CN113084367A - 一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，属于激光切割领域，该装置包括激光头、激光测距仪、液压升降装置、环形感应装置、内壳、镶嵌式环形压力传感器、平衡弹簧、保护外壳、环形激光扫描仪、竖直升降装置、固定直杆、水平位移装置，所述激光头与内壳配合，且底部与液压升降装置相结合，所述内壳内部设有镶嵌式环形压力传感器，其外部圆周设有平衡弹簧，所述外壳底部设有环形激光扫描仪。本发明实现了对激光头的保护并且可根据所设距离自动聚焦，避免了手动聚焦的不精确性，也可避免因材料质量不达标造成切割失败的问题，还能保证激光头免于遭受外界碰撞的同时提高切割精度与效率。

Description

一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置

技术领域

本发明属于激光切割领域，涉及一种激光头保护设备，更具体地说是一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置。

背景技术

激光切割机是一种利用激光束加热对材料进行高速切割的机械设备，相比于传统的切割机，激光切割机可对多种材料进行切割，如木材、塑料、橡胶、碳钢等，激光切割机的应用范围越来越广泛。

激光切割机因其加工精度高、速度快受到使用者的青睐，但因其激光头聚焦难度大、激光头往往因撞击而损坏后维修成本较高等问题使得激光切割机发展受到一定限制。现有聚焦技术一般根据放在工作台上的被切割材料的厚度手动调节调节螺栓实现激光聚焦在被切割平面上，该技术误差较大，降低了加工精度。现有激光头防撞措施为在更换切割工件时尽量避免大幅度从而撞击激光头，该措施掺杂较多人为因素，可控性较差，不能较好的避免激光头被切割工件撞击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其可以有效解决背景技术中所提到的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，包括保护外壳、内壳、激光头和液压升降装置；

所述保护外壳包括平衡弹簧安装位点、保护外壳壳体、液压升降装置安装槽，所述保护外壳壳体内侧设有平衡弹簧安装位点，所述保护外壳壳体底部设有环形激光扫描仪；

所述内壳包括内壳壳体、平衡弹簧、镶嵌式环形压力传感器，所述内壳壳体内表面设有镶嵌式环形压力传感器，其外部四周设有若干平衡弹簧；所述平衡弹簧一端与内壳壳体外表面连接，另一端与位于平衡弹簧安装位点位置处保护外壳上的内表面连接；

所述激光头包括激光头头体、激光测距仪、环形感应装置，所述激光头头体中部与内壳呈同轴心式配合，所述激光头头体尾部设有所述激光测距仪，在激光测距仪的头部一侧设有环形感应装置。

进一步的，所述液压升降装置包括液压缸、液压缸安装头，所述液压升降装置安装在液压升降装置安装槽内，激光头头体底部与液压升降装置相结合。

进一步的，所述保护外壳上还包括凸台，所述突出端上设置贯穿式竖直升降装置，所述的贯穿式竖直升降装置包括竖直丝杠和水平丝杠，在竖直丝杠和水平丝杠末端均设有丝杠电机。

进一步的，所述竖直丝杠贯穿所述凸台，在竖直丝杠周围设有呈矩阵排列的竖直固定直杆，竖直固定直杆连接在竖直丝杠的电机和凸台上；

所述竖直丝杠底部设有水平丝杠，在水平丝杠周围设有呈矩阵排列的水平固定直杆，水平固定直杆连接在贯穿式水平丝杠的丝杠电机和竖直丝杠上。

进一步的，所述激光测距仪呈矩阵环绕于激光头头体尾部周围。

进一步的，所述环形感应装置紧贴于激光测距仪一端并环绕在激光头头体周围。

进一步的，所述平衡弹簧呈矩阵式排列。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过将激光头与内壳呈同轴心式配合，目的在于保证激光头可在内壳所在的竖直方向上任意移动。在激光头尾部设有呈矩阵排列的激光测距仪，目的在于保证激光头与被切割材料之间的距离可精确调节，在激光测距仪的头部设有紧贴于激光头表面的环形感应装置，目的在于保证激光头在沿竖直方向上移动的同时只在所设范围内移动，用以保护激光测距仪不在移动过程中被挤压。在激光头底部设有液压升降装置，目的在于提供激光头在竖直方向上移动的动力。在激光头中部设有同轴心式配合的内壳，在内壳内侧设有镶嵌式环形压力传感器，目的在于用来检测激光头是否受力。在内壳外侧设有呈矩阵排列的平衡弹簧，目的在于保证激光头受力的同时挤压平衡弹簧，使得激光头有一定的摆动空间。

(2)本发明在保护外壳顶部内侧设有液压升降装置安装槽，在保护外壳底部内侧设有平衡弹簧安装位点，在保护外壳底部设有环形激光扫描仪，目的在于扫描所切割平面形状，从而提前分析设置切割此部位所需焦距。

(3)本发明在保护外壳突出端(即凸起)设有贯穿式竖直升降装置，由竖直丝杠贯穿，在竖直丝杠周围设有呈矩阵排列的竖直固定直杆，目的在于保证保护外壳在随竖直丝杠移动的同时不发生旋转，在竖直丝杠底部设有贯穿式水平丝杆，在水平丝杆周围设有呈矩阵排列的水平固定直杆，目的在于保证竖直丝杠在水平上移动时不发生旋转，在各个丝杠末端设有丝杠电机，目的在于控制丝杠移动。

本发明提供一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其结构简单、新颖，使用方便，可以保护激光头免受碰撞损伤，且可自动调整焦距，可以完成表面不规则材料的切割，使得激光表面加工效率大大提升，提高了加工的精度，减小了加工过程中存在的误差，在一定程度上减少激光表面加工的复杂过程。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的保护外壳壳体剖视图；

图3是本发明的激光头主视图；

图4是本发明的内壳示意图；

图5是本发明的内部结构主视图；

图6为本发明的竖直升降装置示意图。

图中：保护外壳1，环形激光扫描仪1-1，平衡弹簧安装位点1-2，保护外壳壳体1-3，液压升降装置安装槽1-4，内壳2，内壳壳体2-1，平衡弹簧2-2，镶嵌式环形压力传感器2-3，激光头头体3-1，激光测距仪3-2，环形感应装置3-3，液压升降装置4，液压缸4-1，液压缸安装头4-2，固定直杆5，竖直固定直杆5-1，水平固定直杆5-2，丝杠6，竖直丝杠6-1，水平丝杠6-2，丝杠电机7。

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的一部分实施例，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。

如图1-图6，一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其结构包括激光头3、激光测距仪3-2、液压升降装置4、环形感应装置3-3、内壳2、镶嵌式环形压力传感器2-3、平衡弹簧2-2、保护外壳1、环形激光扫描仪1-1、竖直升降装置、固定直杆5、水平位移装置。

所述保护外壳1包括平衡弹簧安装位点1-2、保护外壳壳体1-3、液压升降装置安装槽1-4，所述保护外壳壳体1-3内侧设有平衡弹簧安装位点1-2，所述保护外壳壳体1-3底部设有环形激光扫描仪1-1；

所述内壳2包括内壳壳体2-1、平衡弹簧2-2、镶嵌式环形压力传感器2-3，所述内壳壳体2-1内表面设有镶嵌式环形压力传感器2-3，其外部四周设有四个平衡弹簧2-2；所述平衡弹簧2-2一端与内壳壳体2-1外表面连接，另一端与位于平衡弹簧安装位点1-2位置处保护外壳1上的内表面连接；

所述激光头3包括激光头头体3-1、激光测距仪3-2、环形感应装置3-3，所述激光头头体3-1中部与内壳2呈同轴心式配合，所述激光头头体3-1尾部设有四个所述激光测距仪3-2，在所述激光测距仪3-2的头部一侧设有环形感应装置3-3。

所述液压升降装置4包括液压缸4-1、液压缸安装头4-2，所述液压升降装置4安装在液压升降装置安装槽1-4内，激光头头体3-1底部与液压升降装置4相结合。

所述保护外壳1上还包括凸台，所述突出端上设置贯穿式竖直升降装置，所述的贯穿式竖直升降装置包括竖直丝杠6-1和水平丝杠6-2，在竖直丝杠6-1和水平丝杠6-2末端均设有丝杠电机7。所述竖直丝杠6-1贯穿所述凸台，在竖直丝杠6-1周围设有呈矩阵排列的竖直固定直杆5-1，竖直固定直杆5-1连接在竖直丝杠6-1的丝杠电机7和凸台上；

所述竖直丝杠6-1底部设有贯穿式水平丝杠6-2，在水平丝杠6-2周围设有呈矩阵排列的水平固定直杆5-2，水平固定直杆5-2连接在贯穿式水平丝杠6-2的丝杠电机7和竖直丝杠6-1上。

所述激光测距仪3-2呈矩阵环绕于激光头头体3-1尾部周围；

所述环形感应装置3-3紧贴于激光测距仪3-2一端并环绕在激光头头体3-1周围；所述平衡弹簧2-2呈矩阵式排列。

本实施例的具体使用方式与作用：

所述激光头3与内壳2配合，激光头3底部与液压升降装置4相结合，所述内壳2内部设有镶嵌式环形压力传感器2-3，其外部四周设有平衡弹簧2-2，所述保护外壳1底部设有环形激光扫描仪1-1。所述激光头3中部与内壳2呈同轴心式配合，激光头3尾部设有激光测距仪3-2呈矩阵环绕于激光头3尾部周围，激光头3底部与液压升降装置4相结合。所述激光测距仪3-2头部设有环形感应装置3-3且紧贴于激光头3。所述液压升降装置4一端嵌入激光头3底部，另一端嵌入保护外壳1顶部内侧。所述内壳2内部设有的镶嵌式环形压力2-3传感器镶嵌在内壳2内表面。所述平衡弹簧2-2一端与内壳2外部相结合，另一端与保护外壳1内表面相结合。所述保护外壳1底部被环形激光扫描仪1-1所环绕，其突出部位与竖直升降装置一端相配合由竖直丝杠6-1贯穿。所述竖直升降装置的另一端与水平位移装置相配合被水平丝杠6-2贯穿，由丝杠电机7控制运转。

本发明通过将激光头3与内壳2呈同轴心式配合，目的在于保证激光头3可在内壳所在的竖直方向上任意移动，在激光头3尾部设有呈矩阵排列的激光测距仪3-2，所设激光测距仪3-2共有四个，目的在于保证激光头与被切割材料之间的距离可精确调节，在激光测距仪3-2的头部设有紧贴于激光头3表面的环形感应装置3-3，目的在于保证激光头3在沿竖直方向上移动的同时只在所设范围内移动，用以保护激光测距仪3-2不在移动过程中被挤压，在激光头3底部设有液压升降装置4，目的在于提供激光头3在竖直方向上移动的动力，在激光头3中部设有同轴心式配合的内壳2，在内壳2内侧设有镶嵌式环形压力传感器2-3，目的在于用来检测激光头是否受力，在内壳2外侧设有呈矩阵排列的平衡弹簧2-2，所设平衡弹簧2-2共有四个，目的在于保证激光头3受力的同时挤压平衡弹簧2-2，使得激光头3有一定的摆动空间，在保护外壳1顶部内侧设有液压升降装置安装槽1-4，在保护外壳1底部内侧设有平衡弹簧安装位点，在保护外壳1底部设有环形激光扫描仪1-1，目的在于扫描所切割平面形状，从而提前分析设置切割此部位所需焦距，在保护外壳1突出端设有贯穿式竖直升降装置，由竖直丝杠6-1贯穿，在竖直丝杠6-1周围设有呈矩阵排列的竖直固定直杆5-1，目的在于保证保护外壳1在随竖直丝杠6-1移动的同时不发生旋转，在竖直丝杠6-1底部设有贯穿式水平丝杆6-2，在水平丝杆6-2周围设有呈矩阵排列的水平固定直杆5-2，目的在于保证竖直丝杠6-1在水平丝杠6-2上移动时不发生旋转，在各个丝杠末端设有丝杠电机7，目的在于控制丝杠移动。

工作过程：工作时终端先对所输入的图案轮廓进行分析，分析完成后，由竖直升降装置将保护外壳1降至扫描高度，由水平位移装置5-2控制保护外壳1移动，在移动期间环形激光扫描仪1-1对即将切割区域进行扫描，目的在于检测所切割材料表面凹凸情况，待扫描完成后，将扫描所得数据共享给液压升降装置4与激光测距仪3-2，由竖直升降装置控制保护外壳1自动降低至切割高度，与此同时激光测距仪3-2开始工作，对激光头3与切割材料之间的距离进行测量，将测量数据共享给液压升降装置4，由液压升降装置4与激光测距仪3-2相配合精确控制激光头3与切割材料之间的距离，在激光头3工作期间，激光扫描仪3-2与液压升降装置4持续工作，目的在于时刻控制激光头3与被切割材料之间的距离使得焦距集中在所切割位置。如若工作过程中不慎碰撞到激光头3,瞬间激光头3因受力不平衡从而挤压镶嵌式环形压力传感器2-3，在其检测到力的作用时迅速使激光头3停止工作，与此同时液压升降装置4迅速收缩，整体回归至初始状态，从而保护激光头3不受破坏。在非工作期间，激光头3随液压升降装置4回收至保护外壳1内部，竖直升降丝杠6-1将保护外壳1升至最高处，并由水平丝杠6-2将其送至边缘，其目的在于使激光头3所处的位置不妨碍更换材料的同时便于保养修理。

本发明技术方案不仅仅只适用于激光切割机激光头自动聚焦以及激光头防撞保护，其它需要精确控制两物体间距离且易发生撞击而损坏的装置也可以使用本发明的技术方案。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，包括保护外壳(1)、内壳(2)、激光头(3)、液压升降装置(4)；

所述保护外壳(1)包括平衡弹簧安装位点(1-2)、保护外壳壳体(1-3)、液压升降装置安装槽(1-4)，所述保护外壳壳体(1-3)内侧设有平衡弹簧安装位点(1-2)，所述保护外壳壳体(1-3)底部设有环形激光扫描仪(1-1)；

所述内壳(2)包括内壳壳体(2-1)、平衡弹簧(2-2)、镶嵌式环形压力传感器(2-3)，所述内壳壳体(2-1)内表面设有镶嵌式环形压力传感器(2-3)，其外部四周设有若干平衡弹簧(2-2)；所述平衡弹簧(2-2)一端与内壳壳体(2-1)外表面连接，另一端与位于平衡弹簧安装位点(1-2)位置处保护外壳(1)上的内表面连接；

所述激光头(3)包括激光头头体(3-1)、激光测距仪(3-2)、环形感应装置(3-3)，所述激光头头体(3-1)中部与内壳(2)呈同轴心式配合，所述激光头头体(3-1)尾部设有所述激光测距仪(3-2)，在激光测距仪(3-2)的头部一侧设有环形感应装置(3-3)。

2.根据权利要求1所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，所述液压升降装置(4)包括液压缸(4-1)、液压缸安装头(4-2)，所述液压升降装置(4)安装在液压升降装置安装槽(1-4)内，激光头头体(3-1)底部与液压升降装置(4)相结合。

3.根据权利要求1所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，所述保护外壳(1)上还包括凸台，所述突出端上设置贯穿式竖直升降装置，所述的贯穿式竖直升降装置包括竖直丝杠(6-1)和水平丝杠(6-2)，在竖直丝杠(6-1)和水平丝杠(6-2)末端均设有丝杠电机(7)。

4.根据权利要求3所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，所述竖直丝杠(6-1)贯穿所述凸台，在竖直丝杠(6-1)周围设有呈矩阵排列的竖直固定直杆(5-1)，竖直固定直杆(5-1)连接在竖直丝杠(6-1)的丝杠电机(7)和凸台上；

所述竖直丝杠(6-1)底部设有水平丝杆(6-2)，在水平丝杠(6-2)周围设有呈矩阵排列的水平固定直杆(5-2)，水平固定直杆(5-2)连接在水平丝杠(6-2)的丝杠电机(7)和竖直丝杠(6-1)上。

5.根据权利要求1所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于，所述激光测距仪(3-2)呈矩阵环绕于激光头头体(3-1)尾部周围。

6.根据权利要求1所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于：所述环形感应装置(3-3)紧贴于激光测距仪(3-2)一端并环绕在激光头头体(3-1)周围。

7.根据权利要求1所述的一种可自动聚焦的激光切割机激光头保护装置，其特征在于：所述平衡弹簧(2-2)呈矩阵式排列。

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