CN117399818B - 一种激光加工头用快换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光加工头用快换装置，涉及激光加工头技术领域，包括聚焦组件、切割头和安装模组，切割头通过安装模组与聚焦组件的底部固定连接；安装模组包括连接座，连接座远离聚焦组件的一侧呈矩形阵列分布有沉槽，每个沉槽内均设有固定件，聚焦组件的底部对应固定件的位置处开设有螺纹槽，固定件的外侧设有旋转件，本发明可以对激光头进行快速拆卸，在使用时不需要使用工具多次拆装螺钉才能实现激光头的切换，减少了更换维护激光加工头的工作量，另外是在采用四点定位的方式进行激光加工头的固定，提高了整体定位的稳定性，在不改变现有采用螺钉定位的方式下从而起到多点同步拆卸的效果，也不会影响现有机头内激光的运行。

Description

一种激光加工头用快换装置

技术领域

本发明涉及激光加工头技术领域，具体为一种激光加工头用快换装置。

背景技术

激光制造领域包含激光熔覆、激光焊接、同轴送粉类3D打印等加工工艺。在一套多功能激光制造系统中，往往同时需要以上几种技术同时应用。由于不同制造技术所使用的激光头也不同，例如，用于激光熔覆的加工头、用于激光焊接的加工头以及用于3D打印的加工头。

目前，在激光机的使用中，由于激光功率等因素会造成镜片的磨损，因此，必须定期更换，并且当制造过程中几种加工工艺配合使用时，需要来回切换不同的激光头来实现对应的功能，无论是对镜片进行更换还是对激光头进行更换，都需要对激光头进行拆卸，然而市面上的激光加工头都是通过螺纹孔和四个螺纹杆与机座进行固定的，在拆卸激光头时一般需要多次拆装螺钉，才能实现激光头的切换，如此一来，在工件加工的过程中，大部分时间浪费在拆装螺钉上，大大影响了工件的加工效率。

经检索，中国专利文献CN110566742A中公开了一种用于激光头切换的快换装置、安装母座以及切换方法，该快换装置包括安装母座和用于连接激光头的快换公头，安装母座上设置有用于快换公头插入的滑槽，滑槽的一侧设置有锁定结构；该快换装置降低了激光头在加工过程中的拆装难度，保证了激光头的安装位置精度，提高了激光头的切换效率，但是上述锁定机构对快换公头进行锁定时是靠着销轴的锁定端与安装母座的滑槽进行卡接，由于快换公头和安装母座之间仅通过一个方向的定位作用进行锁固，在受到侧向力的冲击时销轴的锁定端容易从滑槽内脱离，导致整体定位的稳定性较差，而且现有的激光头中心有激光通道，使得机头内的激光能够顺利通过，使用带有锁定机构的对换公头挡住了激光的路线导致激光无法进行直射。为此，我们提出一种激光加工头用快换装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光加工头用快换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光加工头用快换装置，包括聚焦组件、切割头和安装模组，所述切割头通过所述安装模组与所述聚焦组件的底部固定连接；所述安装模组包括连接座，所述连接座远离所述聚焦组件的一侧呈矩形阵列分布有沉槽，每个所述沉槽内均设有固定件，所述聚焦组件的底部对应所述固定件的位置处开设有螺纹槽，所述固定件的外侧设有旋转件，所述旋转件设有四组，四组所述旋转件之间传动连接有同步件。

优选的，所述固定件包括与所述螺纹槽螺纹连接的螺纹杆，所述螺纹杆远离所述螺纹槽的一端贯穿所述连接座的内部并延伸至所述沉槽内且固定连接有移动板，通过固定件便于将连接座和聚焦组件进行连接。

优选的，所述旋转件包括与所述移动板滑动套接的内花键，所述内花键靠近所述沉槽槽底的一端固定有多个连接杆，所述连接杆远离所述内花键的一端固定有旋转筒，所述旋转筒的外侧固定套接有第一轴承，所述第一轴承的外圈固定在所述沉槽的底部，所述同步件的输出端与所述内花键传动连接，通过旋转件便于对螺纹杆进行转动和移动。

优选的，所述同步件包括固定套接在所述内花键外侧的同步齿轮，所述同步齿轮均匀分布有四个，且四个所述同步齿轮之间传动连接有内齿带，其中一个所述同步齿轮的一侧传动连接有驱动件，通过同步件便于同时对四个同步齿轮进行旋转。

优选的，所述驱动件包括与其中一个所述同步齿轮啮合连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮的中孔内固定套接有驱动轴，所述驱动轴的一端固定套接有第二轴承，所述第二轴承固定安装在所述沉槽内部，所述驱动轴的另一端延伸至所述连接座的外部且固定连接有旋转块，所述连接座的外侧固定有限位件，通过驱动件便于手动驱动同步齿轮进行转动。

优选的，所述限位件包括固定块，所述固定块内滑动穿插有限位杆，所述限位杆的一端固定有把手，所述把手和所述固定块之间固定有弹簧，所述驱动轴的外侧开设有限位孔，所述限位杆远离所述把手的一端伸进所述限位孔内，通过限位件便于对驱动轴进行限位，提高整体结构的稳定性。

优选的，所述旋转块的外侧设有防滑纹，所述旋转块远离所述驱动轴的一端开设有内六角槽，通过此设计从而方便使用者手动进行转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设计的固定件、旋转件和同步件的相互配合，在组装、拆卸和维护激光加工头时，特别是需要来回切换不同的激光头来实现对应的功能时，可以对激光头进行快速拆卸，在使用时不需要使用工具多次拆装螺钉才能实现激光头的切换，减少了更换维护激光加工头的工作量，另外是在采用四点定位的方式进行激光加工头的固定，提高了整体定位的稳定性，在不改变现有采用螺钉定位的方式下从而起到多点同步拆卸的效果，也不会影响现有机头内激光的运行；

本发明与现有一个个卸下和安装螺丝相比，采用安装模组的效率是现有螺丝连接方式的四倍，另外值得说明的是同步件和旋转件均在安装座上设置，不用在拆卸后直接取下来，而现有螺丝在卸下来后因为个体较小容易丢失，使用效果更好；

本发明采用螺纹杆和螺纹槽的连接还是以螺丝的工作方式进行连接，一方面可以不改变现有结构的连接方式进行固定，避免过多结构影响激光运行，另一方面由旋转件取代现有外力对螺丝施加的扭矩力，旋转件的结构仅在螺丝运动的方向上设置，改动较小，且旋转件仅仅只是改动了螺丝的头部结构，较为简单。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明局部剖视结构示意图；

图3为本发明固定件结构示意图；

图4为本发明旋转件结构示意图；

图5为本发明同步件结构示意图；

图6为本发明驱动件结构示意图；

图7为本发明限位件结构示意图。

图中：1-聚焦组件；2-切割头；3-安装模组；4-连接座；5-沉槽；6-固定件；7-螺纹槽；8-旋转件；9-同步件；10-螺纹杆；11-移动板；12-内花键；13-连接杆；14-旋转筒；15-第一轴承；16-同步齿轮；17-内齿带；18-驱动件；19-驱动齿轮；20-驱动轴；21-第二轴承；22-旋转块；23-限位件；24-固定块；25-限位杆；26-把手；27-弹簧；28-限位孔；29-防滑纹；30-内六角槽。

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。

实施例1：如图1-图2所示，图示中的一种激光加工头用快换装置，包括聚焦组件1、切割头2和安装模组3，另外现有激光加工头还包括准直组件和光纤连接块（图中未标号），这里的聚焦组件1可以将准直后平行的激光束聚焦后切割工件，通过聚焦组件1的调焦部分可以改变焦点位置，以满足切割不同材料和不同厚度板材的需求，另外在切割头2前端设有割嘴，是激光束和辅助气体的排出通道，辅助气体经过割嘴内腔后形成高速气流，将融熔材料吹走，达到切割的目的；切割头2通过安装模组3与聚焦组件1的底部固定连接，安装模组3起到对切割头2快换的作用；安装模组3包括连接座4，连接座4远离聚焦组件1的一侧呈矩形阵列分布有沉槽5，每个沉槽5内均设有固定件6，聚焦组件1的底部对应固定件6的位置处开设有螺纹槽7，固定件6的外侧设有旋转件8，旋转件8设有四组，四组旋转件8之间传动连接有同步件9，通过设计的固定件6、旋转件8和同步件9的相互配合，在组装、拆卸和维护激光加工头时，特别是需要来回切换不同的激光头来实现对应的功能时，可以对激光头进行快速拆卸，在使用时不需要使用工具多次拆装螺钉才能实现激光头的切换，减少了更换维护激光加工头的工作量，另外是在采用四点定位的方式进行激光加工头的固定，提高了整体定位的稳定性，在不改变现有采用螺钉定位的方式下从而起到多点同步拆卸的效果，也不会影响现有机头内激光的运行。

其中，如图1和图3所示，为了便于将连接座4和聚焦组件1进行连接，固定件6包括与螺纹槽7螺纹连接的螺纹杆10，螺纹杆10远离螺纹槽7的一端贯穿连接座4的内部并延伸至沉槽5内且固定连接有移动板11，这里的螺纹杆10和螺纹槽7的连接还是以螺丝的工作方式进行连接，一方面可以不改变现有结构的连接方式进行固定，避免过多结构影响激光运行，另一方面由旋转件8取代现有外力对螺丝施加的扭矩力，旋转件8的结构仅在螺丝运动的方向上设置，改动较小，且旋转件8仅仅只是改动了螺丝的头部结构，较为简单。

同时，如图4所示，为了便于对螺纹杆10进行转动和移动，旋转件8包括与移动板11滑动套接的内花键12，内花键12靠近沉槽5槽底的一端固定有多个连接杆13，连接杆13远离内花键12的一端固定有旋转筒14，旋转筒14的外侧固定套接有第一轴承15，第一轴承15的外圈固定在沉槽5的底部，同步件9的输出端与内花键12传动连接，向内花键12施加扭矩时，便会带动旋转筒14转动，进而带动移动板11转动，移动板11带动螺纹杆10转动，由于移动板11和内花键12属于滑动套接，所以移动板11也会带动螺纹杆10在内花键12内移动，相当于将螺纹杆10从螺纹槽7内旋下来。

另外，如图2和图5所示，为了便于同时对四个同步齿轮16进行旋转，同步件9包括固定套接在内花键12外侧的同步齿轮16，同步齿轮16均匀分布有四个，且四个同步齿轮16之间传动连接有内齿带17，其中一个同步齿轮16的一侧传动连接有驱动件18，与现有的螺丝安装固定的方式不同的是，在四个螺纹杆10的位置处都设有同种结构的旋转件8和同步齿轮16，其中同步齿轮16带动旋转件8转动，然而内齿带17也会带着四个同步齿轮16一起转动，进而实现四个位置的旋转件8一起同向同速转动，因此在四个位置的螺纹杆10都能同时移动和转动；

综上，与现有一个个卸下和安装螺丝相比，采用安装模组3的效率是现有螺丝连接方式的四倍，另外值得说明的是同步件9和旋转件8均在安装座上设置，不用在拆卸后直接取下来，而现有螺丝在卸下来后因为个体较小容易丢失，使用效果更好。

同时，如图6所示，为了便于手动驱动同步齿轮16进行转动，驱动件18包括与其中一个同步齿轮16啮合连接的驱动齿轮19，驱动齿轮19的中孔内固定套接有驱动轴20，驱动轴20的一端固定套接有第二轴承21，第二轴承21固定安装在沉槽5内部，驱动轴20的另一端延伸至连接座4的外部且固定连接有旋转块22，连接座4的外侧固定有限位件23，通过外力对旋转块22进行转动，旋转块22带动驱动轴20转动，驱动轴20带动驱动齿轮19转动，驱动齿轮19带动其中一个同步齿轮16转动。

另外，如图7所示，为了方便使用者手动进行转动，旋转块22的外侧设有防滑纹29，可以在转动旋转块22时提高手部的摩擦力，旋转块22远离驱动轴20的一端开设有内六角槽30，通过此设计使用者可以使用内六角扳手对旋转块22进行转动。

具体的实施方式：由于连接座4四个位置的螺纹杆10螺纹连接在聚焦组件1上对应的螺纹槽7内，因此与现有的螺丝连接方式类似，而在拆卸时只要手动转动旋转块22，旋转块22带动驱动轴20转动，驱动轴20带动其中一个同步齿轮16转动，而同步齿轮16与带有齿槽的内齿带17进行传动，就会带动内齿带17在竖直面上相对安装座转动，其他三个位置的同步齿轮16也会跟随着一起转动，因此四个位置的同步齿轮16基本会同时转动，四个同步齿轮16带动四个内花键12转动，由于螺纹杆10一端的移动板11与内花键12是滑动套接的，所以同步齿轮16在转动的时候会带动移动板11进行旋转移动，相当于螺纹杆10会进行旋转移动，从而四个位置的螺纹杆10同时在螺纹槽7内旋转移动，直到螺纹杆10脱离螺纹槽7即可解除连接座4和聚焦组件1之间的固定效果，与现有对四个螺丝逐个拧下的方式，本方案中的拆卸方式只需要一次转动即可，更方便快捷。

实施例2：如图6和图7所示，本实施方式对实施例1进一步说明，图示中的驱动件18包括与其中一个同步齿轮16啮合连接的驱动齿轮19，驱动齿轮19的中孔内固定套接有驱动轴20，驱动轴20的一端固定套接有第二轴承21，第二轴承21固定安装在沉槽5内部，驱动轴20的另一端延伸至连接座4的外部且固定连接有旋转块22，连接座4的外侧固定有限位件23；限位件23包括固定块24，固定块24内滑动穿插有限位杆25，限位杆25的一端固定有把手26，把手26和固定块24之间固定有弹簧27，驱动轴20的外侧开设有限位孔28，限位杆25远离把手26的一端伸进限位孔28内，通过限位件23便于对驱动轴20进行限位，提高整体结构的稳定性。

具体的实施方式：在拆卸之前，通过手动拉动把手26，把手26带动连接杆13移动，连接杆13的一端从驱动轴20上的限位孔28内移出，解除对驱动轴20的固定作用，然后再转动旋转块22即可进行拆卸；拆卸完以后松掉把手26，弹簧27复位，连接杆13一端再次进入到限位孔28内实现对驱动轴20的固定，从而在使用时防止外界震动导致驱动轴20出现自转。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (2)

1.一种激光加工头用快换装置，包括聚焦组件（1）、切割头（2）和安装模组（3），其特征在于：所述切割头（2）通过所述安装模组（3）与所述聚焦组件（1）的底部固定连接；所述安装模组（3）包括连接座（4），所述连接座（4）远离所述聚焦组件（1）的一侧呈矩形阵列分布有沉槽（5），每个所述沉槽（5）内均设有固定件（6），所述聚焦组件（1）的底部对应所述固定件（6）的位置处开设有螺纹槽（7），所述固定件（6）的外侧设有旋转件（8），所述旋转件（8）设有四组，四组所述旋转件（8）之间传动连接有同步件（9）；

所述固定件（6）包括与所述螺纹槽（7）螺纹连接的螺纹杆（10），所述螺纹杆（10）远离所述螺纹槽（7）的一端贯穿所述连接座（4）的内部并延伸至所述沉槽（5）内且固定连接有移动板（11）；

所述旋转件（8）包括与所述移动板（11）滑动套接的内花键（12），所述内花键（12）靠近所述沉槽（5）槽底的一端固定有多个连接杆（13），所述连接杆（13）远离所述内花键（12）的一端固定有旋转筒（14），所述旋转筒（14）的外侧固定套接有第一轴承（15），所述第一轴承（15）的外圈固定在所述沉槽（5）的底部，所述同步件（9）的输出端与所述内花键（12）传动连接；

所述同步件（9）包括固定套接在所述内花键（12）外侧的同步齿轮（16），所述同步齿轮（16）均匀分布有四个，且四个所述同步齿轮（16）之间传动连接有内齿带（17），其中一个所述同步齿轮（16）的一侧传动连接有驱动件（18）；

所述驱动件（18）包括与其中一个所述同步齿轮（16）啮合连接的驱动齿轮（19），所述驱动齿轮（19）的中孔内固定套接有驱动轴（20），所述驱动轴（20）的一端固定套接有第二轴承（21），所述第二轴承（21）固定安装在所述沉槽（5）内部，所述驱动轴（20）的另一端延伸至所述连接座（4）的外部且固定连接有旋转块（22），所述连接座（4）的外侧固定有限位件（23）；

所述限位件（23）包括固定块（24），所述固定块（24）内滑动穿插有限位杆（25），所述限位杆（25）的一端固定有把手（26），所述把手（26）和所述固定块（24）之间固定有弹簧（27），所述驱动轴（20）的外侧开设有限位孔（28），所述限位杆（25）远离所述把手（26）的一端伸进所述限位孔（28）内。

2.根据权利要求1所述的一种激光加工头用快换装置，其特征在于：所述旋转块（22）的外侧设有防滑纹（29），所述旋转块（22）远离所述驱动轴（20）的一端开设有内六角槽（30）。