CN206455309U - 一种可调节光斑大小的激光切割头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器、第一电机传动机构和第二电机传动机构，在所述光纤连接器发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜、扩束系统镜组和聚焦镜，所述扩束系统镜组包括扩束系统汇聚透镜、扩束系统双凹透镜和扩束系统准直透镜，所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜分别与第一电机传动机构、第二电机传动机构连接，所述第一电机传动机构、第二传动机构分别带动所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜到所述扩束系统双凹透镜的距离。本实用新型适用多种板材的切割，提高了使用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光切割技术领域，尤其是一种可调节光斑大小的激光切割头。
背景技术
目前，激光切割枪头是通过汇聚激光能量对板材进行切割的加工设备，传统切割头由于准直镜与聚焦镜的焦距比恒定不变，所以最终焦点处的光斑大小也是恒定不变的。然而不同厚度及材质的板材对焦点光斑大小的需求是不一样的，对于切割薄板的要求是光斑小、焦深短，切割厚板时的要求是光斑大、焦深长。现有通过改变准直镜距离来改变光斑大小及焦深的切割头，但光斑放大倍数小于2.5倍，在切厚板时仍有些不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可调节光斑大小的激光切割头。
本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器、第一电机传动机构和第二电机传动机构，在所述光纤连接器发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜、扩束系统镜组和聚焦镜，所述扩束系统镜组包括扩束系统汇聚透镜、扩束系统双凹透镜和扩束系统准直透镜，所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜分别与第一电机传动机构、第二电机传动机构连接，所述第一电机传动机构、第二电机传动机构分别带动所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜到所述扩束系统双凹透镜的距离。
进一步地，所述第一电机传动机构包括电机、弹性联轴器和微型滚珠丝杆，所述微型滚珠丝杆与所述扩束系统汇聚透镜相连。该微型滚珠丝杆，具有传动速度快，定位精度高，寿命长，免维护的优点。
进一步地，所述电机是直流伺服空心杯电机，该电机具有启动、制动迅速，相应速度快的优点。
进一步地，所述第二电机传动机构与所述第一电机传动机构结构相同，通用性高。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型通过在准直镜和聚焦镜片之间增加扩束系统镜组，通过改变扩束镜片之间的距离来改变光斑大小及焦深的长短，适用多种板材的切割，提高了使用范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型扩束光路的结构示意图。
图中：1、光纤连接器，2、第一电机传动机构，2.1，电机，2.2，弹性联轴器，2.3，微型滚珠丝杆，3、第二电机传动机构，4、准直镜，5、扩束系统镜组，5.1、扩束系统汇聚透镜，5.2、扩束系统双凹透镜，5.3、扩束系统准直透镜，6、聚焦镜。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示的一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器1、第一电机传动机构2和第二电机传动机构3，在所述光纤连接器1发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜4、扩束系统镜组5和聚焦镜6，所述扩束系统镜组5包括扩束系统汇聚透镜5.1、扩束系统双凹透镜5.2和扩束系统准直透镜5.3，所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3分别与第一电机传动机构1、第二电机传动机构2连接，所述第一电机传动机构1、第二电机传动机构2分别带动所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3到所述扩束系统双凹透镜5.2的距离。
如图2所示，所述扩束系统汇聚透镜5.1与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L1，所述扩束系统准直透镜5.3与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L2，经过扩束系统镜组2的光束的直径为D1，光束穿过聚焦镜6汇聚成光斑进行切割，光斑的直径为D2。
本实用新型的试验数据如下：
| 序号 | L1(mm) | L2(mm) | D1(mm) | D2(μm) |
| 1 | 15.29 | 169.49 | 18.34 | 131.26 |
| 2 | 12.06 | 176.51 | 33.02 | 294.41 |
| 3 | 8.84 | 179.51 | 48.28 | 895.23 |
| 4 | 7.23 | 180.45 | 56.14 | 1449.45 |
所述第一电机传动机构2包括电机2.1、弹性联轴器2.2和微型滚珠丝杆2.3，微型滚珠丝杆2.3与扩束系统汇聚透镜5.1相连，微型滚珠丝杆2.3带动扩束系统汇聚透镜5.1沿光轴方向上下移动。该微型滚珠丝杆2.3具有传动速度快，定位精度高，寿命长，免维护的优点。
所述电机2.1是直流伺服空心杯电机，该电机具有启动、制动迅速，相应速度快的优点。
所述第二电机传动机构3与所述第一电机传动机构2结构相同，通用性高。
本实用新型的工作原理如下：第一电机传动机构2和第二电机传动机构3带动扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3沿光轴方向上下移动，从而改变扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3到扩束系统双凹透镜5.2的距离，从而改变了穿过扩束系统镜组的光束的直径D1。当光束直径D1变大时，光斑直径D2变大，焦深变长；当光束直径D1变小时，光斑直径D2变小，焦深变短。因此，本实用新型通过调节光斑大小，满足了不同板材切割的要求。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器（1）、第一电机传动机构（2）和第二电机传动机构（3），其特征在于，在所述光纤连接器（1）发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜（4）、扩束系统镜组（5）和聚焦镜（6），所述扩束系统镜组（5）包括扩束系统汇聚透镜（5.1）、扩束系统双凹透镜（5.2）和扩束系统准直透镜（5.3），所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）分别与第一电机传动机构（2）、第二电机传动机构（3）连接，所述第一电机传动机构（2）、第二电机传动机构（3）分别带动所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）到所述扩束系统双凹透镜（5.2）的距离。
2.根据权利要求1所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述第一电机传动机构（2）包括电机（2.1）、弹性联轴器（2.2）和微型滚珠丝杆（2.3），所述微型滚珠丝杆（2.3）与所述扩束系统汇聚透镜（5.1）相连。
3.根据权利要求2所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述电机（2.1）是直流伺服空心杯电机。
4.根据权利要求2所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述第二电机传动机构（3）与所述第一电机传动机构（2）结构相同。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106735939A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-31 | 常州特尔玛枪嘴有限公司 | 一种可调节光斑大小的激光切割头 |
| US10573506B2 (en) | 2016-03-11 | 2020-02-25 | Michael Vidra | Method and device for etching patterns inside objects |
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2017
- 2017-02-20 CN CN201720152067.6U patent/CN206455309U/zh not_active Expired - Fee Related
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| US10573506B2 (en) | 2016-03-11 | 2020-02-25 | Michael Vidra | Method and device for etching patterns inside objects |
| US11682550B2 (en) | 2016-03-11 | 2023-06-20 | Tech Met, Inc. | Method and device for etching patterns inside objects |
| CN106735939A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-31 | 常州特尔玛枪嘴有限公司 | 一种可调节光斑大小的激光切割头 |
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