CN207840403U - 激光加工头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光加工头，激光加工头包括隔离器、外框、顶丝、聚焦组件及喷嘴，外框的一端开设有第一凹槽，隔离器穿设于第一凹槽，喷嘴设于外框的另一端，喷嘴的轴线用于垂直于工件表面。聚焦组件位于隔离器与喷嘴之间，且与喷嘴同轴设置。外框上还开设有调节孔，调节孔与第一凹槽连通，顶丝穿设于调节孔，并与隔离器抵接，顶丝能使得隔离器的轴线与喷嘴的轴线重合，也就保证了隔离器相对于工件表面的垂直度。这样，通过隔离器的激光束就会垂直照射在工件表面，且在加工过程中，形成在工件表面的光斑大小均一致，从而确保了激光加工效果。

Description

激光加工头

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工头。

背景技术

激光加工由于其无接触加工、生产效率高等特点被越来越广泛地应用到产品生产中，通过激光器便能对工件进行一系列操作，比如焊接、切割、打孔等。传统的激光器多采用扫描振镜结合平场聚焦透镜的结构对工件进行加工，但由于激光入射的角度不同，会造成形成在工件表面的光斑大小不一致，从而会影响激光加工的效果。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统激光器的加工效果欠佳的问题，提供一种能够提高加工质量的激光加工头。

一种激光加工头，包括隔离器、外框、顶丝、聚焦组件及喷嘴，所述外框的一端开设有第一凹槽，所述隔离器穿设于所述第一凹槽，所述喷嘴设于所述外框的另一端，所述喷嘴的轴线用于垂直于工件表面，所述聚焦组件位于所述隔离器与所述喷嘴之间，且与所述喷嘴同轴设置，所述外框上还开设有调节孔，所述调节孔与所述第一凹槽连通，所述顶丝穿设于所述调节孔，并与所述隔离器抵接，所述顶丝能使得所述隔离器的轴线与所述喷嘴的轴线重合。

在其中一个实施例中，所述隔离器与所述聚焦组件能同时相对于所述喷嘴沿所述喷嘴的轴向移动。

在其中一个实施例中，所述外框包括第一套筒与第二套筒，所述第一套筒包括相对设置的第一端及第二端，所述第一端开设有所述第一凹槽，所述聚焦组件位于所述第一端与所述第二端之间，所述第二套筒包括相对设置的第三端及第四端，所述第三端与所述第二端活动套接，所述第四端与所述喷嘴连接，所述第一套筒能带动所述隔离器和所述聚焦组件相对于所述第二套筒沿所述喷嘴的轴向移动。

在其中一个实施例中，所述第三端开设有第二凹槽，所述第二端穿设于所述第二凹槽。

在其中一个实施例中，还包括固定板及紧固件，所述固定板上开设有连接孔，所述连接孔设有多个，多个所述连接孔沿所述喷嘴的轴向间隔排布，所述第一套筒与所述第二套筒均与所述固定板连接，所述第一套筒上还开设有条形孔，所述条形孔沿所述喷嘴的轴向延伸，所述紧固件穿设于所述连接孔及所述条形孔。

在其中一个实施例中，所述外框上还开设有第一插槽，所述第一插槽与所述第一凹槽连通，所述聚焦组件穿设于所述第一插槽。

在其中一个实施例中，所述聚焦组件包括聚焦镜片及聚焦镜座，所述聚焦镜片安装于所述聚焦镜座中。

在其中一个实施例中，还包括保护组件，所述外框还开设有第二插槽，所述第二插槽与所述第一凹槽连通，且位于所述聚焦组件与所述喷嘴之间，所述保护组件穿设于所述第二插槽，并与所述喷嘴同轴设置。

在其中一个实施例中，所述保护组件包括保护镜片及保护镜座，所述保护镜片安装于所述保护镜座中。

在其中一个实施例中，还包括气管接头，所述外框内设有气腔，所述气腔与所述第二插槽连通，并位于所述第二插槽与所述喷嘴之间，所述气管接头与所述外框连接，并用于外接气源，所述气管接头开设有通气孔，所述通气孔与所述气腔连通。

上述的激光加工头，设置了能合成激光束的隔离器，还设置了调节隔离器的顶丝，通过旋进旋出顶丝，便能够调节隔离器的轴线位置，而当隔离器的轴线与喷嘴的轴线重合时，就保证了隔离器相对于工件表面的垂直度。这样，通过隔离器的激光束就会垂直照射在工件表面，且在加工过程中，形成在工件表面的光斑大小均一致，从而确保了激光加工效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式的激光加工头的截面图；

图2为图1所示的激光加工头的局部立体图；

图3为图1所示的激光加工头中外框的截面图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对激光加工头进行更全面的描述。附图中给出了激光加工头的首选实施例。但是，激光加工头可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对激光加工头的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在激光加工头的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，一实施方式的激光加工头10用于对工件进行焊接、切割等加工，激光加工头10包括隔离器100、外框200、聚焦组件300及喷嘴400，隔离器100与喷嘴400分别安装在外框200的两端，聚焦组件300插接在外框200内，并位于隔离器100与喷嘴400之间，聚焦组件300的轴线与喷嘴400的轴线重合，且喷嘴400的轴线用于垂直于工件表面。

具体地，隔离器100的输入端用于接入光纤激光器，输出端与外框200连接，根据双折射原理，光纤激光器入射的激光束会在输入端被分成o光和e光，经过隔离器100处理后，o光和e光会在输出端处合成一束光输出。而在相反的方向上，反射的激光束会在输出端处分成o光和e光，然后在输入端处进一步分光，以防止反射的激光进入光纤激光器而缩短光纤激光器的使用寿命。因此，隔离器100是一种只允许单向光通过的光器件。

外框200包括第一套筒210及第二套筒220，隔离器100与聚焦组件300均安装在第一套筒210上，喷嘴400安装在第二套筒220上，第一套筒210能带动隔离器100和聚焦组件300相对于第二套筒220沿喷嘴400的轴向移动，以改变聚焦组件300与喷嘴400之间的距离，从而能改变焦点相对于工件的位置。

其中，请参考图1及图3，第一套筒210包括相对设置的第一端212和第二端214，第一端212上开设有第一凹槽232，隔离器100的输出端穿设于第一凹槽232。第二套筒220包括相对设置第三端222和第四端224，第三端222与第二端214活动套接，第四端224与喷嘴400连接。在本实施方式中，第三端222开设有第二凹槽242，第二端214穿设于第二凹槽242。在其他实施方式中，也可以在第二端214上开设供第三端222穿设的凹槽。

激光加工头10还包括固定板500及紧固件(图未示)，固定板500上开设有连接孔510，连接孔510设有多个，多个连接孔510沿喷嘴400的轴向间隔排布。第一套筒210与第二套筒220均与固定板500连接，第一套筒210上还开设有条形孔234，条形孔234沿喷嘴400的轴向延伸，紧固件穿设于连接孔510及条形孔234。紧固件通过连接条形孔234与不同位置的连接孔510，便能改变第一套筒210相对于第二套筒220的安装位置，也就能改变聚焦组件300与喷嘴400之间的距离。

通常，在加工过程中，为了防止喷嘴400磕碰到工件表面，往往会将激光束的焦点控制在距离工件表面的一定高度处。因此，本实施方式的激光加工头10能够根据不同工件的情况调整焦点的位置，来保护喷嘴400和工件。

可以理解，在其他实施方式中，第一套筒210也可以与第二套筒220固定连接，这种情况下，就可以设置相关结构使得隔离器100与聚焦组件300能同时相对于外框200沿喷嘴400的轴向移动。

对于本实施方式的激光加工头10来说，除了能够改变焦点的位置外，还能调节隔离器100的垂直度和中心度。

具体地，激光加工头10还包括顶丝(图未示)，外框200上还开设有调节孔236，调节孔236与第一凹槽232连通，顶丝穿设于调节孔236，并与隔离器100抵接，顶丝能使得隔离器100的轴线与喷嘴400的轴线重合。在本实施方式中，调节孔236的轴线垂直于喷嘴400的轴线，且调节孔236设有多个，多个调节孔236沿喷嘴400的轴向间隔排布在外框200上。顶丝与调节孔236一一对应设置。

通过旋进旋出顶丝，便能够微调隔离器100的轴线位置，而当隔离器100的轴线与喷嘴400的轴线重合时，就保证了隔离器100相对于工件表面的垂直度。这样，通过隔离器100的激光束就会垂直照射在工件表面，从而在加工过程中，形成在工件表面的光斑大小均一致，从而确保了激光加工效果。

在本实施方式中，第一套筒210上还开设有与第一凹槽232连通的第一插槽238，第一插槽238位于第一端212与第二端214之间，聚焦组件300穿设于第一插槽238，以方便更换聚焦组件300。在其他实施方式中，聚焦组件300也可以与第一套筒210固定连接。

聚焦组件300包括聚焦镜片310及聚焦镜座320，聚焦镜片310安装于聚焦镜座320中。前面所说的聚焦组件300的轴线即为聚焦镜片310的轴线。在本实施方式中，聚焦镜片310由石英玻璃或全石英材质制成，其波长为1025-1080nm，焦距为100mm、125mm、150mm或200mm。

同时结合图1、图2及图3，激光加工头10还包括保护组件600，第二套筒220上还开设有第二插槽244，第二插槽244与第一凹槽232连通，且位于聚焦组件300与喷嘴400之间，保护组件600穿设于第二插槽244，并与喷嘴400同轴设置。同样地，保护组件600也可以与第二套筒220固定连接。

保护组件600包括保护镜片610及保护镜座620，保护镜片610安装于保护镜座620中，保护镜片610的轴线也与喷嘴400的轴线重合。保护镜片主要起到密封和保护作用，能防止加工过程中产生的粉尘和飞溅的火花进入外框200内污染聚焦镜片310。

在本实施方式中，激光加工头10还包括气管接头700，外框200内设有气腔246，气腔246与第二插槽244连通，并位于第二插槽244与喷嘴400之间，气管接头700与外框200连接，并用于外接气源，气管接头700开设有通气孔710，通气孔710与气腔246连通。

在激光加工过程中，主要通过气管接头700向气腔246内通入保护气体，保护气体再经由喷嘴400到达工件表面，保护气体不仅能防止工件表面氧化，也能吹离工件表面产生的熔融废料。

值得一提的是，固定板500能够与三维运动平台连接，从而激光加工台10能在三个方向上移动，按照预设的运动轨迹，对工件进行加工。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光加工头，其特征在于，包括隔离器、外框、顶丝、聚焦组件及喷嘴，所述外框的一端开设有第一凹槽，所述隔离器穿设于所述第一凹槽，所述喷嘴设于所述外框的另一端，所述喷嘴的轴线用于垂直于工件表面，所述聚焦组件位于所述隔离器与所述喷嘴之间，且与所述喷嘴同轴设置，所述外框上还开设有调节孔，所述调节孔与所述第一凹槽连通，所述顶丝穿设于所述调节孔，并与所述隔离器抵接，所述顶丝能使得所述隔离器的轴线与所述喷嘴的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，所述隔离器与所述聚焦组件能同时相对于所述喷嘴沿所述喷嘴的轴向移动。

3.根据权利要求2所述的激光加工头，其特征在于，所述外框包括第一套筒与第二套筒，所述第一套筒包括相对设置的第一端及第二端，所述第一端开设有所述第一凹槽，所述聚焦组件位于所述第一端与所述第二端之间，所述第二套筒包括相对设置的第三端及第四端，所述第三端与所述第二端活动套接，所述第四端与所述喷嘴连接，所述第一套筒能带动所述隔离器和所述聚焦组件相对于所述第二套筒沿所述喷嘴的轴向移动。

4.根据权利要求3所述的激光加工头，其特征在于，所述第三端开设有第二凹槽，所述第二端穿设于所述第二凹槽。

5.根据权利要求3所述的激光加工头，其特征在于，还包括固定板及紧固件，所述固定板上开设有连接孔，所述连接孔设有多个，多个所述连接孔沿所述喷嘴的轴向间隔排布，所述第一套筒与所述第二套筒均与所述固定板连接，所述第一套筒上还开设有条形孔，所述条形孔沿所述喷嘴的轴向延伸，所述紧固件穿设于所述连接孔及所述条形孔。

6.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，所述外框上还开设有第一插槽，所述第一插槽与所述第一凹槽连通，所述聚焦组件穿设于所述第一插槽。

7.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，所述聚焦组件包括聚焦镜片及聚焦镜座，所述聚焦镜片安装于所述聚焦镜座中。

8.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，还包括保护组件，所述外框还开设有第二插槽，所述第二插槽与所述第一凹槽连通，且位于所述聚焦组件与所述喷嘴之间，所述保护组件穿设于所述第二插槽，并与所述喷嘴同轴设置。

9.根据权利要求8所述的激光加工头，其特征在于，所述保护组件包括保护镜片及保护镜座，所述保护镜片安装于所述保护镜座中。

10.根据权利要求8所述的激光加工头，其特征在于，还包括气管接头，所述外框内设有气腔，所述气腔与所述第二插槽连通，并位于所述第二插槽与所述喷嘴之间，所述气管接头与所述外框连接，并用于外接气源，所述气管接头开设有通气孔，所述通气孔与所述气腔连通。