CN109202304A - 一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及千瓦级光纤激光切割机自适应调焦切割头技术领域，尤其为一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，包括底座，所述底座内部为腔体并且内部设有集尘盒，底座的侧壁螺纹有合页铰链，合页铰链的另一连接部螺纹底座盖板，底座的底部固定设有支撑杆，支撑杆远离的端部固定设有锁紧万象轮，底座的基面中间位置设有开口，开口的四个内壁并且位于底座基面上均固定设有四个连接杆，四个连接杆远离开口的内壁的端部固定连接有工作台。本发明的千瓦级光纤激光切割机自适应调焦切割头，既能提高调节精度，实现了自动化操作，大大提高了工作效率，也能简化结构，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及千瓦级光纤激光切割机自适应调焦切割头技术领域，尤其涉及一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法。
背景技术
在机械行业中，经常切割薄金属板材，不锈钢板材，铝板，碳钢板，传统的火焰切割，等离子切割，使得产品容易有毛刺，在加工精度，切割质量方面存在一定的技术缺陷,因此光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割，速度快，精度高，纤激光切割机是利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机，光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割，光纤激光切割机它既可做平面切割，也可做斜角切割加工，且边缘整齐、平滑，适用于金属板等高精度的切割加工，同时加上机械臂可以进行三维切割代替原本进口的五轴激光。
但是，随着激光技术的不断发展，现在的光纤激光切割机已经逐步取代了气体激光切割机，现有的光纤激光切割机，需要手动调节激光切割焦点，以适应不同材质、不同厚度的板材，造成调节精度低、效率低。
综上所述，本发明提出一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法来改善存在的此类问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，包括底座，所述底座内部为腔体并且内部设有集尘盒，所述底座的侧壁螺纹有合页铰链，所述合页铰链的另一连接部螺纹底座盖板，所述底座的底部固定设有支撑杆，所述支撑杆远离的端部固定设有锁紧万象轮，所述底座的基面中间位置设有开口，所述开口的四个内壁并且位于底座基面上均固定设有四个连接杆，四个所述连接杆远离开口的内壁的端部固定连接有工作台，所述底座的基面并且位于工作台的右侧螺纹连接有垂直于底座基面的竖杆，所述竖杆远离底座的端部固定连接有控制面板，所述底座的基面并且位于工作台的左侧固定设有第一直线电机底座，所述第一直线电机底座远离底座的端部固定设有第一直线电机，所述第一直线电机上螺纹连接有第一控制器，所述第一直线电机上固定设有第一伸缩电机杆，所述第一伸缩电机杆远离第一直线电机的端部固定连接有光纤激光切割机头，所述激光切割机头的侧壁螺纹连接有滑块，所述滑块连接有导轨，所述导轨螺纹连接在固定板上，所述固定板固定连接并且垂直于底座的基面上，所述激光切割机头的侧壁上螺纹连接有连接盒，所述连接盒从上到下依次设有第一进水口、第一出水口和进气口，所述激光切割机头的内部开设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽的内部固定设有第二直线电机，所述第二直线电机上固定设有第二控制器，所述第二直线电机上固定设有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆延伸至第二凹槽内部一定的距离，所述第二伸缩杆在第二凹槽内部的端部连接有冷却水循环盒，所述冷却水循环盒上固定设有第二进水口和第二出水口，所述冷却水循环盒远离第二伸缩杆的端面固定连接有变曲率镜，所述变曲率镜远离第二出水口的侧壁上固定设有转轴，所述转轴远离变曲率镜的端部螺纹连接在第二凹槽的内部，所述第二凹槽的内部并且位于变曲率镜下方依次固定设有聚焦镜、保护镜盒和割嘴，所述保护镜盒延伸至激光切割机头的外部，所述割嘴固定设置在激光切割机头与底座基面靠近的端部，所述割嘴并且在激光切割机头的端部设有急气喷头和红外线感应器，所述急气喷头上固定设有第一气管，所述第一气管位于第三凹槽的内部，所述第一气管远离急气喷头的端部固定连接在进气口上，所述激光切割机头与远离连接盒的侧壁固定设有光纤连接块，所述光纤连接块与第二凹槽为贯通状态，所述光纤连接块的内部固定设有光束，所述第二进水口上固定设有第一水管，所述第一水管的固定连接在第一进水口上，所述第一进水口远离第一水管的端部固定连接有第二水管，所述第二水管远离第一进水口的端部固定连接有水泵，所述水泵固定设置在水箱上，所述第二出水口上固定设有第三水管，所述第三水管的固定连接在第一出水口上，所述第一出水口远离第三水管的端部固定连接有第四水管，所述第四水管远离第一出水口的端部固定连接在第三进水口上，所述第三进水口固定设置在水箱上，所述水箱固定设置在底座的侧壁，所述水箱上并且与底座的侧壁靠近处固定设有气泵，所述气泵上固定设有第二气管，所述第二气管远离气泵的端部固定连接在进气口上。
优选的，所述底座与底座盖板为铰链连接。
优选的，所述支撑杆为四个设置在底座的底部四角处，四个所述支撑杆对应设置四个锁紧万向轮。
优选的，所述第一直线电机的型号为5LF45-5LF50。
优选的，所述第二直线电机优选为微型减速电机型号为DC12V24V。
优选的，所述第一直线电机电性连接有第一控制器，所述第二直线电机电性连接第二控制器，所述控制面板均电性连接第一控制器、第二控制器、水泵、红外线感应器和气泵。
优选的，所述第二水管、第四水管和第二气管均通过连接块螺纹连接在第一直线电机底座的侧壁。
操作步骤：
步骤一：将千瓦级光纤激光切割机通电，同时第一直线电机第一控制器，第二直线电机、第二控制器，制面板、水泵和气泵也进行通电。
步骤二：通过控制控制面板，在第一直线电机电性连接有第一控制器，第二直线电机电性连接第二控制器，控制面板均电性连接第一控制器、第二控制器、红外线感应器、水泵和气泵的状态下进行运行。
步骤三：在运行的前对控制面板进行调控使其第二直线电机的第二伸缩杆的长度使其变曲率镜的角度进行改变进行调焦。
步骤四：工作后恢复到原位进行断电。
与现有技术相比，本发明提出了一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法,具有以下有益效果：
1、通过设置保护镜盒：用于将外界与切割头内部光路隔绝，保证光路密封，防止灰尘和杂质进入光路，延长光纤切割头的使用寿命。
2、通过设置传感器及控制面板：能使切割头与工件表面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获得最佳的切割质量提供保证。
3.通过设置开口、集尘盒和急气喷头的相互作用，高速气流，将融熔材料吹走，方便了收集同时也保证了切割的质量。
4、通过在运行的前对控制面板进行调控使其第二直线电机的第二伸缩杆的长度使其变曲率镜的角度进行改变进行调焦，能够实现自适应调焦，既能提高调节精度，实现了自动化操作，大大提高了工作效率，也能简化结构，降低成本。
本发明中，该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明既能提高调节精度，实现了自动化操作，大大提高了工作效率，也能简化结构，降低成本。
附图说明
图1为本发明提出的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法的整体结构示意图。
图2为本发明提出的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法的激光切割机头剖面结构示意图。
图3为本发明提出的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法的底座俯视结构示意图。
图4为本发明提出的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法的电性连接结构示意图。
图中：1底座、2集尘盒、3合页铰链、4底座盖板、5支撑杆、6锁紧万象轮、7开口、8连接杆、9工作台、10竖杆、11控制面板、12第一直线电机底座、13第一直线电机、14第一控制器、15第一伸缩电机杆、16激光切割机头、17滑块、18导轨、19固定板、20连接盒、21第一进水口、22第一出水口、23进气口、24第一凹槽、25第二凹槽、26第三凹槽、27第二直线电机、28第二控制器、29第二伸缩杆、30冷却水循环盒、31第二进水口、32第二出水口、33变曲率镜、34转轴、35聚焦镜、36保护镜盒、37割嘴、38急气喷头、39红外线感应器、40第一气管、41光纤连接块、42光束、43第一水管、44第二水管、45水泵、46水箱、47第三水管、48第四水管、49第三进水口、50气泵、51第二气管、52连接块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
请参照图1-4，一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，包括底座1，所述底座1内部为腔体并且内部设有集尘盒2，所述底座1的侧壁螺纹有合页铰链3，所述合页铰链3的另一连接部螺纹底座盖板4，所述底座1的底部固定设有支撑杆5，所述支撑杆5远离的端部固定设有锁紧万象轮6，所述底座1的基面中间位置设有开口7，所述开口7的四个内壁并且位于底座1基面上均固定设有四个连接杆8，四个所述连接杆8远离开口7的内壁的端部固定连接有工作台9，所述底座1的基面并且位于工作台9的右侧螺纹连接有垂直于底座1基面的竖杆10，所述竖杆10远离底座1的端部固定连接有控制面板11，所述底座1的基面并且位于工作台9的左侧固定设有第一直线电机底座12，所述第一直线电机底座12远离底座1的端部固定设有第一直线电机13，所述第一直线电机13上螺纹连接有第一控制器14，所述第一直线电机13上固定设有第一伸缩电机杆15，所述第一伸缩电机杆15远离第一直线电机13的端部固定连接有光纤激光切割机头16，所述激光切割机头16的侧壁螺纹连接有滑块17，所述滑块17连接有导轨18，所述导轨18螺纹连接在固定板19上，所述固定板19固定连接并且垂直于底座1的基面上，所述激光切割机头16的侧壁上螺纹连接有连接盒20，所述连接盒20从上到下依次设有第一进水口21、第一出水口22和进气口23，所述激光切割机头16的内部开设有第一凹槽24、第二凹槽25和第三凹槽26，所述第一凹槽24的内部固定设有第二直线电机27，所述第二直线电机27上固定设有第二控制器28，所述第二直线电机27上固定设有第二伸缩杆29，所述第二伸缩杆29延伸至第二凹槽25内部一定的距离，所述第二伸缩杆29在第二凹槽25内部的端部连接有冷却水循环盒30，所述冷却水循环盒30上固定设有第二进水口31和第二出水口32，所述冷却水循环盒30远离第二伸缩杆29的端面固定连接有变曲率镜33，所述变曲率镜33远离第二出水口32的侧壁上固定设有转轴34，所述转轴34远离变曲率镜33的端部螺纹连接在第二凹槽25的内部，所述第二凹槽25的内部并且位于变曲率镜33下方依次固定设有聚焦镜35、保护镜盒36和割嘴37，所述保护镜盒36延伸至激光切割机头16的外部，所述割嘴37固定设置在激光切割机头16与底座1基面靠近的端部，所述割嘴37并且在激光切割机头16的端部设有急气喷头38和红外线感应器39，所述急气喷头38上固定设有第一气管40，所述第一气管40位于第三凹槽26的内部，所述第一气管40远离急气喷头38的端部固定连接在进气口23上，所述激光切割机头16与远离连接盒20的侧壁固定设有光纤连接块41，所述光纤连接块41与第二凹槽25为贯通状态，所述光纤连接块41的内部固定设有光束42，所述第二进水口31上固定设有第一水管43，所述第一水管43的固定连接在第一进水口21上，所述第一进水口21远离第一水管43的端部固定连接有第二水管44，所述第二水管44远离第一进水口21的端部固定连接有水泵45，所述水泵45固定设置在水箱46上，所述第二出水口32上固定设有第三水管47，所述第三水管47的固定连接在第一出水口22上，所述第一出水口21远离第三水管47的端部固定连接有第四水管48，所述第四水管48远离第一出水口22的端部固定连接在第三进水口49上，所述第三进水口49固定设置在水箱46上，所述水箱46固定设置在底座1的侧壁，所述水箱46上并且与底座1的侧壁靠近处固定设有气泵50，所述气泵50上固定设有第二气管51，所述第二气管51远离气泵50的端部固定连接在进气口23上。
所述底座1与底座盖板4为铰链连接。
所述支撑杆5为四个设置在底座1的底部四角处，四个所述支撑杆5对应设置四个锁紧万向轮6。
所述第一直线电机13的优选为5LF45-5LF50。
所述第二直线电机27优选为微型减速电机型号为DC12V24V。
所述第一直线电机13电性连接有第一控制器14，所述第二直线电机27电性连接第二控制器28，所述控制面板11均电性连接第一控制器14、第二控制器28、红外线感应器39、水泵45和气泵50。
所述第二水管44、第四水管48和第二气管51均通过连接块螺纹连接在第一直线电机底座12的侧壁。
操作步骤：
步骤一：将千瓦级光纤激光切割机通电，同时第一直线电机13第一控制器14，第二直线电机27、第二控制器28，制面板11、水泵45和气泵50也进行通电。
步骤二：通过控制控制面板11，在第一直线电机13电性连接有第一控制器14，第二直线电机27电性连接第二控制器28，控制面板11均电性连接第一控制器14、第二控制器28、红外线感应器39、水泵45和气泵50的状态下进行运行。
步骤三：在运行的前对控制面板11进行调控使其第二直线电机27的第二伸缩杆29的长度使其变曲率镜33的角度进行改变进行调焦。
步骤四：工作后恢复到原位进行断电。
本发明中，使用时，将千瓦级光纤激光切割机通电，同时第一直线电机13第一控制器14，第二直线电机27、第二控制器28，制面板11、水泵45和气泵50也进行通电从而通过控制控制面板11，在第一直线电机13电性连接有第一控制器14，第二直线电机27电性连接第二控制器28，控制面板11均电性连接第一控制器14、第二控制器28、红外线感应器39、水泵45和气泵50的状态下进行运行，在运行的前对控制面板11进行调控使其第二直线电机27的第二伸缩杆29的长度使其变曲率镜33的角度进行改变进行调焦，调焦方法：就是在光束进入聚焦镜之前放置一个变曲率发射镜，通过改变变曲率镜背面第二直线电机27的第二伸缩杆29的长度来改变它的曲率，进而改变光束的发散状况，达到焦点上下移动的效果。当第二伸缩杆29的长度增加时，变曲率镜向外弯曲，平行光束经变曲率镜后变得发散，焦点位置向下移动(相对于零焦点)；反之，光束变得收敛，焦点位置向上移动。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)内部为腔体并且内部设有集尘盒(2)，所述底座(1)的侧壁螺纹有合页铰链(3)，所述合页铰链(3)的另一连接部螺纹底座盖板(4)，所述底座(1)的底部固定设有支撑杆(5)，所述支撑杆(5)远离的端部固定设有锁紧万象轮(6)，所述底座(1)的基面中间位置设有开口(7)，所述开口(7)的四个内壁并且位于底座(1)基面上均固定设有四个连接杆(8)，四个所述连接杆(8)远离开口(7)的内壁的端部固定连接有工作台(9)，所述底座(1)的基面并且位于工作台(9)的右侧螺纹连接有垂直于底座(1)基面的竖杆(10)，所述竖杆(10)远离底座(1)的端部固定连接有控制面板(11)，所述底座(1)的基面并且位于工作台(9)的左侧固定设有第一直线电机底座(12)，所述第一直线电机底座(12)远离底座(1)的端部固定设有第一直线电机(13)，所述第一直线电机(13)上螺纹连接有第一控制器(14)，所述第一直线电机(13)上固定设有第一伸缩电机杆(15)，所述第一伸缩电机杆(15)远离第一直线电机(13)的端部固定连接有光纤激光切割机头(16)，所述激光切割机头(16)的侧壁螺纹连接有滑块(17)，所述滑块(17)连接有导轨(18)，所述导轨(18)螺纹连接在固定板(19)上，所述固定板(19)固定连接并且垂直于底座(1)的基面上，所述激光切割机头(16)的侧壁上螺纹连接有连接盒(20)，所述连接盒(20)从上到下依次设有第一进水口(21)、第一出水口(22)和进气口(23)，所述激光切割机头(16)的内部开设有第一凹槽(24)、第二凹槽(25)和第三凹槽(26)，所述第一凹槽(24)的内部固定设有第二直线电机(27)，所述第二直线电机(27)上固定设有第二控制器(28)，所述第二直线电机(27)上固定设有第二伸缩杆(29)，所述第二伸缩杆(29)延伸至第二凹槽(25)内部一定的距离，所述第二伸缩杆(29)在第二凹槽(25)内部的端部连接有冷却水循环盒(30)，所述冷却水循环盒(30)上固定设有第二进水口(31)和第二出水口(32)，所述冷却水循环盒(30)远离第二伸缩杆(29)的端面固定连接有变曲率镜(33)，所述变曲率镜(33)远离第二出水口(32)的侧壁上固定设有转轴(34)，所述转轴(34)远离变曲率镜(33)的端部螺纹连接在第二凹槽(25)的内部，所述第二凹槽(25)的内部并且位于变曲率镜(33)下方依次固定设有聚焦镜(35)、保护镜盒(36)和割嘴(37)，所述保护镜盒(36)延伸至激光切割机头(16)的外部，所述割嘴(37)固定设置在激光切割机头(16)与底座(1)基面靠近的端部，所述割嘴(37)并且在激光切割机头(16)的端部设有急气喷头(38)和红外线感应器(39)，所述急气喷头(38)上固定设有第一气管(40)，所述第一气管(40)位于第三凹槽(26)的内部，所述第一气管(40)远离急气喷头(38)的端部固定连接在进气口(23)上，所述激光切割机头(16)与远离连接盒(20)的侧壁固定设有光纤连接块(41)，所述光纤连接块(41)与第二凹槽(25)为贯通状态，所述光纤连接块(41)的内部固定设有光束(42)，所述第二进水口(31)上固定设有第一水管(43)，所述第一水管(43)的固定连接在第一进水口(21)上，所述第一进水口(21)远离第一水管(43)的端部固定连接有第二水管(44)，所述第二水管(44)远离第一进水口(21)的端部固定连接有水泵(45)，所述水泵(45)固定设置在水箱(46)上，所述第二出水口(32)上固定设有第三水管(47)，所述第三水管(47)的固定连接在第一出水口(22)上，所述第一出水口(21)远离第三水管(47)的端部固定连接有第四水管(48)，所述第四水管(48)远离第一出水口(22)的端部固定连接在第三进水口(49)上，所述第三进水口(49)固定设置在水箱(46)上，所述水箱(46)固定设置在底座(1)的侧壁，所述水箱(46)上并且与底座(1)的侧壁靠近处固定设有气泵(50)，所述气泵(50)上固定设有第二气管(51)，所述第二气管(51)远离气泵(50)的端部固定连接在进气口(23)上。
2.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述底座(1)与底座盖板(4)为铰链连接。
3.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述支撑杆(5)为四个设置在底座(1)的底部四角处，四个所述支撑杆(5)对应设置四个锁紧万向轮(6)。
4.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述第一直线电机(13)的型号为5LF45-5LF50。
5.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述第二直线电机(27)优选为微型减速电机型号为DC12V24V。
6.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述第一直线电机(13)电性连接有第一控制器(14)，所述第二直线电机(27)电性连接第二控制器(28)，所述控制面板(11)均电性连接第一控制器(14)、第二控制器(28)、水泵(45)、红外线感应器(39)和气泵(50)。
7.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，所述第二水管(44)、第四水管(48)和第二气管(51)均通过连接块(52)螺纹连接在第一直线电机底座(12)的侧壁。
8.根据权利要求1所述的一种千瓦级光纤激光切割机用自适应调焦切割头及其操作使用方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤一：将千瓦级光纤激光切割机通电，同时第一直线电机(13)第一控制器(14)，第二直线电机(27)、第二控制器(28)，制面板(11)、水泵(45)和气泵(50)也进行通电。
步骤二：通过控制控制面板(11)，在第一直线电机(13)电性连接有第一控制器(14)，第二直线电机(27)电性连接第二控制器(28)，控制面板(11)均电性连接第一控制器(14)、第二控制器(28)、红外线感应器(39)、水泵(45)和气泵(50)的状态下进行运行。
步骤三：在运行的前对控制面板(11)进行调控使其第二直线电机(27)的第二伸缩杆(29)的长度使其变曲率镜(33)的角度进行改变进行调焦。
步骤四：工作后恢复到原位进行断电。
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