CN208067567U - 激光切割系统用光纤激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头、准直水冷装置、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气装置和跟随装置；本实用新型跟随装置连接在导气装置之下，跟随装置上安装有传感器接头，传感器接头与传感信号处理电路和线性驱动控制电路连接，能使切割头与工件表面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获取最佳的切割质量提供保证；跟随装置让激光头在发生碰撞时，只损坏陶瓷环，更换方便、便宜。

Description

激光切割系统用光纤激光切割头

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体的说是激光切割系统用光纤激光切割头。

背景技术

光纤激光切割技术比传统激光切割速度更快效率更高，且加工时间短、热影响区小、热变形和加工变形小；激光束的聚焦光斑小，可实现对工件材料更加精细的微加工；传导与聚焦性能更加优越，功率与能量易控；紧凑轻便的模块化机械组件设计，重量轻便，尤其适合于工厂车间使用。

近年国内对激光材料加工的需求，尤其是光纤激光切割的需求迅速增加。并且国产设备近几年来销售量也大增，激光企业近年发展势头迅猛。但现有的光纤激光切割头一般存在下述问题：在跟随装置中，传统的光纤激光切割头跟随装置的传感器与喷嘴连接是硬连接，发生碰撞时损失较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供激光切割系统用光纤激光切割头。本实用新型是通过下述技术方案解决上述技术问题的：激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头1、准直水冷装置2、水平调节装置3、调焦装置4、保护镜装置5、导气装置6和跟随装置7，其特征在于：所述跟随装置7包括跟随连接筒71、传感器接头72、1号O型圈 73、陶瓷环74、陶瓷锁紧圈75和喷嘴76；所述跟随连接筒71安装在导气装置 6的下方，所述跟随连接筒71内部设有传感器信号线通道711，所述跟随连接筒71下端设有圆形凹槽，所述陶瓷环74安装在跟随连接筒圆形凹槽中，所述陶瓷环74与圆形凹槽之间设有1号O型圈73，所述陶瓷环74与圆形凹槽之间通过陶瓷锁紧圈75紧固，所述陶瓷环74下端设有内螺纹，所述喷嘴76与陶瓷环74 之间通过螺纹连接。

优选的，所述调焦装置4包括焦点调节座41、调焦旋钮座42、调焦刻度盘43、调焦旋钮44和调焦筒连接板45；所述焦点调节座41内设有调焦筒滑道 411,所述调焦筒滑道411内活动装配有调焦筒46，所述调焦筒46与调焦筒连接板45连接成一个能够沿着调焦筒滑道411进行上下滑动的刚体结构；

所述调焦旋钮座42紧固在焦点调节座41上，所述调焦刻度盘43与调焦旋钮座 42紧固在一起，所述调焦旋钮44通过调焦刻度盘43卡装在调焦旋钮座42内孔中；

所述调焦旋钮44内侧设有一环形凸台441，所述环形凸台441中心与调焦旋钮 44的旋转中心偏置，所述调焦筒连接板45外侧设有一卡槽，所述环形凸台441 配合嵌置在调焦筒连接板45上的卡槽内，所述调焦旋钮44旋转带动环形凸台 441旋转，所述环形凸台441旋转驱动调焦筒连接板45和调焦筒46沿着调焦筒滑道411进行上下滑动；所述调焦筒46内安装有聚焦镜片47，所述聚焦镜片47 跟随调焦筒46同步移动。

优选的，所述保护镜装置5包括保护镜座51、保护镜座安装座52、保护镜压圈53、密封圈54、紧固螺栓55、保护镜座支架56和保护镜57；

所述保护镜座安装座52内设有安装腔，所述保护镜座51设置在安装腔内并可从保护镜座安装座52一侧的开口抽出；所述保护镜57置于保护镜座51内，所述保护镜57的上方安装有保护镜压圈53，所述保护镜57的下方安装有密封圈54；所述保护镜座51底部设有圆凹槽，所述密封圈54紧装配在圆凹槽内，所述密封圈54的上唇口与保护镜57下表面接触，所述密封圈54的下唇口与下方导气装置6中导气筒座62的顶面接触；所述保护镜座51通过紧固螺栓55连接有保护镜座支架56。

优选的，所述焦点调节座41内设有导向螺栓48，所述导向螺栓48保证调焦筒46在调焦筒滑道411内上下滑动，不会左右旋转。

优选的，所述调焦旋钮44外周壁上设有两个1号环形凹槽，所述环形凹槽内装有2号O型密封圈49，所述2号O型密封圈49与调焦旋钮座42内孔壁紧配合。

优选的，所述调焦筒46两端的外周壁上设有2号环形凹槽，所述2号环形凹槽内装有弹簧蓄能密封圈，所述弹簧蓄能密封圈的环形圈体内设有环形凹腔。

优选的，所述跟随连接筒71下端圆形凹槽内设有3号环形凹槽，所述3 号环形凹槽内装有3号O型圈。

本实用新型的有益效果：本实用新型跟随装置连接在导气装置之下，跟随装置上安装有传感器接头，传感器接头与传感信号处理电路和线性驱动控制电路连接，能使切割头与工件表面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获取最佳的切割质量提供保证；跟随装置让激光头在发生碰撞时，只损坏陶瓷环，更换方便、便宜。

附图说明

图1为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的结构示意图

图2为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的主剖视图

图3为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的准直水冷装置的结构示意图

图4为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的调焦装置的结构示意图

图5为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的保护镜装置的结构示意图

图6为本实用新型激光切割系统用光纤激光切割头的跟随装置的结构示意图图中：1-光纤接头；

2-准直水冷装置，21-准直水冷座，22-准直水冷套，221-O型圈槽，222-环形水槽；

3-水平调节装置；

4-调焦装置，41-焦点调节座，411-调焦筒滑道，42-调焦旋钮座，43-调焦刻度盘，44-调焦旋钮，441-环形凸台，45-调焦筒连接板，46-调焦筒，47-聚焦镜片，48- 导向螺栓，49-2号O型密封圈；

5-保护镜装置，51-保护镜座，52-保护镜座安装座，53-保护镜压圈，54-密封圈，55-紧固螺栓，56-保护镜座支架，57-保护镜；

6-导气装置，61-导气筒，62-导气筒座；

7-跟随装置，71-跟随连接筒，711-传感器信号线通道，72-传感器接头，73-1号 O型圈，74-陶瓷环，75-陶瓷锁紧圈，76-喷嘴。

具体实施方式

以下是实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实例。

如图1、图2和图6所示，激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头1、准直水冷装置2、水平调节装置3、调焦装置4、保护镜装置5、导气装置6和跟随装置7，其特征在于：所述跟随装置7包括跟随连接筒71、传感器接头72、1号O型圈73、陶瓷环74、陶瓷锁紧圈75和喷嘴76；所述跟随连接筒71安装在导气装置6的下方，所述跟随连接筒71内部设有传感器信号线通道711，所述跟随连接筒71下端设有圆形凹槽，所述陶瓷环74安装在跟随连接筒圆形凹槽中，所述陶瓷环74与圆形凹槽之间设有1号O 型圈73，所述陶瓷环74与圆形凹槽之间通过陶瓷锁紧圈75紧固，所述陶瓷环 74下端设有内螺纹，所述喷嘴76与陶瓷环74之间通过螺纹连接。

所述光纤接头1用于与激光发生器的光纤输出单元连接，接受激光，光纤接头1可采用现有技术中的常规产品，由于激光属于发散光，需要用水平调节装置3将接收到的发散的激光转换成平行激光，所述水平调节装置3内有准直镜片，通过调节水平调节装置3上的调节螺栓31，可以调整准直镜片的位置，通过准直镜片将发散的激光转换成平行激光。水平调节装置3可采用现有技术中的常规产品。所述跟随装置7连接在导气装置6之下，跟随装置7上安装有传感器接头，传感器接头与传感信号处理电路和线性驱动控制电路连接，能使跟随装置 7与工件表面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获得最佳的切割质量提供保证。

跟随装置7的工作原理及工作过程如下：

所述跟随连接筒71安装在导气装置6下面，所述跟随连接筒71内部设有传感器信号线通道711，传感器信号线通道711内的线缆将传感器接头72和喷嘴76连接，所述跟随连接筒71下端设有圆形凹槽，陶瓷环74安装在跟随连接筒圆形凹槽中，陶瓷环74与圆形凹槽之间设有1号O型圈73，再由陶瓷锁紧圈75将其紧固，陶瓷环74下端设有内螺纹，喷嘴76紧固在陶瓷环74上。切割过程中喷嘴76与金属板材之间的距离会产生电容值，由传感器反馈到切割系统，系统通过反馈回来的电容值控制喷嘴导金属板材的距离，当任何一处的信号线断了，切割头都会停止运动。

如图3所示，准直水冷装置包括准直水冷座21和准直水冷套22；所述准直水冷座21安装在光纤接头和水平调节装置中间，所述准直水冷座21上有两个水孔，所述准直水冷套22紧密安装在准直水冷座21中，所述准直水冷套22上下两端设有O型圈槽221，所述准直水冷套22中间设有环形水槽222，水通过准直水冷座21上的两个水孔在环形水槽中循环，从而给准直水冷装置2上方的光纤接头1和下方水平调节装置3中的准直镜片起到冷却的作用；所述准直水冷套22上下两端设有O型圈槽221保证了水在环形水槽222中循环不会外漏到其他装置。

如图4所示，在本实施例中，优选的，所述调焦装置4包括焦点调节座 41、调焦旋钮座42、调焦刻度盘43、调焦旋钮44和调焦筒连接板45；所述焦点调节座41内设有调焦筒滑道411,所述调焦筒滑道411内活动装配有调焦筒46，所述调焦筒46与调焦筒连接板45连接成一个能够沿着调焦筒滑道411进行上下滑动的刚体结构；

所述调焦旋钮座42紧固在焦点调节座41上，所述调焦刻度盘43与调焦旋钮座 42紧固在一起，所述调焦旋钮44通过调焦刻度盘43卡装在调焦旋钮座42内孔中；

所述调焦旋钮44内侧设有一环形凸台441，所述环形凸台441中心与调焦旋钮 44的旋转中心偏置，所述调焦筒连接板45外侧设有一卡槽，所述环形凸台441 配合嵌置在调焦筒连接板45上的卡槽内，所述调焦旋钮44旋转带动环形凸台 441旋转，所述环形凸台441旋转驱动调焦筒连接板45和调焦筒46沿着调焦筒滑道411进行上下滑动；所述调焦筒46内安装有聚焦镜片47，所述聚焦镜片47 跟随调焦筒46同步移动。

如图5所示，在本实施例中，优选的，所述保护镜装置5包括保护镜座 51、保护镜座安装座52、保护镜压圈53、密封圈54、紧固螺栓55、保护镜座支架56和保护镜57；

所述保护镜座安装座52内设有安装腔，所述保护镜座51设置在安装腔内并可从保护镜座安装座52一侧的开口抽出；所述保护镜57置于保护镜座51内，所述保护镜57的上方安装有保护镜压圈53，所述保护镜57的下方安装有密封圈54；所述保护镜座51底部设有圆凹槽，所述密封圈54紧装配在圆凹槽内，所述密封圈54的上唇口与保护镜57下表面接触，所述密封圈54的下唇口与下方导气装置6中导气筒座62的顶面接触；所述保护镜座51通过紧固螺栓55连接有保护镜座支架56。

所述密封圈54优选采用弹簧蓄能密封圈，并且所述弹簧蓄能密封圈54 的环形圈体内设有环形凹腔,由于弹簧蓄能密封圈54的上唇口与保护镜57下表面密封接触，下唇口与导气筒座顶面密封接触，这样弹簧蓄能密封圈54内的环形凹腔就构成了一个密闭腔，当高压气体从导气筒6.1和导气筒座6.2间的环形缝隙导入时，高压气体紧压在弹簧蓄能密封圈54的上下两个唇口内侧，加大了上下唇口与上下两个接触面的压力，更有效的实现了密封，有效防止高压气体外泄，而且高压气体压力越大，密封效果越好。

保护镜装置的工作原理及工作过程如下：

当需要拆卸保护镜57时，松开两个紧固螺栓55，从侧面将保护镜座支架56拖拽出来，然后拿掉保护镜压圈53，就可以更换保护镜57了，更换完保护镜57 时，先将保护镜57放入弹簧蓄能密封圈54之上，然后盖上保护镜压圈53，再将保护镜座支架56直接塞入保护镜座安装座52内，重新拧紧紧固螺栓55即可。

在本实施例中，优选的，所述焦点调节座41内设有导向螺栓48，所述导向螺栓48保证调焦筒46在调焦筒滑道411内上下滑动，不会左右旋转。

在本实施例中，优选的，所述调焦旋钮44外周壁上设有两个1号环形凹槽，所述环形凹槽内装有2号O型密封圈49，所述2号O型密封圈49与调焦旋钮座42内孔壁紧配合。

在本实施例中，优选的，所述调焦筒46两端的外周壁上设有2号环形凹槽，所述2号环形凹槽内装有弹簧蓄能密封圈，所述弹簧蓄能密封圈的环形圈体内设有环形凹腔。

在本实施例中，优选的，所述跟随连接筒71下端圆形凹槽内设有3号环形凹槽，所述3号环形凹槽内装有3号O型圈。

以上所述仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头(1)、准直水冷装置(2)、水平调节装置(3)、调焦装置(4)、保护镜装置(5)、导气装置(6)和跟随装置(7)，其特征在于：所述跟随装置(7)包括跟随连接筒(71)、传感器接头(72)、1号O型圈(73)、陶瓷环(74)、陶瓷锁紧圈(75)和喷嘴(76)；所述跟随连接筒(71)安装在导气装置(6)的下方，所述跟随连接筒(71)内部设有传感器信号线通道(711)，所述跟随连接筒(71)下端设有圆形凹槽，所述陶瓷环(74)安装在跟随连接筒圆形凹槽中，所述陶瓷环(74)与圆形凹槽之间设有1号O型圈(73)，所述陶瓷环(74)与圆形凹槽之间通过陶瓷锁紧圈(75)紧固，所述陶瓷环(74)下端设有内螺纹，所述喷嘴(76)与陶瓷环(74)之间通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述调焦装置(4)包括焦点调节座(41)、调焦旋钮座(42)、调焦刻度盘(43)、调焦旋钮(44)和调焦筒连接板(45)；所述焦点调节座(41)内设有调焦筒滑道(411),所述调焦筒滑道(411)内活动装配有调焦筒(46)，所述调焦筒(46)与调焦筒连接板(45)连接成一个能够沿着调焦筒滑道(411)进行上下滑动的刚体结构；所述调焦旋钮座(42)紧固在焦点调节座(41)上，所述调焦刻度盘(43)与调焦旋钮座(42)紧固在一起，所述调焦旋钮(44)通过调焦刻度盘(43)卡装在调焦旋钮座(42)内孔中；

所述调焦旋钮(44)内侧设有一环形凸台(441)，所述环形凸台(441)中心与调焦旋钮(44)的旋转中心偏置，所述调焦筒连接板(45)外侧设有一卡槽，所述环形凸台(441)配合嵌置在调焦筒连接板(45)上的卡槽内，所述调焦旋钮(44)旋转带动环形凸台(441)旋转，所述环形凸台(441)旋转驱动调焦筒连接板(45)和调焦筒(46)沿着调焦筒滑道(411)进行上下滑动；所述调焦筒(46)内安装有聚焦镜片(47)，所述聚焦镜片(47)跟随调焦筒(46)同步移动。

3.根据权利要求1所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述保护镜装置(5)包括保护镜座(51)、保护镜座安装座(52)、保护镜压圈(53)、密封圈(54)、紧固螺栓(55)、保护镜座支架(56)和保护镜(57)；

所述保护镜座安装座(52)内设有安装腔，所述保护镜座(51)设置在安装腔内并可从保护镜座安装座(52)一侧的开口抽出；所述保护镜(57)置于保护镜座(51)内，所述保护镜(57)的上方安装有保护镜压圈(53)，所述保护镜(57)的下方安装有密封圈(54)；所述保护镜座(51)底部设有圆凹槽，所述密封圈(54)紧装配在圆凹槽内，所述密封圈(54)的上唇口与保护镜(57)下表面接触，所述密封圈(54)的下唇口与下方导气装置(6)中导气筒座(62)的顶面接触；所述保护镜座(51)通过紧固螺栓(55)连接有保护镜座支架(56)。

4.根据权利要求2所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述焦点调节座(41)内设有导向螺栓(48)，所述导向螺栓(48)保证调焦筒(46)在调焦筒滑道(411)内上下滑动，不会左右旋转。

5.根据权利要求2所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述调焦旋钮(44)外周壁上设有两个1号环形凹槽，所述环形凹槽内装有2号O型密封圈(49)，所述2号O型密封圈(49)与调焦旋钮座(42)内孔壁紧配合。

6.如权利要求2所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述调焦筒(46)两端的外周壁上设有2号环形凹槽，所述2号环形凹槽内装有弹簧蓄能密封圈，所述弹簧蓄能密封圈的环形圈体内设有环形凹腔。

7.如权利要求1所述的激光切割系统用光纤激光切割头，其特征在于：所述跟随连接筒(71)下端圆形凹槽内设有3号环形凹槽，所述3号环形凹槽内装有3号O型圈。