CN109108495B - 一种激光切割头的气路装置 - Google Patents

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Abstract

为了解决现有的激光切割头的气路装置的气流不稳定的问题，本发明提出一种激光切割头的气路装置，其包括：抽屉3、保护镜4、基座5、环形槽6、聚焦喷嘴7，其中，抽屉3的中心卡有保护镜4，基座5上设有凹槽，凹槽正好可以与抽屉3匹配，使得抽屉3能够固定在基座5上，基座5的中心设置圆形空腔，且圆形空腔位于保护镜4的正下方，圆形空腔的直径小于保护镜4的直径；基座5上设有气路接口和导气通道，基座5的圆形空腔中设有环形槽6，环形槽6的上部圆环61上具有上下贯穿多个通孔611，且上部圆环61和凸起台阶62形成的结构的外侧正好能够与基座5的内壁58紧密贴合，凸起台阶62、环形槽6的主体、底部台阶65与底座5的内壁形成环形空腔63。

Description

一种激光切割头的气路装置
技术领域
本发明涉及激光加工设备领域，较为具体的，涉及到一种激光切割头的气路装置。
背景技术
激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千甚至上万摄氏度，使得材料瞬间熔化或汽化，再用高压气体将熔化或汽化物质从切缝中吹走，以达到切割材料的目的。
激光切割作为新型加工产业，在加工领域中占领着越来越重的比例，一款好用的切割头，对激光加工质量效率影响至关重要，因此激光切割头各功能部件的设计、将影像切割质量的最终效果。影像激光切割质量的主要因素有：光束质量、焦点位置、切割气压以及切割速度。
激光切割头一般包括激光输入接头、水冷机构、准直机构、调焦装置、保护镜装置、辅助切割导气装置、高度感应体装置和切割喷嘴几大部分，这几大部分从上到下顺次连接，它们的轴向中心位于同一轴线上。在辅切割导气装置中，传统的激光头内部气道一端被位于进气口上方的保护镜密封，另一端为孔径很小的喷嘴，直通大气。气流直接通过通气接头进入到激光头内部气道，再杂乱无章地从喷嘴流出，辅助激光进行切割。这种吹气方式中的气流是垂直射入激光头内部气道，因此气流在内部传输方向紊乱，气体不能平稳出气，稳定性差，从而降低了辅助激光切割效果。
为了解决以上问题，申请号为CN201620736305.5的实用新型专利提出一种导气座，其包括基座，所述基座上开设有通孔，所述通孔处的内壁上开设有环形槽，所述环形槽一侧开设有气路接口和导气通道，所述导气通道一端与所述气路接口连通，所述导气通道的另一端与所述环形槽连通。但是该专利的导气座仍然存在如下缺点：1、采用两条平行的导气通道，且距离较近，使得两条平行的导气通道的气体进入到环形槽的时候会发生气流对冲，使得气流不够稳定。2、气体从环形槽经过气环的阻挡后，气体从环形间隙直接吹到保护镜上，在此过程中，气流也不够稳定。
发明内容
有鉴于此，为了解决以上问题，本发明提出一种激光切割头的气路装置，其包括：抽屉3、保护镜4、基座5、环形槽6、聚焦喷嘴7，其中，抽屉3的中心卡有保护镜4，基座5上设有凹槽，凹槽正好可以与抽屉3匹配，使得抽屉3能够固定在基座5上，基座5的中心设置圆形空腔，且圆形空腔位于保护镜4的正下方，圆形空腔的直径小于保护镜4的直径；基座5的外形为规则的长方体，基座5上设有气路接口和导气通道，导气通道从基座5的外侧贯穿到内壁58，气路接口51与导气通道52连接；基座5的圆形空腔中设有环形槽6，环形槽6从上到下包括上部圆环61、凸起台阶62、底部台阶65，上部圆环61上具有上下贯穿多个均匀分布的通孔611，且上部圆环61和凸起台阶62形成的结构的外侧正好能够与基座5的内壁58紧密贴合，凸起台阶62、环形槽6的主体、底部台阶65与底座5的内壁形成环形空腔63；底部台阶65固定在固定座8的上表面，且固定座8的中间设有圆形空腔，且圆形空腔的中心与保护镜4的中心在同一条轴线上；固定座8的下表面设有聚焦喷嘴8。
进一步的，导气通道52的中心线与圆形内壁58的法线的呈现一定的夹角，较为优选的，导气通道52的中心线与圆形内壁58的发现的夹角为5°-30°，其目的是使进入内壁中的气流能够尽可能多的流向一边，而不是平均分配，气流尽可能多的流向一边的时候可以增加气流的旋转，提升切割效果。
进一步的，基座上设有两个气路接口和两个导气通道，分别为第一气路接口51和第一导气通道52，第二气路接口53和第二导气通道54。
进一步的，第一气路接口51为从上至下贯穿的通孔，其正好能够与第一导气通道52连接，第一导气通道52从基座5的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座5的内壁58上；第二气路接口53为从上至下贯穿的通孔，其正好能够与第二导气通道54连接，第二导气通道54从基座5的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座5的内壁58上。
进一步的，基座5上的导气通道的外侧通过工艺堵头55(图中未画出)进行密封；较为具体的，工艺堵头55为螺丝、硅胶塞、螺纹塞等。
进一步的，在第二气路接口53处设有压力传感器56，压力传感器56与PLC电性连接，用于检测基座5内部的压力。
进一步的，基座5的一侧设有指示灯57，指示灯57与PLC电性连接，当基座5内部的压力过大时，指示灯亮，发出警报。
进一步的，聚焦喷嘴7中含有通孔711，其目的在于减轻整个聚焦喷嘴7的重量。
进一步的，聚焦喷嘴7分为第一聚焦喷嘴71和第二聚焦喷嘴72，其中，第一聚焦喷嘴71的内径大于第二聚焦喷嘴72的内径。
进一步的，第一聚焦喷嘴71与第二聚焦喷嘴72之间可以通过其他连接件进行连接。
进一步的，所述的激光切割头的气路装置，还包括固定块2，固定块2与抽屉3的抽拉部分连接。
进一步的，所述的激光切割头的气路装置，还包括盖板1，盖板1位于抽屉3的上方，用于固定抽屉3。
本发明的激光切割头的气路装置的工作原理如下：切割气体从第一气路接口51进入到第一导气通道52，然后进入到凸起台阶62、环形槽6的主体、底部台阶65与底座5的内壁形成环形空腔63，当切割气体将整个环形空腔63充满后，切割气体通过上部圆环61的通气孔611形成旋转气流向上运动，当旋转气流触碰到保护镜4的下底面时，会被保护镜4的下底面阻挡从而改变气流的方向，使得气流沿着聚焦喷嘴的方向流动。采用本发明的激光切割头气路装置，改变了传统的激光切割头的气路结构，使得气流更加稳定，不但可以吹走熔渣、起到激光切割时的冷却作用，同时还能够防止激光切割头中浸入灰尘等杂质，延长激光切割头的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的激光切割头的气路装置的剖视图。
图2为本发明的激光切割头的气路装置的立体图。
图3为本发明的激光切割头的气路装置的爆炸图。
图4为本发明的激光切割头的气路装置的爆炸图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
具体实施案例1：
一种激光切割头的气路装置，其包括：抽屉3、保护镜4、基座5、环形槽6、聚焦喷嘴7，其中，抽屉3的中心卡有保护镜4，基座5上设有凹槽，凹槽正好可以与抽屉3匹配，使得抽屉3能够固定在基座5上，基座5的中心设置圆形空腔，且圆形空腔位于保护镜4的正下方，圆形空腔的直径小于保护镜4的直径；基座5的外形为规则的长方体，基座5上设有气路接口和导气通道，导气通道从基座5的外侧贯穿到内壁58，气路接口51与导气通道52连接；基座5的圆形空腔中设有环形槽6，环形槽6从上到下包括上部圆环61、凸起台阶62、底部台阶65，上部圆环61上具有上下贯穿多个均匀分布的通孔611，且上部圆环61和凸起台阶62形成的结构的外侧正好能够与基座5的内壁58紧密贴合，凸起台阶62、环形槽6的主体、底部台阶65与底座5的内壁形成环形空腔63；底部台阶65固定在固定座8的上表面，且固定座8的中间设有圆形空腔，且圆形空腔的中心与保护镜4的中心在同一条轴线上；固定座8的下表面设有聚焦喷嘴8。
其中，基座上设有两个气路接口和两个导气通道，分别为第一气路接口51和第一导气通道52，第二气路接口53和第二导气通道54。第一气路接口51为从上至下贯穿的通孔，其正好能够与第一导气通道52连接，第一导气通道52从基座5的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座5的内壁58上；第二气路接口53为从上至下贯穿的通孔，其正好能够与第二导气通道54连接，第二导气通道54从基座5的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座5的内壁58上。基座5上的导气通道的外侧通过工艺堵头55(图中未画出)进行密封。在第二气路接口53处设有压力传感器56，压力传感器56与PLC电性连接，用于检测基座5内部的压力。基座5的一侧设有指示灯57，指示灯57与PLC电性连接，当基座5内部的压力过大时，指示灯亮，发出警报。
聚焦喷嘴7中含有通孔711，其目的在于减轻整个聚焦喷嘴7的重量，聚焦喷嘴7分为第一聚焦喷嘴71和第二聚焦喷嘴72，其中，第一聚焦喷嘴71的内径大于第二聚焦喷嘴72的内径。第一聚焦喷嘴71与第二聚焦喷嘴72之间可以通过其他连接件进行连接。
所述的激光切割头的气路装置，还包括固定块2和抽屉3，固定块2与抽屉3的抽拉部分连接；盖板1位于抽屉3的上方，用于固定抽屉3。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种激光切割头的气路装置，其包括：抽屉（3）、保护镜（4）、基座（5）、环形槽（6）、聚焦喷嘴（7），其中，抽屉（3）的中心卡有保护镜（4），基座（5）上设有凹槽，凹槽与抽屉（3）匹配，使得抽屉（3）固定在基座（5）上，基座（5）的中心设置圆形空腔，且圆形空腔位于保护镜（4）的正下方，圆形空腔的直径小于保护镜（4）的直径；基座（5）的外形为规则的长方体，基座（5）上设有气路接口和导气通道，导气通道从基座（5）的外侧贯穿到内壁（58），气路接口与导气通道连接；其特征在于：基座（5）的圆形空腔中设有环形槽（6），环形槽（6）从上到下包括上部圆环（61）、凸起台阶（62）、底部台阶（65），上部圆环（61）上具有上下贯穿多个均匀分布的通孔一（611），且上部圆环（61）和凸起台阶（62）形成的结构的外侧正好能够与基座（5）的内壁（58）紧密贴合，凸起台阶（62）、环形槽（6）的主体、底部台阶（65）与基座（5）的内壁形成环形空腔（63）；底部台阶（65）固定在固定座（8）的上表面，且固定座（8）的中间设有圆形空腔，且圆形空腔的中心与保护镜（4）的中心在同一条轴线上；固定座（8）的下表面设有聚焦喷嘴（7）；导气通道的中心线与圆形内壁（58）的法线的呈现一定的夹角；基座（5）上的导气通道的外侧通过工艺堵头（55）进行密封；基座上设有两个气路接口和两个导气通道，分别为第一气路接口（51）和第一导气通道（52），第二气路接口（53）和第二导气通道（54）；第一气路接口（51）为从上至下贯穿的通孔二，其正好能够与第一导气通道（52）连接，第一导气通道（52）从基座（5）的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座（5）的内壁（58）上；第二气路接口（53）为从上至下贯穿的通孔三，其正好能够与第二导气通道（54）连接，第二导气通道（54）从基座（5）的外侧的对角线上打入，并一直贯穿到基座（5）的内壁（58）上。
2.如权利要求1所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：在第二气路接口（53）处设有压力传感器（56），压力传感器（56）与PLC电性连接，用于检测基座（5）内部的压力。
3.如权利要求1所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：基座（5）的一侧设有指示灯（57），指示灯（57）与PLC电性连接，当基座（5）内部的压力过大时，指示灯亮，发出警报。
4.如权利要求1所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：聚焦喷嘴（7）中含有通孔四（711），以减轻整个聚焦喷嘴（7）的重量。
5.如权利要求1所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：聚焦喷嘴（7）分为第一聚焦喷嘴（71）和第二聚焦喷嘴（72），其中，第一聚焦喷嘴（71）的内径大于第二聚焦喷嘴（72）的内径。
6.如权利要求5所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：第一聚焦喷嘴（71）与第二聚焦喷嘴（72）之间通过连接件进行连接。
7.如权利要求1所述的激光切割头的气路装置，其特征在于：所述的激光切割头的气路装置，还包括固定块（2），固定块（2）与抽屉（3）的抽拉部分连接。
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