(4)、反射镜(6)的总数与切割头(8)的总数相同；激光束经过分束镜(4)、反射镜(6)折射到切割头(8)的轴心。
5.根据权利要求1所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述切割头(8)为一种圆柱形结构的切割头(8)且底座(7)底端安装多个切割头(8)。
6.根据权利要求1或5所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述切割头(8)的底端对称设置若干个调节螺母(10)。
7.根据权利要求1所述的一种多头激光切割头，其特征在于，所述喷嘴(11)为设置为锥形结构。
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