CN109773331A - 一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，包括激光切割头（5），该激光切割头（5）包括防撞机构（51）、光路组件（52），光路组件（52）的上端通过连接法兰（53）与防撞机构（51）固定连接，防撞机构（51）安装在旋转轴主体（1）、第一弯头（2）、第一弯头（2）、驱动组件（4）构成的旋转轴组件的下端，驱动组件（4）安装在旋转轴主体（1）的旋转轴主体外壳（13）的外侧且旋转轴主体（1）的下端与第一弯头（2）的竖直端相连接，第一弯头（2）的水平端与第二弯头（3）的水平端相连且第二弯头（3）的竖直端与防撞机构（51）的上端相连接。本发明的激光切割装置能够内部导光、防撞并解决管路缠绕问题。

Description

一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，具体地说是一种能够防止旋转轴与外部光路干涉且能解决水电气管路在旋转轴上绕设问题、具有防撞保护功能并能够对激光聚焦镜片清洁和散热的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置。

背景技术

随着激光加工技术的发展，在激光加工技术领域对三维加工的需求越来越多，目前的三维激光加工设备，一般都是由三个直线轴加两个旋转轴以及外部光路构成三维五轴激光加工系统，外部光路与旋转轴各自独立的结构，在实际生产中当旋转轴运动时易与外部光路组件发生干涉，影响旋转轴的运动从而限制激光加工设备的有效加工范围，同时为了使激光切割设备能正常工作，一般都会有多条水电气管路需要通过两个旋转轴传递到激光切割头，在现有技术中水电气管路一般是直接绕设在旋转轴外部，旋转轴转动时这些管路也跟着一起转动，这样就会有三个问题，一是旋转轴带动这些管路无规律的来回旋转，容易使路线发生故障，二是多条管路绕设在旋转轴外部不利于旋转轴的维护和修理，三是绕在旋转轴外部的管路会影响设备美观。另外现有的激光切割装置难以实现多方向、多角度防撞，且经碰撞后复位不理想。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够防止旋转轴与外部光路干涉且能解决水电气管路在旋转轴上绕设问题、具有防撞保护功能并能够对激光聚焦镜片清洁和散热的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置；该激光切割装置不仅具有良好的防撞性能，还能有效冷却激光聚焦镜片，提高镜片使用效果，延长镜片使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，包括激光切割头，其特征在于：所述的激光切割头包括防撞机构、光路组件，光路组件的上端通过连接法兰与防撞机构固定连接，防撞机构安装在旋转轴主体、第一弯头、第一弯头、驱动组件构成的旋转轴组件的下端，所述的驱动组件安装在旋转轴主体的旋转轴主体外壳的外侧且旋转轴主体的下端与第一弯头的竖直端相连接，第一弯头的水平端与第二弯头的水平端相连且第二弯头的竖直端与防撞机构的上端相连接；激光束从旋转轴主体的上方沿旋转轴主体外壳的中轴线竖直入射到第一弯头的反射部件上，经第一弯头的反射部件反射后的激光束沿第一弯头的水平中轴线水平入射到第二弯头的反射部件上，经第二弯头的反射部件反射后的激光束沿第二弯头的竖直中轴线方向竖直入射到防撞机构中并沿防撞机构的中轴线竖直入射到光路组件的切割嘴中进行切割作业，使得该激光切割装置具有内导光功能。

所述的旋转轴主体外壳内设有第一传动轴且第一弯头的第一弯头外壳内设有第二传动轴B，套置在第一传动轴上的管路引导弹簧A的上端相对固定在旋转轴主体外壳上且管路引导弹簧A的下端相对固定在第一传动轴上跟随第一传动轴来回转动，第一弯头外壳的上端固定安装在第一传动轴的下端并跟随第一传动轴运动，套置在第二传动轴B上的管路引导弹簧B的一端相对固定在第一弯头外壳上且管路引导弹簧B的另一端相对固定在第二传动轴B上跟随第二传动轴B来回转动，第二弯头的第二弯头外壳固定在第二传动轴B的一端并跟随第二传动轴B运动；固定绕设在管路引导弹簧A上的水电气管路进入第一弯头内后缠绕在管路引导弹簧B上且从管路引导弹簧B的末端直接进入第二弯头内；该旋转轴组件组件使用时，第一传动轴带动第一弯头运动且第二传动轴B带动第二弯头运动，使得管路引导弹簧A上的水电气管路相对第一弯头外壳静止且管路引导弹簧B上的水电气管路相对第二弯头外壳静止。

所述的第二传动轴B由第二传动轴A驱动，第二传动轴A同轴套设在第一传动轴的内腔中且两者之间通过角接触球轴承连接，在第二传动轴A的下端外侧套设有锁紧螺母A，锁紧螺母A用于固定第一传动轴和第二传动轴A之间的角接触球轴承。

所述第二传动轴A的顶端高于第一传动轴的顶端且高出部分设置有第二带轮，第二带轮通过传送带与驱动组件中的第二电机驱动端的第二电机带轮相连接，使得第二电机驱动第二传动轴A转动；所述第二传动轴A的下端凸出第一传动轴的内腔且凸出部分设置有第三带轮，与第二传动轴A的下端相对应的第二传动轴B的一端设置有第四带轮，第三带轮上的皮带通过设置在第一弯头外壳的内腔中的涨紧机构与第四带轮相连接，以将第二传动轴A的旋转运动传递给第二传动轴B。

所述第二传动轴A的内部中空的通道和第二传动轴B的内部中空的通道皆是激光光路通道；激光束从旋转轴主体的上方沿第二传动轴A的中轴线竖直入射到第一弯头的反射部件上，经第一弯头的反射部件反射后的激光束沿第二传动轴B的中轴线水平入射到第二弯头的反射部件上，经第二弯头的反射部件反射后的激光束沿第二弯头的竖直中轴线方向入射到激光切割头中；使得该旋转轴组件具有内导光功能。

所述第一传动轴的顶端设置有第一带轮，第一带轮通过传送带与驱动组件中的第一电机驱动端的第一电机带轮相连接，使得第一电机驱动第一传动轴转动。

所述第一传动轴的外壁上段、下段分别设有圆柱形套筒，第一传动轴上段的圆柱形套筒通过交叉滚子轴承A、下段的圆柱形套筒通过圆柱滚子轴承分别与旋转轴主体外壳的内壁固定相连；所述的交叉滚子轴承A包括交叉滚子轴承A的内圈和交叉滚子轴承A的外圈，其中交叉滚子轴承A的内圈固定套设在第一传动轴上段的圆柱形套筒的外侧，交叉滚子轴承A的外圈紧贴旋转轴主体外壳的内壁并与其固定连接。

所述交叉滚子轴承A的外圈的底部固定设置有一月牙形管路转向机构，该管路转向机构由上下两个管路转向块构成且上下两个管路转向块中各有四条对应设置的管路凹槽，将两个管路转向块拼装在一起就形成了四条贯穿管路转向机构内部的管路通道A，四条管路通道A的入口在管路转向机构的外侧且管路通道A的入口对应的旋转轴主体外壳上设有通孔B、管路通道A的出口设置在管路转向机构的内侧且在该出口处设置有管路接头A；所述管路转向机构的下方有配套使用的圆柱头螺钉和锁紧螺母B，圆柱头螺钉和锁紧螺母B配合使用将管路引导弹簧A的起始段固定在管路转向机构的底部。

所述第一传动轴下段的圆柱形套筒的凸台本体上设有固定管路引导弹簧A的弹簧固定板，且在该凸台本体的上下侧分别设有管路接头B和管路接头C，水电气管路顺着管路引导弹簧A一直延伸到弹簧固定板处，然后经过管路接头B进入到第一传动轴下段的圆柱形套筒的凸台本体上沿圆周方向分布的多个轴向通孔中，水电气管路穿过轴向通孔后由管路接头C输出。

所述的第三带轮和第四带轮的中轴线相互垂直，且与第三带轮和第四带轮配套使用的涨紧机构固定设置在第一弯头外壳的内壁上，第三带轮上绕设的皮带绕过涨紧机构上的惰轮后又绕设在第四带轮上，且与涨紧机构对应的第一弯头外壳上设有相应的U形通孔，通过该U形通孔能够从第一弯头的外部对其内部的涨紧机构进行调节。

所述的驱动组件设置在旋转轴主体外壳的一侧，驱动组件包括第一电机、第二电机、电机外罩、电机安装板和水电气连接板，用于分别安装第一电机和第二电机的电机安装板皆位于电机外罩的上部，且两块电机安装板之间设有一水电气连接板，且水电气连接板上设有提供水电气管路由外部进入旋转轴组件内部通道的通孔A；所述的第一电机和第二电机分别通过各自对应的传动部件去带动第一传动轴和第二传动轴A转动。

所述第一弯头外壳的A端口通过第一传动轴与旋转轴主体同轴连接，A端口与第一传动轴的下端固定相连使得第一传动轴能够带动第一弯头外壳旋转；所述第一弯头外壳的B端口通过第二传动轴B与第二弯头外壳连接且第二传动轴B能够带动第二弯头外壳旋转。

所述A端口的中轴线和B端口的中轴线垂直相交且在两条中轴线相交的位置处设置有第一镜座安装板，第一镜座安装板与两条中轴线的夹角均为°且第一镜座安装板安装有带第一镜片的第一镜座，第一镜片所在的位置为两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴A中心的通孔入射到第一镜片上并经过第一镜片的反射沿B端口的中轴线方向入射到第二弯头中。

所述第一镜座安装板的下方设有第一镜座外壳，第一镜座外壳与第一镜座安装板平行设置且第一镜座外壳固定安装在第一弯头外壳上，使得第一弯头外壳的内部形成一个封闭的腔体。

所述第一弯头外壳的内部设有一邻近第一弯头外壳的B端口的圆柱形腔体且圆柱形腔体的中轴线与B端口的中轴线重合；所述圆柱形腔体上的远离B端口一端的底部设有能够将水电气管路引入圆柱形腔体内部的通孔C。

所述第二传动轴B同轴设置在圆柱形腔体中且两者之间通过轴承连接，其中第二传动轴B靠近A端口的一端设置有深沟球轴承且另一端设置有交叉滚子轴承B，交叉滚子轴承B包括交叉滚子轴承B的内圈和交叉滚子轴承B的外圈，交叉滚子轴承B的外圈固定安装在B端口处的第一弯头外壳的内壁上，交叉滚子轴承B的内圈固定套设在第二传动轴B上且与第二传动轴B端部的环形凸台固定连接，第二传动轴B端部的环形凸台与第二弯头固定连接。

所述的管路引导弹簧B套置在圆柱形腔体和第二传动轴B之间的第二传动轴B上，管路引导弹簧B的起始段固定在远离B端口的圆柱形腔体的端面内壁、管路引导弹簧B的末段固定在第二传动轴B上的管路导槽上，管路导槽紧靠交叉滚子轴承B的内圈设置且固定在交叉滚子轴承B的内圈上。

所述的管路导槽和第二弯头之间有多条管路通道B，管路通道B沿轴向依次穿过管路导槽、交叉滚子轴承B的内圈、第二传动轴B的端部凸台、第二弯头外壳的C端口的端面；所述管路通道B的入口在管路导槽上且管路通道B出口在第二弯头外壳的端面内壁内，在管路通道B的出口处设置有管路接头D。

所述第二弯头外壳的C端口通过第二传动轴B与第一弯头外壳的B端口同轴连接，C端口与第二传动轴B的一端固定相连使得第二传动轴B能够带动第二弯头外壳旋转；所述第二弯头外壳的D端口与激光切割头同轴连接；使得第二传动轴B通过第二弯头带动激光切割头旋转。

所述C端口的中轴线和D端口的中轴线垂直相交且在两条中轴线相交的位置处设置有第二镜座安装板，第二镜座安装板与两条中轴线的夹角均为°且第二镜座安装板安装有带第二镜片的第二镜座，第二镜座上分别设有第二镜座进水口和第二镜座出水口且第二镜片所在的位置为两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴B中心的通孔入射到第二镜片上并经过第二镜片的反射沿D端口的中轴线方向入射到激光切割头中。

所述第二镜座安装板的下方设有第二镜座外壳，第二镜座外壳与第二镜座安装板平行设置且第二镜座外壳固定安装在第二弯头外壳上，使得第二弯头外壳的内部形成一个封闭的腔体。

所述的第二弯头外壳上设有通孔D且通孔D邻近第二弯头外壳的D端口设置；气路管通过通孔D伸出到第二弯头的外部，在旋转轴组件外部传输一段后又经由光路组件侧壁上设置的气路接头进入光路组件的内部。

所述的防撞机构包括与连接法兰固定连接的防撞座，防撞座的上侧固定安装压盖且压盖的上方依次设置有弹性传动机构和微动开关组件，弹性传动机构中的触点柱与微动开关组件中的环形电路板的底部安装的微动开关一一对应设置且触点柱和微动开关的对应面之间具有间隙，环形电路板通过电路接头和相应的电缆与控制中心相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构致使防撞座会发生瞬时偏转，防撞座偏转时抬起的一侧会依次推动压盖、弹性传动机构中的触点柱产生瞬时偏转，被推起的触点柱会与其上方的微动开关快速接触，使环形电路板上原本接通的环形电路被断开且环形电路被断开的信号通过电路接头和电缆传递给控制中心，控制中心控制激光切割装置停机断电。

所述的微动开关组件包括微动开关、环形电路板和微动开关法兰座，所述的微动开关法兰座为三层同心环形结构且三层环形由内向外水平位置逐渐升高，该微动开关法兰座的中间层内腔为一能够容纳环形电路板的环状凹槽，且环状凹槽的底部设有多个与微动开关一一对应的圆形通孔；所述微动开关法兰座的最外层用于连接第二弯头的竖直端底端且微动开关法兰座的最外层底部设置电路接头，电路接头通过微动开关法兰座的最外层上设置的线槽与环形电路板上的环形电路相连通。

所述的弹性传动机构包括弹簧保持板、宝塔弹簧、触点柱和防尘罩，环状的弹簧保持板固定安装在压盖的上表面，使得弹簧保持板上的圆形通孔和压盖的上表面构成用于安装宝塔弹簧的凹槽，每个宝塔弹簧上端的中心套设一根触点柱且使得该触点柱与微动开关组件中的微动开关一一对应；侧壁为波纹结构以增加弹性空间的防尘罩的上端口套设在微动开关法兰座的中间层的外侧且防尘罩的下端口套设在防撞座的上端外侧。

所述的防撞机构包括与连接法兰固定连接的防撞座，防撞座的内嵌置有基座且基座的底部与防撞座的底板之间设有弹簧，在防撞座的两侧分别设有光电对射传感头，两个光电对射传感头通过嵌置在基座底部的引导光纤完成光电信号的入射和接收且两个光电对射传感头分别通过相应的光纤与光电信号处理模块相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构致使防撞座中的弹簧发生瞬时形变，弹簧发生形变时会顶起上方的基座发生位移，从而带动内嵌在基座下部端面的引导光纤也发生位移，导致引导光纤与其两端的光电对射传感头发生错位，入射端的光电信号无法通过引导光纤传输到接收端，光电信号传输中断，光电信号处理模块识别到该中断信号后立即传输给控制中心，控制中心发出控制信号使激光切割装置停机断电。

所述的防撞座为圆筒状且防撞座底部的环形底板上均匀分布有多个圆形凹槽，且在防撞座的内壁上与圆形凹槽对应的位置处设有弧形凹槽，弧形凹槽和圆形凹槽相配合用于放置相应的弹簧；弹簧的上方放置基座且基座顶部固定在微动开关组件的微动开关法兰座的底部，弹簧能够吸收光路组件传递给防撞机构的大部分的碰撞能量。

所述的基座包括基座本体和基座边沿，基座边沿是设置在基座本体外壁中部的一圈环形边沿且在基座边沿的底面上设有多个与弹簧对应设置的弹簧凹槽，使得弹簧的上端嵌入弹簧凹槽内；所述基座本体的下端面上设有一个用于设置引导光纤的半圆弧凹槽；所述基座边沿的外侧与防撞座的内壁间隙配合且所述基座本体的上部外壁与套置在其上的压盖的内壁滑动配合。

所述的压盖压合在基座边沿和防撞座上端面的上方且与防撞座的上端面通过螺栓固定连接。

所述的防撞机构通过与基座上端连接的法兰盘与第二弯头的竖直端底端固定连接。

所述的光路组件包括自上而下依次固定连接的气路导入件、镜座组件、锥形筒和切割嘴，气路导入件的上端通过连接法兰与防撞机构下端的防撞座固定连接。

所述气路导入件的侧壁上设有沿径向对应设置的沉孔且沉孔中安装有气路接头，在沉孔内设有与沉孔相连通的轴向通孔且轴向通孔的出口在气路导入件的底部端面上。

所述的镜座组件包括镜座本体，在镜座本体上设有对应轴向通孔的轴向沉孔，且在轴向沉孔的孔路上分别设有小径向通孔和其下方的大径向通孔，且小径向通孔和大径向通孔分别位于设置在镜座本体内腔中的激光聚焦镜片的上下两侧。

所述镜座本体的内壁自下而上有两级环形台阶，且在第一级环形台阶上安装激光聚焦镜片，该激光聚焦镜片的厚度刚好等于第一级台阶到第二级台阶的高度，使得激光聚焦镜片的上表面与第二级环形台阶水平，所述激光聚焦镜片的下面和上面各设置有一个密封圈以增强气密性。

所述镜座本体的内腔中设有位于激光聚焦镜片上的隔圈，隔圈与镜座本体的内壁之间有用于气体流通的间隙且隔圈侧壁上均匀分布有用于将小径向通孔导入的气流均匀的引入激光聚焦镜片上方的通孔。

所述的镜座组件包括镜座本体、隔圈、压圈和密封圈，激光聚焦镜片设置在镜座本体的内腔中且激光聚焦镜片的上下侧分别用密封圈密封，隔圈压合在激光聚焦镜片上方的密封圈之上，压圈压合在隔圈的上方并与镜座本体通过螺纹连接，使得隔圈、密封圈和激光聚焦镜片能紧密贴合。

所述的镜座组件包括镜座外壳和连接螺母，镜座外壳套设在镜座本体的外侧；所述连接螺母套设在镜座本体和气路导入件的对接处外侧使得两者实现固定连接。

所述的锥形筒设置在镜座组件中的镜座本体的下方并与镜座本体通过紧固件固定连接；所述的切割嘴固定设置在锥形筒的下端且两者固定相连，切割嘴的侧壁上设有用于输出气体的轴向小孔。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的激光切割装置具有内导光功能，即激光光路是从旋转轴组件的中心通过的，激光束从旋转轴主体1的上方沿旋转轴主体外壳13的中轴线竖直入射到第一弯头2的反射部件上，经第一弯头2的反射部件反射后的激光束沿第一弯头2的水平中轴线水平入射到第二弯头3的反射部件上，经第二弯头3的反射部件反射后的激光束沿第二弯头3的竖直中轴线方向竖直入射到防撞机构51中并沿防撞机构51的中轴线竖直入射到光路组件52的切割嘴524中进行切割作业；因此该激光切割装置采用的旋转轴组件不仅能传动还能在内部导光，结构紧凑。

本发明通过在旋转轴组件内部设置管路转向机构、管路引导弹簧等机构，将多条水电气管路从旋转轴组件内部引到激光切割头，在旋转轴组件运行过程中这些管路不会发生缠绕或损坏，也不会影响旋转轴组件的正常运行，在旋转轴组件外部也看不到这些管路，因此也不会影响美观，有效解决了现有技术中连接激光切割头的旋转轴组件上的管路绕设带来的问题，结构简单巧妙。

本发明的防撞机构中的防撞座的弹簧结构能够吸收大部分撞击能量，防止激光切割头因撞击发生形变；且经过防撞座吸收衰减后的撞击能量依次通过压盖、弹簧保持板和宝塔弹簧传递给触点柱，触点柱触动微动开关发出撞击信号，即激光切割头通过触动微动开关将碰撞信号传递给控制中心，控制中心接收到该信号后控制设备马上停止运行，防止激光切割头发生损坏，同时通过防撞机构中设置的弹簧吸收碰撞能量；环形电路板和微动开关构成的信号反馈单元，结构简单、体积小、安装方便、反应灵敏且成本低，替代了现有技术中由复杂电路实现的撞击信号反馈单元，能迅速的将撞击信号传递给控制中心，使控制中心能快速发出停机命令，当碰撞发生时能实现瞬时停机，保护激光切割设备的安全。

本发明的防撞机构中的防撞座内置的弹簧结构能够吸收大部分撞击能量，防止激光切割头因撞击发生形变；经过防撞座吸收衰减后的撞击能量传递给基座，导致基座发生瞬时位移，从而中断光电对射传感器的传感信号，控制中心将该中断信号识别为碰撞发生信号，即可控制激光加工设备马上停机断电；该切割头通过在防撞机构中内置光电对射传感器，将碰撞信号转化成光电信号传递给控制中心，当碰撞发生时能实现快速的停机断电响应，防止激光切割头发生损坏，保护激光切割设备的安全；具有结构简单、体积小、安装方便、反应灵敏的特点，适宜推广使用。

本发明的激光切割头通过将引入镜座本体中的一条气路在激光聚焦镜片处被分为两路，一路气体（约占总气量的10%-15%）被引导到激光聚焦镜片的上表面且由隔圈上的通孔输出，能够防止灰层落到激光聚焦镜片表面且还能给激光聚焦镜片散热；另一路气体（约占总气量的85%-90%）被引导到激光聚焦镜片的下方，由大径向通孔沿激光聚焦镜片的下表面输出进入锥形筒的内部，该路气体由锥形筒引导且最后由切割嘴上的两个轴向小孔输出吹走切割过程中产生的材料熔渣，保持切割面光洁；该种气路结构能够有效冷却激光聚焦镜片并提高激光聚焦镜片的使用效果，延长激光聚焦镜片的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明的激光切割装置的主视图；

附图2为本发明的激光切割装置的右视图；

附图3为本发明的激光切割装置的后视图及驱动组件的局部剖视放大状态图；

附图4为本发明的第一传动轴的轴测图；

附图5为本发明的旋转轴组件的内部结构示意图及其局部放大图；

附图6为本发明的旋转轴主体与驱动组件的结合状态图及其局部放大图；

附图7为本发明的旋转轴主体与驱动组件的结合结构的左视剖面图；

附图8为本发明的管路转向机构的轴测图；

附图9为本发明的管路转向机构的爆炸图；

附图10为本发明的管路转向机构的下转向块俯视图；

附图11为本发明的第一弯头的内部结构轴测图；

附图12为本发明的第一弯头的内部结构左视图；

附图13为本发明的第一弯头的左视图；

附图14为本发明的第一弯头的轴测图；

附图15为本发明的第一弯头的主视图；

附图16为本发明的第一弯头的主视A-A向剖视图及其局部放大图；

附图17为本发明的第一弯头隐藏第一镜座外壳的轴测图；

附图18为本发明的第二弯头的轴测图；

附图19为本发明的第二弯头隐藏第二镜座外壳的主视图；

附图20为本发明的第二弯头隐藏第二镜座外壳和第二镜座的主视图；

附图21为本发明的第二弯头的后视图；

附图22为本发明的第二弯头隐藏其外壳的左视图；

附图23为本发明的第二弯头的仰视图；

附图24为本发明的第二镜座及其安装板的组合结构示意图；

附图25为本发明的机械防撞式激光切割头的结构示意图；

附图26为附图25的激光切割头的轴侧爆炸图；

附图27为附图25的激光切割头的平面爆炸图；

附图28为本发明的光电防撞式激光切割头的结构示意图；

附图29为附图28的激光切割头的轴侧爆炸图；

附图30为本发明的激光切割头的防撞座轴侧图；

附图31为本发明的激光切割头的防撞座安装弹簧的轴侧图；

附图32为本发明的激光切割头的基座仰视图；

附图33为本发明的激光切割头的微动开关法兰座主视图；

附图34为本发明的激光切割头的微动开关法兰座轴侧图；

附图35为本发明的激光切割头的气路导入件的轴侧图；

附图36为本发明的激光切割头的镜座本体的轴侧图。

其中：1—旋转轴主体；11—第一传动轴；111—第一带轮；112—轴向通孔；113—管路接头B；114—管路接头C；12—第二传动轴A；121—第二带轮；122—第三带轮；13—旋转轴主体外壳；131—通孔B；14—角接触球轴承；15—锁紧螺母A；16—交叉滚子轴承A；161—交叉滚子轴承A的内圈；162—交叉滚子轴承A的外圈；17—圆柱滚子轴承；18—管路转向机构；181—管路凹槽；182—管路通道A；183—管路接头A；184—圆柱头螺钉；185—和锁紧螺母B；19—管路引导弹簧A；191—弹簧固定板；2—第一弯头；21—第一弯头外壳； 211—A端口；212—B端口；213—第一镜座安装板；214—U形通孔；22—第二传动轴B；221—第四带轮；23—第一镜座；24—第一镜座外壳；25—圆柱形腔体；251—通孔C；26—深沟球轴承；27—交叉滚子轴承B；271—交叉滚子轴承B的内圈；272—交叉滚子轴承B的外圈；28—涨紧机构；281—惰轮；29—管路引导弹簧B；291—管路导槽；3—第二弯头；31—第二弯头外壳；311—C端口；312—D端口；313—第二镜座安装板；32—第二镜座外壳；33—第二镜座；331—第二镜座进水口；332—第二镜座出水口；34—管路通道B；35—管路接头D；36—通孔D；4—驱动组件；41—第一电机；411—第一电机带轮；42—第二电机；421—第二电机带轮；43—电机外罩；44—电机安装板；45—水电气连接板；451—通孔A；5—激光切割头；51—防撞机构；511—防撞座；512—弹簧；513—基座；5131—基座本体；5132—基座边沿；5133—凹槽；5134—半圆弧凹槽；514—压盖；515—弹性传动机构；5151—弹簧保持板；5152—宝塔弹簧；5153—触点柱；5154—防尘罩；516—微动开关组件；5161—微动开关；5162—环形电路板；5163—微动开关法兰座；517—圆形凹槽；518—电路接头；519—光电对射传感头；52—光路组件；521—气路导入件；5211—径向沉孔；5212—轴向通孔；522—镜座组件；5221—镜座本体；5222—镜座外壳；5223—连接螺母；5224—隔圈；5225—压圈；5226—密封圈；523—锥形筒；524—切割嘴；5241—轴向小孔；525—气路接头；526—轴向沉孔；5261—小径向通孔；5262—大径向通孔；53—连接法兰；54—激光聚焦镜片；55—法兰盘。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-3、25-29所示：一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，包括激光切割头5，该激光切割头5包括防撞机构51、光路组件52，光路组件52的上端通过连接法兰53与防撞机构51固定连接，防撞机构51安装在旋转轴主体1、第一弯头2、第一弯头2、驱动组件4构成的旋转轴组件的下端，驱动组件4安装在旋转轴主体1的旋转轴主体外壳13的外侧且旋转轴主体1的下端与第一弯头2的竖直端相连接，第一弯头2的水平端与第二弯头3的水平端相连且第二弯头3的竖直端与防撞机构51的上端相连接；激光束从旋转轴主体1的上方沿旋转轴主体外壳13的中轴线竖直入射到第一弯头2的反射部件上，经第一弯头2的反射部件反射后的激光束沿第一弯头2的水平中轴线水平入射到第二弯头3的反射部件上，经第二弯头3的反射部件反射后的激光束沿第二弯头3的竖直中轴线方向竖直入射到防撞机构51中并沿防撞机构51的中轴线竖直入射到光路组件52的切割嘴524中进行切割作业，使得该激光切割装置具有内导光功能。

如图1-5所示：在旋转轴主体外壳13内设有第一传动轴11且第一弯头2的第一弯头外壳21内设有第二传动轴B22，套置在第一传动轴11上的管路引导弹簧A19的上端相对固定在旋转轴主体外壳13上且管路引导弹簧A19的下端相对固定在第一传动轴11上跟随第一传动轴11来回转动，第一弯头外壳21的上端固定安装在第一传动轴11的下端并跟随第一传动轴11运动，套置在第二传动轴B22上的管路引导弹簧B29的一端相对固定在第一弯头外壳21上且管路引导弹簧B29的另一端相对固定在第二传动轴B22上跟随第二传动轴B22来回转动，第二弯头3的第二弯头外壳31固定在第二传动轴B22的一端并跟随第二传动轴B22运动；固定绕设在管路引导弹簧A19上的水电气管路进入第一弯头2内后缠绕在管路引导弹簧B29上且从管路引导弹簧B29的末端直接进入第二弯头3内；该旋转轴组件组件使用时，第一传动轴11带动第一弯头2运动且第二传动轴B22带动第二弯头3运动，使得管路引导弹簧A19上的水电气管路相对第一弯头外壳21静止且管路引导弹簧B29上的水电气管路相对第二弯头外壳31静止。

另外，该旋转轴组件具有内导光功能，其中设置在第一传动轴11中的第二传动轴A12的内部中空的通道和第二传动轴B22的内部中空的通道皆是激光光路通道；激光束从旋转轴主体1的上方沿第二传动轴A12的中轴线竖直入射到第一弯头2的反射部件上，经第一弯头2的反射部件反射后的激光束沿第二传动轴B22的中轴线水平入射到第二弯头3的反射部件上，经第二弯头3的反射部件反射后的激光束沿第二弯头3的竖直中轴线方向入射到激光切割头5中。

下面通过结合附图对本发明提供的旋转轴组件的各个部件进行详细说明来进一步阐述的技术方案。

如图1-3、5、7所示：该旋转轴组件包括旋转轴主体1、第一弯头2、第二弯头3和驱动组件4，旋转轴主体1包括第一传动轴11、第二传动轴A12、旋转轴主体外壳13，第一弯头2包括第一弯头外壳21、第二传动轴B22、第一镜座安装板213和第一镜座外壳24，第二弯头3包括第二弯头外壳31、第二镜座安装板313和第二镜座外壳32，驱动组件4包括第一电机41、第二电机42和电机外罩43。

如图4-7所示：第一传动轴11的上下两段分别设有圆柱形套筒，上段的圆柱形套筒直径小于下段的圆柱形套筒直径，上下两段一体成型，下段的圆柱形套筒的本体内部沿圆周方向分布有多个轴向通孔112；第二传动轴A12是一个圆柱形套筒，第二传动轴A的外径小于第一传动轴的内径且第二传动轴A12内部中空的通道是激光光路通道，第二传动轴A12同轴套设在第一传动轴11内部，第二传动轴A12的顶端高于第一传动轴11的顶端，第二传动轴A12顶端高出第一传动轴11的部分设置有第二带轮121且第一传动轴11的顶端设置有第一带轮111，第一带轮111在第二带轮121的正下方。上述的第一传动轴11和第二传动轴A12之间通过角接触球轴承14连接，两个传动轴之间的上下两端各有一对角接触球轴承14，该轴承的作用是隔离两根传动轴之间的相对运动，使两根传动轴可以各自旋转互不影响；另外第二传动轴A12的下端外侧套设有一个锁紧螺母A15，锁紧螺母A15的作用是固定第一传动轴11和第二传动轴A12之间的角接触球轴承14，避免角接触球轴承14因重力作用向下滑动。

如图5-7所示：旋转轴主体外壳13是一个圆柱形套筒，旋转轴主体外壳13同轴套设在第一传动轴11外部，两者之间通过交叉滚子轴承A16和圆柱滚子轴承17连接，其中交叉滚子轴承A的内圈161固定套设在第一传动轴11上段的圆柱形套筒的外侧，交叉滚子轴承A的外圈162紧贴旋转轴主体外壳13上端内壁并与其固定连接，圆柱滚子轴承17固定套设在第一传动轴11下段的圆柱形套筒的外侧，圆柱滚子轴承17的外侧紧贴旋转轴主题外壳13下端内壁并与其固定连接；交叉滚子轴承A16和圆柱滚子轴承17的作用是为了隔离第一传动轴11和旋转轴主体外壳13之间的相对运动，第一传动轴11是旋转件，旋转轴主体外壳13是固定件。

如图3、5-6、8-10所示：在交叉滚子轴承A的外圈162下方设置有一个月牙形管路转向机构18，该管路转向机构18由上下两个管路转向块构成，这两个管路转向块中各有四条对应设置的管路凹槽181，将两个管路转向块拼装在一起就形成了四条贯穿管路转向机构18内部的管路通道A182，这四条管路通道A182的入口在管路转向机构18外侧，管路通道A182的出口在管路转向机构18内侧，在出口处设置有管路接头A183。另外在旋转轴主体外壳13上有一个通孔B131，该通孔B131与管路转向机构18外侧的四个管路通道A182的入口对应设置。在第一传动轴11上段和旋转轴主体外壳13之间套设有管路引导弹簧A19，用来引导和固定水电气管路。该管路转向机构18下方有三组呈弧形间隔排列的圆柱头螺钉184和与之配套使用的和锁紧螺母B185，这三组圆柱头螺钉184和和锁紧螺母B185用来固定管路引导弹簧A19的起始段，其中每个圆柱头螺钉184上都有一个径向小孔，将管路引导弹簧A19的起始端依次插入这三个圆柱头螺钉184的小孔中，然后用和锁紧螺母B185将圆柱头螺钉184固定在管路转向机构18的下方；管路引导弹簧A19的末段固定在弹簧固定板191上，弹簧固定板191安装在第一传动轴11下段的圆柱形套筒的凸台本体上，管路引导弹簧A19末段的固定方式与起始段相同。

如图1-3、5-7所示：驱动组件4设置在旋转轴主体外壳13的一侧，包括第一电机41、第二电机42和电机外罩43，两台电机分别带动第一传动轴11和第二传动轴A12，电机和传动轴之间通过皮带传动。电机外罩43设置在电机外部，其作用是保护电机，同时也用作连接件，通过电机外罩43能够将整个旋转轴组件连接在激光加工设备上。在电机外罩43的上部有两块电机安装板44，两块电机安装板44分别用来安装固定第一电机41和第二电机42，两块电机安装板44之间有一个水电气连接板45，水电气连接板45上有一个通孔A451，用于提供水电气管路由外部进入旋转轴组件内部的通道。第一电机41的顶端设置有第一电机带轮411且第二电机42的顶端设置有第二电机带轮421。

如图1-3、5、11-17所示：第一弯头2设置在旋转轴主体1的下方，第一弯头外壳21有两个端口，分别是A端口211和B端口212，这两个端口均为圆形端口，A端口211和B端口212的中轴线垂直相交，在两条中轴线相交的位置附近设置有第一镜座安装板213，第一镜座安装板213与两条中轴线的夹角均为45°，第一镜座23安装在第一镜座安装板213上，第一镜片安装在第一镜座23上，第一镜片所在的位置正好是两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴A12中心的通孔入射到第一镜片上，经过第一镜片的反射刚好沿B端口212的中轴线方向入射到第二弯头3中。

如图1-3、5、11-17所示：第一弯头外壳21的A端口211通过第一传动轴11与旋转轴主体1同轴连接，A端口211与第一传动轴11的下端固定连接，第一传动轴11可以带动第一弯头外壳21旋转，第一弯头外壳21的B端口212通过第二传动轴B22与第二弯头外壳31连接，第二传动轴B22可以带动第二弯头外壳31旋转。第一镜座安装板213的下方是第一镜座外壳24，第一镜座外壳24与第一镜座安装板213平行设置，第一镜座外壳24固定安装在第一弯头外壳21上，使第一弯头外壳21的内部形成一个封闭的腔体。第二传动轴B22是一个圆柱形套筒且第二传动轴B22内部中空的通道是激光光路通道，在套筒的一端有一圈环形凸台，第二传动轴B22同轴设置在圆柱形腔体25中且两者之间通过轴承连接，靠近A端口211的一端设置有深沟球轴承26，另一端是交叉滚子轴承B27，交叉滚子轴承B27包括交叉滚子轴承B的内圈271和交叉滚子轴承B的外圈272，其中交叉滚子轴承B的内圈271固定套设在第二传动轴B22上且与第二传动轴B22端部的环形凸台固定连接，进而通过环形凸台与第二弯头3固定连接，交叉滚子轴承B27的外圈272紧贴第一弯头外壳21的B端口212内壁上并与其固定连接。在第二传动轴A12的下端套设有第三带轮122且在第二传动轴B22靠近第二传动轴A12的一端设置有第四带轮221，第四带轮221在圆柱形腔体25一端的外侧；第三带轮122和第四带轮221对应设置且第三带轮122和第四带轮221的中轴线相互垂直，另外在第一弯头外壳21的内壁上设置有两个与第三带轮122和第四带轮221配套使用的涨紧机构28，在第一弯头外壳21上与两个涨紧机构28对应的位置各有一个U形通孔214，通过该U形通孔214能够从第一弯头2的外部对其内部的涨紧机构28进行调节；第三带轮122上绕设的皮带绕过涨紧机构28上的惰轮281后又绕设在第四带轮221上，涨紧机构28用于配合第三带轮122和第四带轮221将第二传动轴A12的旋转运动传递给第二传动轴B22。

如图5、11-17所示：在第二传动轴B22和圆柱形腔体25之间套设有管路引导弹簧B29，用来引导和固定水电气管路。管路引导弹簧B29的起始段固定在远离B端口212的圆柱形腔体25的端面内壁，管路引导弹簧B29的末段固定在管路导槽291上，管路导槽291套设在第二传动轴B22上，管路导槽291的位置紧靠交叉滚子轴承B的内圈271并与交叉滚子轴承B的内圈271固定连接；且管路引导弹簧B29起始段和末段的固定方式与管路引导弹簧A19起始段的固定方式相同。

如图5、11-17所示：在第一弯头外壳21的内部有一个圆柱形腔体25，该圆柱形腔体25靠近B端口212，圆柱形腔体25的中轴线与B端口212的中轴线重合；该圆柱形腔体25在远离B端口212一端的底部有一个通孔C251，该通孔C251用来将水电气管路引入圆柱形腔体25的内部。

如图5、16、18所示：管路导槽291和第二弯头3之间有多条管路通道B34，管路通道B34沿轴向依次穿过管路导槽291、交叉滚子轴承B的内圈271、第二传动轴B22的端部凸台、第二弯头外壳31的C端口311的端面。管路通道B34的入口在管路导槽291上、管路通道B34的出口在第二弯头外壳31的端面内壁，管路通道B34的出口处设置有管路接头D35。

如图1-3、5、18-24所示：第二弯头3设置在第一弯头2的一侧，其有两个端口，分别是C端口311和D端口312，这两个端口均为圆形端口，C端口311和D端口312的中轴线垂直相交，在两条中轴线相交的位置附近设置有第二镜座安装板313，第二镜座安装板313与两条中轴线的夹角均为45°，第二镜座33安装在第二镜座安装板313上，第二镜片安装在第二镜座33上，第二镜片所在的位置正好是两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴B22中心的通孔入射到第二镜片上，经过第二镜片的反射刚好沿D端口312的中轴线方向入射到激光切割头5中。在第二镜座安装板313的下方是第二镜座外壳32，第二镜座外壳32与第二镜座安装板313平行设置，第二镜座外壳32固定安装在第二弯头外壳31上，使第二弯头外壳31的内部形成一个封闭的腔体。C端口311通过第二传动轴B22与第一弯头外壳21的B端口212同轴连接，D端口312与激光切割头5同轴连接，第二传动轴B22能够带动第二弯头3旋转，第二弯头3可以带动激光切割头5旋转。

下面就本发明的旋转轴组件的运动方式对本发明的技术方案做进一步的说明：旋转轴组件的第一传动轴11由第一电机41驱动，第一传动轴11顶端的第一带轮111通过皮带与第一电机41顶端的第一电机带轮411传动连接，第一电机41通过皮带带动第一传动轴11旋转，因第一传动轴11的下端与第一弯头2固定连接，进而带动第一弯头2与其同步旋转，为了叙述方便，现将第一传动轴11带动第一弯头2形成的运动轨迹称为第一运动轨迹。第二传动轴A12由第二电机42驱动，第二传动轴A12顶端的第二带轮121通过皮带与第二电机42顶端的第二电机带轮421传动连接，第二电机42通过皮带带动第二传动轴A12旋转，第二传动轴A12进一步通过依次绕过第三带轮122、涨紧机构28和第四带轮221的皮带，将运动传递给第二传动轴B22，因第二传动轴B22的一端与第二弯头3固定连接，进而带动第二弯头3与其同步旋转。为了叙述方便，现将第二传动轴B22带动第二弯头3形成的运动轨迹称为第二运动轨迹。 因第二传动轴B22与第一弯头2通过深沟球轴承26和交叉滚子轴承B27连接，所以第一弯头2会带动第二传动轴B22沿第一运动轨迹运动，同时第二传动轴B22还能带动第二弯头3沿第二运动轨迹运行，所以第二弯头3最终形成的运动轨迹是第一运动轨迹和第二运动轨迹的叠加轨迹，因激光切割头5与第二弯头3固定连接，所以激光切割头5的实际运动轨迹就是叠加轨迹。

下面就本发明的旋转轴组件中的水电气管路的连接方式做进一步的说明：为了使激光切割设备能正常工作，旋转轴组件中需要穿插一组水电气管路，水电气管路一般从电机外罩43的顶部进入旋转轴组件内部，依次经过旋转轴主体1、第一弯头2和第二弯头3后到达激光切割头5，这一组管路一般包括两条水路、一条电路和一条气路，共计四条管路。其中两条水路包括一条进水管和一条出水管，用于给镜片提供循环冷却水；电路用于给激光切割头5上的防撞机构供电；气路用于给激光切割头5上的高压气嘴供气，高压气嘴用于吹走激光切割时产生的材料熔渣。

其中水电气管路经由电机外罩43顶部的水电气连接板45进入电机外罩43内部，水电气连接板45上有一个圆形通孔A451，水电气管路经由通孔A451进入电机外罩43内部，接着先后经过旋转轴主体外壳13上的通孔B131以及与通孔B131位置对应设置的管路转向机构18进入旋转轴主体外壳13内部，水电气管路由管路转向机构18内侧的管路接头A183输出。从管路接头A183中导出的水电气管路顺着管路引导弹簧A19的走向固定绕设在管路引导弹簧A19上，水电气管路顺着管路引导弹簧A19一直延伸到弹簧固定板191处，然后经过管路接头B113进入到第一传动轴11下段凸台本体内部的轴向通孔112中，穿过轴向通孔112后由管路接头C114输出。从管路接头C114导出的水电气管路直接进入第一弯头2内部，因第一传动轴11与第一弯头2是固定连接的，第一传动轴11在旋转时会带动第一弯头2与其同步旋转，即第一传动轴11在旋转时第一弯头2是与之相对静止的，因此通过第一传动轴11下端凸台内部的轴向通孔112进入第一弯头2中的水电气管路，并不会受到第一传动轴11旋转的影响，第一传动轴11旋转时，第一传动轴11与第一弯头2及其内部的水电气管路都是相对静止的。进入第一弯头2内部的水电气管路经由通孔C251进入圆柱形腔体25内部，然后顺着管路引导弹簧B29的走向固定绕设在管路引导弹簧B29上，水电气管路顺着管路引导弹簧B一直延伸到管路导槽291处，然后穿过管路通道B34后由管路接头D35输出。从管路接头D35导出的水电气管路直接进入第二弯头3内部，因第二传动轴B22与第二弯头3是固定连接的，第二传动轴B22在旋转时会带动第二弯头3与其同步旋转，即第二传动轴B22在旋转时第二弯头3是与之相对静止的，固定安装在第二传动轴B22上的管路导槽291和交叉滚子轴承B内圈271与第二传动轴B22也是相对静止的，因此通过管路通道B34进入第二弯头3中的水电气管路，并不会受到第二传动轴B22旋转的影响，第二传动轴B22旋转时，第二传动轴B22与第二弯头3及管路通道B34内部的水电气管路都是相对静止的。

水电气管路在进入第二弯头3后就彼此分离各自传输，其中两条水管中通入的循环冷却水先后对第二镜座33和第一镜座23进行冷却；电路管与激光切割头5上的电路接头518连接并通过电路接头518将电信号传输到激光切割头5的环形电路板5162上进行供电；或者电路管作为连接光电对射传感头515、光电信号处理模块的光纤使用；气路管通过第二弯头3上的通孔D36伸出到第二弯头3的外部，在旋转轴组件外部传输一小段后又经由激光切割头5侧壁上的气路接头525进入激光切割头5内部，由此将高压气体输送到激光切割头5的切割嘴附近，当激光经由切割嘴输出对工件进行切割时，高压气体将与激光束同轴输出，将切割过程中产生的熔渣迅速吹离切割表面，保证工件的切割面光洁，无熔渣残留。

冷却水通过进水管进入第二弯头3后的流向如下：第二弯头3内的第二镜座进水管、出水管分别与第二镜座23上的第二镜座进水口331和第二镜座出水口332连接，冷却水通过第二镜座进水口331进入第二镜座33中，对第二镜座33进行冷却，然后由第二镜座出水口332流出，第二镜座出水管将第二镜座出水口332流出的冷却水导入到第一镜座23中，即第二镜座出水管经管路通道B34进入第一弯头2中，在第一弯头2中第二镜座出水管与第一镜座23的进水口连接，冷却水由此进入第一镜座23并对第一镜片进行冷却，然后冷却水由第一镜座23的出水口流出，第一镜座23的出水口与第一镜座23的出水管连接，第一镜座23的出水管将冷却过第二镜座33和第一镜座23的冷却水经水电气管路中的出水管输出到旋转轴组件外部，与外部的水冷机相连，外部的水冷机通过进水管和出水管给第一镜座23和第二镜座33提供持续不断的冷却水。

激光切割头5的防撞机构51包括机械防撞式和光电防撞式。

如图25-27所示，机械防撞式的激光切割头5的防撞结构如下：防撞机构51包括与连接法兰53固定连接的防撞座511，防撞座511的上侧固定安装压盖514且压盖514的上方依次设置有弹性传动机构515和微动开关组件516，弹性传动机构515中的触点柱5153与微动开关组件516中的环形电路板5162的底部安装的微动开关5161一一对应设置且触点柱5153和微动开关5161的对应面之间具有间隙，环形电路板5162通过电路接头518和相应的电缆与控制中心相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件52发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构51致使防撞座511会发生瞬时偏转，防撞座511偏转时抬起的一侧会依次推动压盖514、弹性传动机构515中的触点柱5153产生瞬时偏转，被推起的触点柱5153会与其上方的微动开关5161快速接触，使环形电路板5162上原本接通的环形电路被断开且环形电路被断开的信号通过电路接头518和电缆传递给控制中心，控制中心控制激光切割装置停机断电。

在上述机械防撞式激光切割头5的基础上，如图25-27、30-34所示，防撞座511为圆筒状且防撞座511底部的环形底板上均匀分布有多个圆形凹槽517（通常为四个），且在防撞座511的内壁上与圆形凹槽517对应的位置处设有弧形凹槽，弧形凹槽和圆形凹槽517相配合用于放置相应的弹簧512；弹簧512的上方放置基座513且基座513顶部固定在微动开关组件516的微动开关法兰座5163的底部，弹簧512能够吸收光路组件52传递给防撞机构51的大部分的碰撞能量。基座513包括基座本体5131和基座边沿5132，基座边沿5132是设置在基座本体5131外壁中部的一圈环形边沿且在基座边沿5132的底面上设有多个与弹簧512对应设置的弹簧凹槽5133，使得弹簧512的上端嵌入弹簧凹槽5133内；基座边沿5132的外侧与防撞座511的内壁间隙配合，所述基座本体5131的上部外壁与套置在其上的压盖514的内壁滑动配合。弹性传动机构515包括弹簧保持板5151、宝塔弹簧5152、触点柱5153，环状的弹簧保持板5151固定安装在压盖514的上表面，使得弹簧保持板5151上的圆形通孔和压盖514的上表面构成用于安装宝塔弹簧5152的凹槽，每个宝塔弹簧5152上端的中心套设一根触点柱5153且使得该触点柱5153与微动开关组件516中的微动开关5161一一对应。该弹性传动机构515还包括侧壁为波纹结构以增加弹性空间的防尘罩5154，防尘罩5154的上端口套设在微动开关法兰座5163的中间层的外侧且防尘罩5154的下端口套设在防撞座511的上端外侧。微动开关组件516包括微动开关5161、环形电路板5162和微动开关法兰座5163，微动开关法兰座5163为三层同心环形结构且三层环形由内向外水平位置逐渐升高，该微动开关法兰座5163的中间层内腔为一能够容纳环形电路板5162的环状凹槽，且环状凹槽的底部设有多个与微动开关5161一一对应的圆形通孔；微动开关法兰座5163的最外层用于连接第二弯头3的竖直端底端且微动开关法兰座5163的最外层底部设置电路接头518，电路接头518通过微动开关法兰座5163的最外层上设置的线槽与环形电路板5162上的环形电路相连通。

该机械防撞式激光切割头的防撞工作原理为：开启激光加工装置，激光束经由光路传输进入激光切割头5，通过激光切割头5中的激光聚焦镜片54聚焦后形成能量密度极高的激光束，该激光束由切割嘴524输出对工件进行激光切割作业，设备运行过程中，激光切割头5在工件表面上方进行近距离的切割作业，当激光切割头5与工件发生碰撞时，激光切割头5上的防撞机构51会发生瞬时变形，因为激光切割头5分为两部分，下半部分的光路组件52都是刚性结构、上半部分的防撞机构51是柔性结构，故当碰撞发生时光路组件52会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构51，防撞座511中的弹簧512会吸收大部分的碰撞能量，同时防撞座511会发生瞬时偏转，防撞座511偏转时抬起的一侧会依次推动压盖514、宝塔弹簧5152、触点柱5153，被推起的触点柱5153会与其上方的微动开关5161快速接触，使原本接通的环形电路被断开；环形电路被断开的信号通过电路接头518传递给控制中心，控制中心立即控制激光切割设备停机断电，避免设备因切割头的碰撞发生进一步的损坏。待排除碰撞故障后再重新启动设备，这样就能很好的保护激光加工设备。

如图28-29所示，光电防撞式的激光切割头5的防撞结构如下：防撞机构51包括与连接法兰53固定连接的防撞座511，防撞座511的内嵌置有基座513且基座513的底部与防撞座511的底板之间设有弹簧512，在防撞座511的两侧分别设有光电对射传感头519，两个光电对射传感头519通过嵌置在基座513底部的引导光纤完成光电信号的入射和接收且两个光电对射传感头519分别通过相应的光纤与光电信号处理模块相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件52发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构51致使防撞座511中的弹簧512发生瞬时形变，弹簧512发生形变时会顶起上方的基座513发生位移，从而带动内嵌在基座513下部端面的引导光纤也发生位移，导致引导光纤与其两端的光电对射传感头519发生错位，入射端的光电信号无法通过引导光纤传输到接收端，光电信号传输中断，光电信号处理模块识别到该中断信号后立即传输给控制中心，控制中心发出控制信号使激光切割装置停机断电。

光电对射传感器组件包括两光电对射传感头515、引导光纤、光电信号处理模块，光电对射传感头515设置在防撞座511侧壁的通孔中，两个光电对射传感头515径向对应设置，处于防撞座511的两侧，其中一个光电对射传感头515为入射端、另一个光电对射传感头515为接收端，两个光电对射传感头515之间有一根引导光纤，引导光纤内置在基座本体5131下部端面的半圆弧凹槽5134中，引导光纤穿过基座本体5131侧壁的通孔与两侧的光电对射传感头515的端面对齐，引导光纤和光电对射传感头515之间没有直接连接但其间留有微小间隙，光电对射传感头515分别通过光纤与光电信号处理模块连接，光电信号处理模块给作为入射端的光电对射传感头515发送光电入射信号，光电入射信号由引导光纤传输到作为接收端光电对射传感头515，接收端将光电接收信号反馈给光电信号处理模块，形成一个光电信号传输的闭环。

在上述光电防撞式激光切割头5的基础上，如图28-34所示，防撞座511为圆筒状且防撞座511底部的环形底板上均匀分布有多个圆形凹槽517（通常为四个），且在防撞座511的内壁上与圆形凹槽517对应的位置处设有弧形凹槽，弧形凹槽和圆形凹槽517相配合用于放置相应的弹簧512且弹簧512的上方放置基座513，弹簧512能够吸收光路组件52传递给防撞机构51的大部分的碰撞能量。基座513包括基座本体5131和基座边沿5132，基座边沿5132是设置在基座本体5131外壁中部的一圈环形边沿且在基座边沿5132的底面上设有多个与弹簧512对应设置的弹簧凹槽5133，使得弹簧512的上端嵌入弹簧凹槽5133内；另外在基座本体5131的下端面上设有一个用于设置引导光纤的半圆弧凹槽5134。上述基座本体5131的上部套置有环状的压盖514，压盖514压合在基座边沿5132和防撞座511上端面的上方且与防撞座511的上端面通过螺栓固定连接；基座本体5131的上部外壁与套置在其上的压盖514的内壁滑动配合且基座边沿5132的外侧与防撞座511的内壁间隙配合。防撞机构51通过与基座513上端连接的法兰盘55与第二弯头3的竖直端底部固定连接。

该光电防撞式激光切割头5的防撞工作原理为：开启激光加工设备，激光束经由光路传输进入激光切割头5，通过激光切割头5中的激光聚焦镜片54聚焦后形成能量密度极高的激光束，该激光束由切割嘴524输出对工件进行激光切割作业，设备运行过程中激光切割头5在工件表面上方进行近距离的切割作业，当激光切割头5与工件发生碰撞时，激光切割头5上的防撞机构51会发生瞬时变形，因为激光切割头5分为两部分，下半部分的光路组件52都是刚性结构、上半部分的防撞机构51是柔性结构，故当碰撞发生时，光路组件52会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构51，防撞座511中的弹簧512会吸收大部分的碰撞能量并发生瞬时形变，弹簧512发生形变时会顶起上方的基座513发生位移，从而带动内嵌在基座513下部端面的引导光纤也发生位移，此时引导光纤与其两端的光电对射传感头5151就会发生错位，入射端的光电信号无法通过引导光纤传输到接收端，光电信号传输中断，光电信号处理模块识别到该中断信号后即刻传输给控制中心，控制中心立即发出控制信号使激光切割装置停机断电，避免设备因激光切割头5的碰撞发生进一步的损坏；待排除碰撞故障后再重新启动设备，这样就能很好的保护激光加工设备。

如图25-29、35-36所示，光路组件2包括自上而下依次固定连接的气路导入件521、镜座组件522、锥形筒523和切割嘴524，气路导入件521的上端通过连接法兰53与防撞机构51下端的防撞座511固定连接。气路导入件521的侧壁上设有沿径向对应设置的沉孔5211且沉孔5211中安装有气路接头525，在沉孔5211内设有与沉孔5211相连通的轴向通孔5212且轴向通孔5212的出口在气路导入件521的底部端面上。镜座组件522包括镜座本体5221、镜座外壳5222、连接螺母5223、隔圈5224、压圈5225和密封圈5226，激光聚焦镜片54设置在镜座本体5221的内腔中且激光聚焦镜片54的上下侧分别用密封圈5226密封，隔圈5224压合在激光聚焦镜片54上方的密封圈5226之上，压圈5225压合在隔圈5224的上方并与镜座本体5221通过螺纹连接，使得隔圈5224、密封圈5226和激光聚焦镜片54能紧密贴合；镜座外壳5222套设在镜座本体5221的外侧且连接螺母5223套设在镜座本体5221和气路导入件521的对接处外侧使得两者实现固定连接。镜座本体5221的内壁自下而上有两级环形台阶，且在第一级环形台阶上安装激光聚焦镜片54，该激光聚焦镜片54的厚度刚好等于第一级台阶到第二级台阶的高度，使得激光聚焦镜片54的上表面与第二级环形台阶水平，激光聚焦镜片54的下面和上面各设置有一个密封圈5226以增强气密性；在镜座本体5221上设有对应轴向通孔5212的轴向沉孔526，且在轴向沉孔526的孔路上分别设有小径向通孔5261和其下方的大径向通孔5262，且小径向通孔5261和大径向通孔5262分别位于设置在镜座本体5221内腔中的激光聚焦镜片54的上下两侧，上方的小径向通孔5261将气体引导至激光聚焦镜片54的上表面、下方的大径向通孔5262将气体引导至激光聚焦镜片54的下表面，气流方向与激光聚焦镜片54的表面平行，这两束气流可以带走激光聚焦镜片54表面的热量，给激光聚焦镜片54散热，同时还可以避免粉尘落在激光聚焦镜片54的表面，保证激光聚焦镜片54的光洁，另外由下方大径向通孔5262引导的气流经切割嘴524输出后还能清除切割面上的熔渣，保持切割面光洁。镜座本体5221的内腔中设有位于激光聚焦镜片54上的隔圈5224，隔圈5224与镜座本体5221的内壁之间有用于气体流通的间隙且隔圈5224侧壁上均匀分布有用于将小径向通孔5261导入的气流均匀的引入激光聚焦镜片54上方的通孔。锥形筒523设置在镜座组件522中的镜座本体5221的下方并与镜座本体5221通过紧固件固定连接；切割嘴524固定设置在锥形筒523的下端且两者固定相连，切割嘴524的侧壁上设有用于输出气体的轴向小孔5241，吹走激光切割过程中产生的切割熔渣，保持切割面的光洁。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (38)

1.一种带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，包括激光切割头（5），其特征在于：所述的激光切割头（5）包括防撞机构（51）、光路组件（52），光路组件（52）的上端通过连接法兰（53）与防撞机构（51）固定连接，防撞机构（51）安装在旋转轴主体（1）、第一弯头（2）、第一弯头（2）、驱动组件（4）构成的旋转轴组件的下端，所述的驱动组件（4）安装在旋转轴主体（1）的旋转轴主体外壳（13）的外侧且旋转轴主体（1）的下端与第一弯头（2）的竖直端相连接，第一弯头（2）的水平端与第二弯头（3）的水平端相连且第二弯头（3）的竖直端与防撞机构（51）的上端相连接；激光束从旋转轴主体（1）的上方沿旋转轴主体外壳（13）的中轴线竖直入射到第一弯头（2）的反射部件上，经第一弯头（2）的反射部件反射后的激光束沿第一弯头（2）的水平中轴线水平入射到第二弯头（3）的反射部件上，经第二弯头（3）的反射部件反射后的激光束沿第二弯头（3）的竖直中轴线方向竖直入射到防撞机构（51）中并沿防撞机构（51）的中轴线竖直入射到光路组件（52）的切割嘴（524）中进行切割作业，使得该激光切割装置具有内导光功能。

2.根据权利要求1所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的旋转轴主体外壳（13）内设有第一传动轴（11）且第一弯头（2）的第一弯头外壳（21）内设有第二传动轴B（22），套置在第一传动轴（11）上的管路引导弹簧A（19）的上端相对固定在旋转轴主体外壳（13）上且管路引导弹簧A（19）的下端相对固定在第一传动轴（11）上跟随第一传动轴（11）来回转动，第一弯头外壳（21）的上端固定安装在第一传动轴（11）的下端并跟随第一传动轴（11）运动，套置在第二传动轴B（22）上的管路引导弹簧B（29）的一端相对固定在第一弯头外壳（21）上且管路引导弹簧B（29）的另一端相对固定在第二传动轴B（22）上跟随第二传动轴B（22）来回转动，第二弯头（3）的第二弯头外壳（31）固定在第二传动轴B（22）的一端并跟随第二传动轴B（22）运动；固定绕设在管路引导弹簧A（19）上的水电气管路进入第一弯头（2）内后缠绕在管路引导弹簧B（29）上且从管路引导弹簧B（29）的末端直接进入第二弯头（3）内；该旋转轴组件组件使用时，第一传动轴（11）带动第一弯头（2）运动且第二传动轴B（22）带动第二弯头（3）运动，使得管路引导弹簧A（19）上的水电气管路相对第一弯头外壳（21）静止且管路引导弹簧B（29）上的水电气管路相对第二弯头外壳（31）静止。

3.根据权利要求2所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的第二传动轴B（22）由第二传动轴A（12）驱动，第二传动轴A（12）同轴套设在第一传动轴（11）的内腔中且两者之间通过角接触球轴承（14）连接，在第二传动轴A（12）的下端外侧套设有锁紧螺母A（15），锁紧螺母A（15）用于固定第一传动轴（11）和第二传动轴A（12）之间的角接触球轴承（14）。

4.根据权利要求3所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第二传动轴A（12）的顶端高于第一传动轴（11）的顶端且高出部分设置有第二带轮（121），第二带轮（121）通过传送带与驱动组件（4）中的第二电机（42）驱动端的第二电机带轮（421）相连接，使得第二电机（42）驱动第二传动轴A（12）转动；所述第二传动轴A（12）的下端凸出第一传动轴（11）的内腔且凸出部分设置有第三带轮（122），与第二传动轴A（12）的下端相对应的第二传动轴B（22）的一端设置有第四带轮（221），第三带轮（122）上的皮带通过设置在第一弯头外壳（21）的内腔中的涨紧机构（28）与第四带轮（221）相连接，以将第二传动轴A（12）的旋转运动传递给第二传动轴B（22）。

5.根据权利要求3或4所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第二传动轴A（12）的内部中空的通道和第二传动轴B（22）的内部中空的通道皆是激光光路通道；激光束从旋转轴主体（1）的上方沿第二传动轴A（12）的中轴线竖直入射到第一弯头（2）的反射部件上，经第一弯头（2）的反射部件反射后的激光束沿第二传动轴B（22）的中轴线水平入射到第二弯头（3）的反射部件上，经第二弯头（3）的反射部件反射后的激光束沿第二弯头（3）的竖直中轴线方向入射到激光切割头（5）中；使得该旋转轴组件具有内导光功能。

6.根据权利要求2所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一传动轴（11）的顶端设置有第一带轮（111），第一带轮（111）通过传送带与驱动组件（4）中的第一电机（41）驱动端的第一电机带轮（411）相连接，使得第一电机（41）驱动第一传动轴（11）转动。

7.根据权利要求2或6所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一传动轴（11）的外壁上段、下段分别设有圆柱形套筒，第一传动轴（11）上段的圆柱形套筒通过交叉滚子轴承A（16）、下段的圆柱形套筒通过圆柱滚子轴承（17）分别与旋转轴主体外壳（13）的内壁固定相连；所述的交叉滚子轴承A（16）包括交叉滚子轴承A的内圈（161）和交叉滚子轴承A的外圈（162），其中交叉滚子轴承A的内圈（161）固定套设在第一传动轴（11）上段的圆柱形套筒的外侧，交叉滚子轴承A的外圈（162）紧贴旋转轴主体外壳（13）的内壁并与其固定连接。

8.根据权利要求7所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述交叉滚子轴承A的外圈（162）的底部固定设置有一月牙形管路转向机构（18），该管路转向机构（18）由上下两个管路转向块构成且上下两个管路转向块中各有四条对应设置的管路凹槽（181），将两个管路转向块拼装在一起就形成了四条贯穿管路转向机构（18）内部的管路通道A（182），四条管路通道A（182）的入口在管路转向机构（18）的外侧且管路通道A（182）的入口对应的旋转轴主体外壳（13）上设有通孔B（131）、管路通道A（182）的出口设置在管路转向机构（18）的内侧且在该出口处设置有管路接头A（183）；所述管路转向机构（18）的下方有配套使用的圆柱头螺钉（184）和锁紧螺母B（185），圆柱头螺钉（184）和锁紧螺母B（185）配合使用将管路引导弹簧A（19）的起始段固定在管路转向机构（18）的底部。

9.根据权利要求7所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一传动轴（11）下段的圆柱形套筒的凸台本体上设有固定管路引导弹簧A（19）的弹簧固定板（191），且在该凸台本体的上下侧分别设有管路接头B（113）和管路接头C（114），水电气管路顺着管路引导弹簧A（19）一直延伸到弹簧固定板（191）处，然后经过管路接头B（113）进入到第一传动轴（11）下段的圆柱形套筒的凸台本体上沿圆周方向分布的多个轴向通孔（112）中，水电气管路穿过轴向通孔（112）后由管路接头C（114）输出。

10.根据权利要求4所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的第三带轮（122）和第四带轮（221）的中轴线相互垂直，且与第三带轮（122）和第四带轮（221）配套使用的涨紧机构（28）固定设置在第一弯头外壳（21）的内壁上，第三带轮（122）上绕设的皮带绕过涨紧机构（28）上的惰轮（281）后又绕设在第四带轮（221）上，且与涨紧机构（28）对应的第一弯头外壳（21）上设有相应的U形通孔（214），通过该U形通孔（214）能够从第一弯头（2）的外部对其内部的涨紧机构（28）进行调节。

11.根据权利要求1所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的驱动组件（4）设置在旋转轴主体外壳（13）的一侧，驱动组件（4）包括第一电机（41）、第二电机（42）、电机外罩（43）、电机安装板（44）和水电气连接板（45），用于分别安装第一电机（41）和第二电机（42）的电机安装板（44）皆位于电机外罩（43）的上部，且两块电机安装板（44）之间设有一水电气连接板（45），且水电气连接板（45）上设有提供水电气管路由外部进入旋转轴组件内部通道的通孔A（451）；所述的第一电机（41）和第二电机（42）分别通过各自对应的传动部件去带动第一传动轴（11）和第二传动轴A（12）转动。

12.根据权利要求2所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一弯头外壳（21）的A端口（211）通过第一传动轴（11）与旋转轴主体（1）同轴连接，A端口（211）与第一传动轴（11）的下端固定相连使得第一传动轴（11）能够带动第一弯头外壳（21）旋转；所述第一弯头外壳（21）的B端口（212）通过第二传动轴B（22）与第二弯头外壳（31）连接且第二传动轴B（22）能够带动第二弯头外壳（31）旋转。

13.根据权利要求12所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述A端口（211）的中轴线和B端口（212）的中轴线垂直相交且在两条中轴线相交的位置处设置有第一镜座安装板（213），第一镜座安装板（213）与两条中轴线的夹角均为45°且第一镜座安装板（213）安装有带第一镜片的第一镜座（23），第一镜片所在的位置为两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴A（12）中心的通孔入射到第一镜片上并经过第一镜片的反射沿B端口（212）的中轴线方向入射到第二弯头（3）中。

14.根据权利要求13所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一镜座安装板（213）的下方设有第一镜座外壳（24），第一镜座外壳（24）与第一镜座安装板（213）平行设置且第一镜座外壳（24）固定安装在第一弯头外壳（21）上，使得第一弯头外壳（21）的内部形成一个封闭的腔体。

15.根据权利要求2、12-14任一所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第一弯头外壳（21）的内部设有一邻近第一弯头外壳（21）的B端口（212）的圆柱形腔体（25）且圆柱形腔体（25）的中轴线与B端口（212）的中轴线重合；所述圆柱形腔体（25）上的远离B端口（212）一端的底部设有能够将水电气管路引入圆柱形腔体（25）内部的通孔C（251）。

16.根据权利要求15所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第二传动轴B（22）同轴设置在圆柱形腔体（25）中且两者之间通过轴承连接，其中第二传动轴B（22）靠近A端口（211）的一端设置有深沟球轴承26且另一端设置有交叉滚子轴承B（27），交叉滚子轴承B（27）包括交叉滚子轴承B的内圈（271）和交叉滚子轴承B的外圈（272），交叉滚子轴承B的外圈（272）固定安装在B端口（212）处的第一弯头外壳（21）的内壁上，交叉滚子轴承B的内圈（271）固定套设在第二传动轴B（22）上且与第二传动轴B（22）端部的环形凸台固定连接，第二传动轴B（22）端部的环形凸台与第二弯头（3）固定连接。

17.根据权利要求16所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的管路引导弹簧B（29）套置在圆柱形腔体（25）和第二传动轴B（22）之间的第二传动轴B（22）上，管路引导弹簧B（29）的起始段固定在远离B端口（212）的圆柱形腔体（25）的端面内壁、管路引导弹簧B（29）的末段固定在第二传动轴B（22）上的管路导槽（291）上，管路导槽（291）紧靠交叉滚子轴承B的内圈（271）设置且固定在交叉滚子轴承B的内圈（271）上。

18.根据权利要求17所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的管路导槽（291）和第二弯头（3）之间有多条管路通道B（34），管路通道B（34）沿轴向依次穿过管路导槽（291）、交叉滚子轴承B的内圈（271）、第二传动轴B（22）的端部凸台、第二弯头外壳（31）的C端口（311）的端面；所述管路通道B（34）的入口在管路导槽（291）上且管路通道B（34）出口在第二弯头外壳（31）的端面内壁内，在管路通道B（34）的出口处设置有管路接头D（35）。

19.根据权利要求2或18所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第二弯头外壳（31）的C端口（311）通过第二传动轴B（22）与第一弯头外壳（21）的B端口（212）同轴连接，C端口（311）与第二传动轴B（22）的一端固定相连使得第二传动轴B（22）能够带动第二弯头外壳（31）旋转；所述第二弯头外壳（31）的D端口（312）与激光切割头（5）同轴连接；使得第二传动轴B（22）通过第二弯头（3）带动激光切割头（5）旋转。

20.根据权利要求19所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述C端口（311）的中轴线和D端口（312）的中轴线垂直相交且在两条中轴线相交的位置处设置有第二镜座安装板（313），第二镜座安装板（313）与两条中轴线的夹角均为45°且第二镜座安装板（313）安装有带第二镜片的第二镜座（33），第二镜座（33）上分别设有第二镜座进水口（331）和第二镜座出水口（332）且第二镜片所在的位置为两条中轴线的交点处，激光束从第二传动轴B（22）中心的通孔入射到第二镜片上并经过第二镜片的反射沿D端口（312）的中轴线方向入射到激光切割头（5）中。

21.根据权利要求20所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述第二镜座安装板（313）的下方设有第二镜座外壳（32），第二镜座外壳（32）与第二镜座安装板（313）平行设置且第二镜座外壳（32）固定安装在第二弯头外壳（31）上，使得第二弯头外壳（31）的内部形成一个封闭的腔体。

22.根据权利要求2所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的第二弯头外壳（31）上设有通孔D（36）且通孔D（36）邻近第二弯头外壳（31）的D端口（312）设置；气路管通过通孔D（36）伸出到第二弯头（3）的外部，在旋转轴组件外部传输一段后又经由光路组件（52）侧壁上设置的气路接头（525）进入光路组件（52）的内部。

23.根据权利要求1所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的防撞机构（51）包括与连接法兰（53）固定连接的防撞座（511），防撞座（511）的上侧固定安装压盖（514）且压盖（514）的上方依次设置有弹性传动机构（515）和微动开关组件（516），弹性传动机构（515）中的触点柱（5153）与微动开关组件（516）中的环形电路板（5162）的底部安装的微动开关（5161）一一对应设置且触点柱（5153）和微动开关（5161）的对应面之间具有间隙，环形电路板（5162）通过电路接头（518）和相应的电缆与控制中心相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件（52）发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构（51）致使防撞座（511）会发生瞬时偏转，防撞座（511）偏转时抬起的一侧会依次推动压盖（514）、弹性传动机构（515）中的触点柱（5153）产生瞬时偏转，被推起的触点柱（5153）会与其上方的微动开关（5161）快速接触，使环形电路板（5162）上原本接通的环形电路被断开且环形电路被断开的信号通过电路接头（518）和电缆传递给控制中心，控制中心控制激光切割装置停机断电。

24.根据权利要求23所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的微动开关组件（516）包括微动开关（5161）、环形电路板（5162）和微动开关法兰座（5163），所述的微动开关法兰座（5163）为三层同心环形结构且三层环形由内向外水平位置逐渐升高，该微动开关法兰座（5163）的中间层内腔为一能够容纳环形电路板（5162）的环状凹槽，且环状凹槽的底部设有多个与微动开关（5161）一一对应的圆形通孔；所述微动开关法兰座（5163）的最外层用于连接第二弯头（3）的竖直端底端且微动开关法兰座（5163）的最外层底部设置电路接头（518），电路接头（518）通过微动开关法兰座（5163）的最外层上设置的线槽与环形电路板（5162）上的环形电路相连通。

25.根据权利要求23所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的弹性传动机构（515）包括弹簧保持板（5151）、宝塔弹簧（5152）、触点柱（5153）和防尘罩（5154），环状的弹簧保持板（5151）固定安装在压盖（514）的上表面，使得弹簧保持板（5151）上的圆形通孔和压盖（514）的上表面构成用于安装宝塔弹簧（5152）的凹槽，每个宝塔弹簧（5152）上端的中心套设一根触点柱（5153）且使得该触点柱（5153）与微动开关组件（516）中的微动开关（5161）一一对应；侧壁为波纹结构以增加弹性空间的防尘罩（5154）的上端口套设在微动开关法兰座（5163）的中间层的外侧且防尘罩（5154）的下端口套设在防撞座（511）的上端外侧。

26.根据权利要求1所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的防撞机构（51）包括与连接法兰（53）固定连接的防撞座（511），防撞座（511）的内嵌置有基座（513）且基座（513）的底部与防撞座（511）的底板之间设有弹簧（512），在防撞座（511）的两侧分别设有光电对射传感头（519），两个光电对射传感头（519）通过嵌置在基座（513）底部的引导光纤完成光电信号的入射和接收且两个光电对射传感头（519）分别通过相应的光纤与光电信号处理模块相连接；该激光切割装置使用时，当刚性结构的光路组件（52）发生碰撞时会迅速地将碰撞能量传递给防撞机构（51）致使防撞座（511）中的弹簧（512）发生瞬时形变，弹簧（512）发生形变时会顶起上方的基座（513）发生位移，从而带动内嵌在基座（513）下部端面的引导光纤也发生位移，导致引导光纤与其两端的光电对射传感头（519）发生错位，入射端的光电信号无法通过引导光纤传输到接收端，光电信号传输中断，光电信号处理模块识别到该中断信号后立即传输给控制中心，控制中心发出控制信号使激光切割装置停机断电。

27.根据权利要求23-26任一所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的防撞座（511）为圆筒状且防撞座（511）底部的环形底板上均匀分布有多个圆形凹槽（517），且在防撞座（511）的内壁上与圆形凹槽（517）对应的位置处设有弧形凹槽，弧形凹槽和圆形凹槽（517）相配合用于放置相应的弹簧（512）；弹簧（512）的上方放置基座（513）且基座（513）顶部固定在微动开关组件（516）的微动开关法兰座（5163）的底部，弹簧（512）能够吸收光路组件（52）传递给防撞机构（51）的大部分的碰撞能量。

28.根据权利要求27所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的基座（513）包括基座本体（5131）和基座边沿（5132），基座边沿（5132）是设置在基座本体（5131）外壁中部的一圈环形边沿且在基座边沿（5132）的底面上设有多个与弹簧（512）对应设置的弹簧凹槽（5133），使得弹簧（512）的上端嵌入弹簧凹槽（5133）内；所述基座本体（5131）的下端面上设有一个用于设置引导光纤的半圆弧凹槽（5134）；所述基座边沿（5132）的外侧与防撞座（511）的内壁间隙配合且所述基座本体（5131）的上部外壁与套置在其上的压盖（514）的内壁滑动配合。

29.根据权利要求28所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的压盖（514）压合在基座边沿（5132）和防撞座（511）上端面的上方且与防撞座（511）的上端面通过螺栓固定连接。

30.根据权利要求26所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的防撞机构（51）通过与基座（513）上端连接的法兰盘（55）与第二弯头（3）的竖直端底端固定连接。

31.根据权利要求1所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的光路组件（52）包括自上而下依次固定连接的气路导入件（521）、镜座组件（522）、锥形筒（523）和切割嘴（524），气路导入件（521）的上端通过连接法兰（53）与防撞机构（51）下端的防撞座（511）固定连接。

32.根据权利要求31所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述气路导入件（521）的侧壁上设有沿径向对应设置的沉孔（5211）且沉孔（5211）中安装有气路接头（525），在沉孔（5211）内设有与沉孔（5211）相连通的轴向通孔（5212）且轴向通孔（5212）的出口在气路导入件（521）的底部端面上。

33.根据权利要求32所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的镜座组件（522）包括镜座本体（5221），在镜座本体（5221）上设有对应轴向通孔（5212）的轴向沉孔（526），且在轴向沉孔（526）的孔路上分别设有小径向通孔（5261）和其下方的大径向通孔（5262），且小径向通孔（5261）和大径向通孔（5262）分别位于设置在镜座本体（5221）内腔中的激光聚焦镜片（54）的上下两侧。

34.根据权利要求33所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述镜座本体（5221）的内壁自下而上有两级环形台阶，且在第一级环形台阶上安装激光聚焦镜片（54），该激光聚焦镜片（54）的厚度刚好等于第一级台阶到第二级台阶的高度，使得激光聚焦镜片（54）的上表面与第二级环形台阶水平，所述激光聚焦镜片（54）的下面和上面各设置有一个密封圈（5226）以增强气密性。

35.根据权利要求33或34所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述镜座本体（5221）的内腔中设有位于激光聚焦镜片（54）上的隔圈（5224），隔圈（5224）与镜座本体（5221）的内壁之间有用于气体流通的间隙且隔圈（5224）侧壁上均匀分布有用于将小径向通孔（5261）导入的气流均匀的引入激光聚焦镜片（54）上方的通孔。

36.根据权利要求31-34所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的镜座组件（522）包括镜座本体（5221）、隔圈（5224）、压圈（5225）和密封圈（5226），激光聚焦镜片（54）设置在镜座本体（5221）的内腔中且激光聚焦镜片（54）的上下侧分别用密封圈（5226）密封，隔圈（5224）压合在激光聚焦镜片（54）上方的密封圈（5226）之上，压圈（5225）压合在隔圈（5224）的上方并与镜座本体（5221）通过螺纹连接，使得隔圈（5224）、密封圈（5226）和激光聚焦镜片（54）能紧密贴合。

37.根据权利要求36所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的镜座组件（522）包括镜座外壳（5222）和连接螺母（5223），镜座外壳（5222）套设在镜座本体（5221）的外侧；所述连接螺母（5223）套设在镜座本体（5221）和气路导入件（521）的对接处外侧使得两者实现固定连接。

38.根据权利要求31所述的带旋转轴的防撞式内导光激光切割装置，其特征在于：所述的锥形筒（523）设置在镜座组件（522）中的镜座本体（5221）的下方并与镜座本体（5221）通过紧固件固定连接；所述的切割嘴（524）固定设置在锥形筒（523）的下端且两者固定相连，切割嘴（524）的侧壁上设有用于输出气体的轴向小孔（5241）。