CN205587845U - 喷嘴导电装置及带该装置的激光切割头主体和激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷嘴导电装置，包含SMA接头、转接座、弹性探针、导体。转接座为锥形筒体结构。SMA接头安装在转接座的侧壁上，SMA接头的轴线垂直于转接座的轴线。导体沿轴线方向的剖面为T型。转接座的小端设有导体安装沉孔，导体的大端安装在导体安装沉孔内。导体安装沉孔的底面设有探针安装孔；弹性探针置于探针安装孔内，弹性探针在非压缩状态下露在探针安装孔的外面。SMA接头的内部电芯与探针电气连接，探针与导体电接触；导体小端用于与激光喷嘴电气相接。SMA接头、探针、导体形成的导电线路被密封绝缘。喷嘴通过导体、探针、SMA接头与随动控制器电气连接，使得切割头头体体积小、质量轻、导电方式更稳定、激光切割速度快，并降低设备成本。

Description

喷嘴导电装置及带该装置的激光切割头主体和激光切割头

技术领域

本实用新型涉及激光切割设备领域，更具体地说，是涉及一种喷嘴导电装置及运用该装置光纤激光切割头。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件表面，使被照射的材料迅速融化、气化、烧熔或达到燃点，同时借助与光速同轴的高速气流除渣，从而实现将工件切开。近几年随着激光加工技术的不断发展，激光切割在越来越多的领域中发挥起重要作用。为满足不同行业的需要，对加工工艺要求越来越高，其中对空间三维复杂曲线曲面的激光切割即激光三维切割需要更高的速度、效率、精度。激光三维切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能而进行的一种高柔性切割。加工时间越短，热影响区小，热变形和加工变形就小。

目前市场上的光纤激光切割头，喷嘴通过导电铜片与随动控制器电气连接，导电铜片外围由陶瓷包裹以达到封闭绝缘。但由于陶瓷导电装置的质量重、体积大、加工困难，导电方式不稳定，不利于设备的高速切割。

发明内容

实用新型的目的在于提供一种喷嘴导电装置，解决现有喷嘴导电装置质量重、加工难的问题。

为实现上述目的，实用新型提供如下技术方案：一种喷嘴导电装置，包含SMA接头、转接座、弹性探针、导体。转接座为锥形筒体结构。SMA接头安装在转接座的侧壁上，SMA接头的轴线垂直于转接座的轴线。导体为圆筒状，导体沿轴线方向的剖面为T型。转接座的小端设有导体安装沉孔，导体T型结构的大端安装在导体安装沉孔内。导体安装沉孔的底面设有探针安装孔，探针安装孔与转接座的轴线平行；弹性探针置于探针安装孔内，弹性探针在非压缩状态下一端露在探针安装孔的外面。SMA接头的内部电芯与探针电气连接，探针与导体电接触；导体小端用于与激光喷嘴电气相接。SMA接头、探针、导体形成的导电线路被密封绝缘。

进一步地，还包含锁紧环、外套。锁紧环将转接座与导体的衔接部位包裹住并锁紧。外套为上端宽、下端窄的流线型设计，外套套在导体的外面，外套的底面与导体的底面相平；外套的上端套在锁紧环的侧壁上。

进一步地，还包含绝缘套、绝缘环、密封圈、绝缘衬套。绝缘套使得导体顶部的侧壁与导体安装槽相隔离；密封圈为环形，密封圈使得导体的顶面与导体安装槽相隔离；绝缘衬套使得导体与锁紧环相隔离。绝缘环套在导体下端的侧壁上，使得导体与外套相隔离。

进一步地，还包含探针绝缘套。探针绝缘套套在探针上，使得探针与转接座相隔离。

进一步地，还包含定位销、绝缘销。导体的顶部设有定位销下槽，转接座的底部设有与定位销下槽相对应的定位销上槽。定位销位于定位销下槽和定位销上槽内。定位销上槽的宽度大于定位销下槽；绝缘销位于定位销上槽内，且绝缘销套在定位销上，使得定位销与转接座隔离。

一种包含上述任意一项喷嘴导电装置的激光切割头主体，还包括激光头夹紧模块、准直模块、聚焦模块、保护镜模块、激光喷嘴。

激光喷嘴安装在喷嘴导电装置下方；喷嘴导电装置安装在保护镜模块的下方；保护镜模块安装在聚焦模块的下方；聚焦模块安装在准直模块的下方；准直模块安装在激光头夹紧模块的下方。

一种包括上述激光切割头主体的激光切割头，还包括防撞装置、模组部分。防撞装置、模组部分、激光切割头主体依次连接。防撞装置用于在激光切割头发生故障碰到障碍物时控制激光切割头停止工作。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，喷嘴通过导体、探针、SMA接头与随动控制器电气连接，使得切割头头体体积小、质量轻、导电方式更稳定、激光切割速度快，并降低设备成本。(2)带有本实用新型的激光切割头中，通过防撞装置避免激光切割头碰到障碍物而损坏，且本激光切割头采用模块式结构，便于组装拆卸。

附图说明

图1为本实用新型立体图。

图2为本实用新型前视结构示意图。

图3为本实用新型沿图2中A-A方向剖面结构示意图。

图4为本实用新型在激光切割头主体上的一个应用实施例。

图5为本实用新型在激光切割头上的一个应用实施例。

图6为图5中防撞装置的立体图。

其中，图1-图6的附图标记为，3-5-1：SMA接头、3-5-2：转接座、3-5-3：探针绝缘套、3-5-4：弹性探针、3-5-5：绝缘套、3-5-6：锁紧环、3-5-7：外套:、3-5-8:导体、3-5-9：绝缘环、3-5-11：绝缘销、3-5-12：定位销、3-5-13：密封圈、3-5-15：绝缘衬套，3-1：激光头夹紧模块、3-2：准直模块、3-3：聚焦模块、3-4：保护镜模块、3-5：喷嘴导电装置、3-6：激光喷嘴，1:防撞装置、2:模组部分、3：切割头主体,1-1：转轴、1-2：挡光片、1-3:传感器、1-4：防撞装置主体。

具体实施方式

下面将结合实用新型实施例中的附图，对实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，喷嘴导电装置3-5呈锥形。如图3所示，喷嘴导电装置3-5包含SMA接头3-5-1、转接座3-5-2、探针绝缘套3-5-3、弹性探针3-5-4、绝缘套3-5-5、锁紧环3-5-6、外套3-5-7、导体3-5-8、绝缘环3-5-9、绝缘销3-5-11、定位销3-5-12、密封圈3-5-13、绝缘衬套3-3-15。

喷嘴导电装置3-5的中间沿轴线方向设有圆锥形的激光束通道；激光束沿激光束通道从转接座3-5-2输入经过导体3-5-8由与导体3-5-8相接的激光喷嘴3-6输出。

转接座3-5-2为锥形筒体结构。转接座3-5-2安装在保护镜模块3-4下方。SMA接头3-5-1安装在转接座3-5-2的外侧壁上，SMA接头3-5-1的轴线垂直于转接座3-5-2的轴线。

转接座3-5-2的内部设有导线通道，导线通道为倒立的L型；导线通道与探针安装孔相贯并垂直，弹性探针3-5-4通过导线通道内的导线与SMA接头3-5-1电气连接。

导体3-5-8为圆筒状，沿轴线方向的剖面为T型。转接座3-5-2的小端设有导体安装沉孔，导体3-5-8的T型结构的大端安装在所述导体安装沉孔内。

转接座3-5-2的导体安装沉孔的底面设有探针安装孔，探针安装孔与转接座3-5-2的轴线平行；弹性探针3-5-4置于探针安装孔内，弹性探针3-5-4在非压缩状态下一端露在转接座3-5-2的外面。弹性探针3-5-4插在探针绝缘套3-5-3内，使得弹性探针3-5-4与转接座3-5-2相隔离。

导体3-5-8的顶部设有定位销下槽，转接座3-5-2的底部设有与定位销下槽相对应的定位销上槽；定位销3-5-12位于定位销下槽和定位销上槽内，定位销3-5-12用于对导体3-5-8定位。定位销上槽的宽度大于定位销下槽，且定位销上槽的深度大于定位销下槽；绝缘销3-5-11的长度与定位销上槽的深度相同，绝缘销3-5-11位于定位销上槽内，且绝缘销3-5-11套在定位销3-5-12上，使得定位销3-5-12与转接座3-5-2隔离。

密封圈3-5-13为环形且为片状，密封圈3-5-13位于导体3-5-8顶部，使得导体3-5-8的顶面与所述导体安装槽相隔离；绝缘套3-5-5与所述导体安装槽相适配；绝缘套3-5-5位于导体3-5-8与导体安装槽的侧壁之间，使得导体3-5-8顶部的侧壁与所述导体安装槽相隔离。

锁紧环3-5-6将转接座3-5-2与导体3-5-8的衔接处包裹住，将转接座3-5-2与导体3-5-8的连接部位锁紧；锁紧环3-5-6通过螺纹安装在转接座3-5-2底部的侧壁上。绝缘衬套3-3-15为圆筒状，且上端带有边沿，绝缘衬套3-3-15套在导体3-5-8上，使得导体3-5-8的上端与锁紧环3-5-6隔离。

外套3-5-7为上端宽下端窄的流线型，外套3-5-7套在导体3-5-8的外面，并且外套3-5-7的上端通过螺纹安装在锁紧环3-5-6的下方，外套3-5-7用于保护并隔离导体3-5-8。外套3-5-7的底面与导体3-5-8的底面相平。绝缘环3-5-9套在导体3-5-8的下端，使得导体3-5-8的下端与外套3-5-7相隔离。导体3-5-8的外围中间的位置与外套3-5-7之间形成空腔，使得导体3-5-8免受外部环境的影响或外力的碰撞变形，并且减小设备质量。

在导体3-5-8的小端内环安装有激光喷嘴3-6。激光喷嘴3-6通过导体3-5-8、弹性探针3-5-4与SMA接头3-5-1的内圈电芯电气导通。

工作原理：

外部的随动控制器依次经过SMA接头3-5-1、弹性探针3-5-4、导体3-5-8与激光喷嘴3-6电气连接，随动控制器为激光喷嘴3-6通电。根据电容公式C=εS/4πkd ，其中，ε为常数，S为电容极板的面积，d为电容极板的距离，k为静电力常量。受激光喷嘴3-6的底部与被加工物体的距离(d)之间的电容量(C)受两者之间的距离(d)的影响。随动控制器将激光喷嘴3-6的底部与被加工物体的距离(d)转化为电信号进行分析，并调整喷嘴导电装置3-5的高度；激光束经过喷嘴导电装置3-5的激光束通道对被加工物体进行加工。

如图4所示，为带有本实用新型的激光切割头主体。一种光纤激光切割头主体3，包括喷嘴导电装置3-5，还包括激光头夹紧模块3-1、准直模块3-2、聚焦模块3-3、保护镜模块3-4、激光喷嘴3-6。喷嘴导电装置3-5通过转接座3-5-2安装在保护镜模块3-4的下方；保护镜模块3-4安装在聚焦模块3-3的下方；聚焦模块3-3安装在准直模块3-2的下方；准直模块3-2安装在激光头夹紧模块3-1的下方。

如图5所示，为带有图4所示激光切割头主体3的激光切割头。一种激光切割头，还包括防撞装置1、模组部分2。防撞装置1按装在机械手法兰上。防撞装置1、模组部分2、切割头主体3依次相接。

如图6所示，防撞装置1包含转轴1-1、挡光片1-2、传感器1-3、防撞装置主体1-4。防撞装置主体为立方体型，防撞装置主体1-4上面中间装有转轴1-1，挡光片1-2为片状，与转轴1-1相接，防撞装置主体1-4上面并且设有传感器1-3和重复导向部件。当切割机发生故障碰到障碍物时，防撞装置主体1-4内部扭簧带动转轴1-1旋转，从而使挡光片1-2发生位移，触及传感器1-3，机器瞬间停止，避免碰撞。当离开障碍物时，防撞装置主体1-4内部扭簧带动挡光片1-2复位，机器回复工作。

模组部分2采用全密封设计，防止切割时产生的粉尘进入模组，保证了模组的长期有效运行。

尽管已经示出和描述了实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离实用新型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，实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种喷嘴导电装置，其特征在于：

包含SMA接头(3-5-1)、转接座(3-5-2)、弹性探针(3-5-4)、导体(3-5-8)；

所述转接座(3-5-2)为锥形筒体结构；

所述SMA接头(3-5-1)安装在转接座(3-5-2)的侧壁上，SMA接头(3-5-1)的轴线垂直于转接座(3-5-2)的轴线；

所述导体(3-5-8)为圆筒状，所述导体(3-5-8)沿轴线方向的剖面为T型；

所述转接座(3-5-2)的小端设有导体安装沉孔，导体(3-5-8)T型结构的大端安装在所述导体安装沉孔内；

所述导体安装沉孔的底面设有探针安装孔，所述探针安装孔与转接座(3-5-2)的轴线平行；所述弹性探针(3-5-4)置于探针安装孔内，弹性探针(3-5-4)在非压缩状态下一端露在探针安装孔的外面；

所述SMA接头(3-5-1)的内部电芯与探针(3-5-4)电气连接，所述探针(3-5-4)与导体(3-5-8)电接触；导体(3-5-8)小端用于与激光喷嘴电气相接；

所述SMA接头(3-5-1)、探针(3-5-4)、导体(3-5-8)形成的导电线路被密封绝缘。

2.根据权利要求1所述的喷嘴导电装置，其特征在于：

还包含锁紧环(3-5-6)、外套(3-5-7)；

所述锁紧环(3-5-6)将转接座(3-5-2)与导体(3-5-8)的衔接部位包裹住并锁紧；

所述外套(3-5-7)为上端宽、下端窄的流线型设计，外套(3-5-7)套在导体(3-5-8)的外面，外套(3-5-7)的底面与导体(3-5-8)的底面相平；外套(3-5-7)的上端套在锁紧环(3-5-6)的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的喷嘴导电装置，其特征在于：

还包含绝缘套(3-5-5)、绝缘环(3-5-9)、密封圈(3-5-13)、绝缘衬套(3-3-15)；

所述绝缘套(3-5-5)使得导体(3-5-8)顶部的侧壁与所述导体安装槽相隔离；所述密封圈(3-5-13)为环形，密封圈(3-5-13)使得导体(3-5-8)的顶面与所述导体安装槽相隔离；所述绝缘衬套(3-3-15)使得导体(3-5-8)与锁紧环(3-5-6)相隔离；

所述绝缘环(3-5-9)套在导体(3-5-8)下端的侧壁上，使得导体(3-5-8)与外套(3-5-7)相隔离。

4.根据权利要求1所述的喷嘴导电装置，其特征在于：

还包含探针绝缘套(3-5-3)；

所述探针绝缘套(3-5-3)套在探针(3-5-4)上，使得探针(3-5-4)与转接座(3-5-2)相隔离。

5.根据权利要求1所述的喷嘴导电装置，其特征在于：

还包含定位销(3-5-12)、绝缘销(3-5-11)；

导体(3-5-8)的顶部设有定位销下槽，转接座(3-5-2)的底部设有与定位销下槽相对应的定位销上槽；

所述定位销(3-5-12)位于定位销下槽和定位销上槽内；

定位销上槽的宽度大于定位销下槽；所述绝缘销(3-5-11)位于定位销上槽内，且绝缘销(3-5-11)套在定位销(3-5-12)上，使得定位销(3-5-12)与转接座(3-5-2)隔离。

6.一种包含权利要求1-5任意一项所述喷嘴导电装置的激光切割头主体，其特征在于：

还包含激光头夹紧模块(3-1)、准直模块(3-2)、聚焦模块(3-3)、保护镜模块(3-4)、激光喷嘴(3-6)；

激光喷嘴(3-6)安装在喷嘴导电装置(3-5)下方；喷嘴导电装置(3-5)安装在保护镜模块(3-4)的下方；保护镜模块(3-4)安装在聚焦模块(3-3)的下方；聚焦模块(3-3)安装在准直模块(3-2)的下方；准直模块(3-2)安装在激光头夹紧模块(3-1)的下方。

7.一种包括权利要求6所述激光切割头主体的激光切割头，其特征在于：

还包括防撞装置(1)、模组部分(2)；

防撞装置(1)、模组部分(2)、及所述激光切割头主体依次连接；

防撞装置(1)用于在激光切割头发生故障碰到障碍物时控制激光切割头停止工作。