CN209503250U - 一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统 - Google Patents
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Abstract
为了解决目前的激光切割头的光入射口的散射光不可避免的有一部分超出正常光路范围，从而导致的激光切割头的激光入射口的温度过高的问题，本实用新型提出一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其包括：外部激光接口16、连接件外罩14、连接件3、准直镜组件，其特征在于：在连接件3与准直镜组件之间还包括由外部冷却组件10和内部冷却组件6形成的密封的第一水冷环，且外部冷却组件10的外表面上具有两个通孔，其中一个通孔为进入孔，用于将外部的冷却水输入到第一水冷环中，另外一个通孔为出水孔，用于将第一水冷环中升温后的水进行排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光切割技术领域，较为具体的，涉及到一种用于激光切割头的光入射位置的水冷却系统。
背景技术
激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束扫描材料表面，在极短时间内将材料加热几千甚至上万摄氏度，使材料瞬间熔化或汽化，再利用高压气体将熔化物质或汽化物质从切缝中吹走，从而达到切割材料的目的。由于激光切割具有切割速度快，生产效率高，切割端面质量好等优点，已经成为主要的金属板材切割方式之一，得到了越来越广泛的应用。
激光切割头就是激光切割应用中的重要部件，激光切割头的工作原理是将激光发生器发射过来的散射光通过一个准直镜调节为平行光，然后再将平行光通过一个聚焦镜进行聚光，使得光源集中到一点，然后在此聚光点上对材料进行切割。故激光切割头从上到下必须要包含一个准直镜、一个聚焦镜、喷嘴，以及用于固定和调节准直镜和聚焦镜的机构。另外，在激光切割头使用的过程中，由于激光切割头发出的光源能量极高，所以通常会在激光切割头的聚焦镜附近设置冷却水来对激光切割头进行降温，例如专利申请号为CN201520717114.8的实用新型专利，其公开了一种激光切割头，其包括防撞保护套环、水冷却环、聚焦镜环、聚焦微调环、激光喷嘴，所述防装保护环位于水冷却环的上方，且嵌套在水冷却环内，水冷却环的下方嵌套有聚焦镜环，聚焦镜环的下方拧接有聚焦微调环，激光喷嘴固定在聚焦微调环的正下方。又如专利申请号为CN200920210948.4的实用新型专利提出一种激光切割头，包括基座、以及顺序安装在基座上的连接头、聚焦镜组件、电容头和喷嘴，其特征在于：还包括防碰撞机构、手动调焦机构和水冷环；所述的聚焦镜组件包括顺序设置在激光光路上的第一镜腔和第二镜腔，第一镜腔内设有第一抽屉式镜座，第二镜腔内设有第二抽屉式镜座，第一抽屉式镜座内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座内安装有5英寸聚焦镜；手动调焦机构包括导轨和调整螺母，导轨设置在基座上，聚焦镜组件架设在导轨上可沿导轨上下移动，调整螺母安装在聚焦镜组件的上端可带动聚焦镜组件上下移动；防碰撞机构包括微动开关和弹簧，微动开关和弹簧分别设置在连接头和激光切割机的机头之间，水冷环设置在第一镜腔和第二镜腔之间。以上两篇专利的激光切割头的水冷环虽然可以对激光切割头具有一定的降温作用。
但是，激光发生器在将散射光打入到准直镜之前，由于光源不集中，所以不可避免的有一部分超出正常光路范围的光线会增加激光切割头激光入射口的温度，从而使得准直镜发生变形，这样很容易造成最终的激光切割头的焦点的偏差，而针对这部分的散射光造成的激光切割头的温度过高的缺陷，尚未有改进的措施。
实用新型内容
有鉴于此，为了解决目前的激光切割头的光入射口的散射光不可避免的有一部分超出正常光路范围，从而导致的激光切割头的入射口的温度过高的问题，本实用新型提出一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其通过在聚焦镜的上方安装水冷环；更加优选的方案是在聚焦镜的上方和准直镜附近同时安装水冷环，这样可以有效带走激光发生器产生的散射光在进入到激光切割头的光路时候的非正常光路的光源产生的热量，保证激光切割头的准直镜能够正常工作。
一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其包括：外部激光接口 16、连接件外罩14、连接件3、准直镜组件，连接件外罩14通过连接结构固定在连接件3的外围，外部激光接口16套设在连接件外罩14的外围，外部激光接口的中心呈中空状态，用于形成激光通路，外部激光接口16的开口处用于接收激光发生器传输过来的激光，其特征在于：在连接件3与准直镜组件之间还包括由外部冷却组件10和内部冷却组件6形成的密封的第一水冷环，且外部冷却组件10的外表面上具有两个通孔，其中一个通孔为进入孔，用于将外部的冷却水输入到第一水冷环中，另外一个通孔为出水孔，用于将第一水冷环中升温后的水进行排出。
进一步的，在内部冷却组件6与准直镜组件之间设有上保护镜组件，该上保护镜组件用于保护准直镜，防止灰尘进入到准直镜中。
进一步的，上保护镜组件包括左侧上保护镜盖4、右侧上保护镜盖7、上保护镜抽屉13、上保护镜座盖12、上保护镜座15和上保护镜，上保护镜盖4 的右侧外部设有两个沉头孔，用于与上保护镜抽屉13左侧的两个埋头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜盖4的右侧内部设有两个埋头孔，用于与上保护镜座15左侧的两个沉头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜座盖 12和上保护镜座15中间安装有一个上保护镜，且上保护镜座盖12和上保护镜座15对应的位置上分别匹配有沉头孔和埋头孔，并通过内六角螺栓将上保护镜座盖12、上保护镜和上保护镜座15固定，右侧上保护镜盖7与上保护镜抽屉13通过螺丝或者螺栓进行连接。
进一步的，在准直镜组件附近设有第二水冷环。
进一步的，准直镜组件中包含准直镜腔上盖11、由准直镜内部冷却组件 8和准直镜外部冷却组件5构成的第二水冷环，该第二水冷环镶嵌在准直镜腔上盖11的内部，并且通过两个水冷却管1将第二水冷环中的循环水引入和引出到准直镜腔上盖11的外部。
进一步的，准直镜内部冷却组件8和准直镜外部冷却组件5的外围均设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，同时在准直镜腔上盖11相应的位置设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，然后通过螺栓将准直镜内部冷却组件 8、准直镜外部冷却组件5和准直镜腔上盖11进行固定，同时准直镜外部冷却组件5的外部开设有两个小孔，用于与水冷却管1连接，水冷却管1通过准直镜腔上盖11中的内部通孔延伸到外部。
进一步的，在水冷却管1的外部连接有水冷却过渡件2，该水冷却过渡件2中的通孔呈L型，使得水冷却管1的进水口和出水口的位置由水平方向转换为垂直方向，这样可以使得整个用于激光切割头的光入射口的水冷却系统结构更加紧凑。
进一步的，连接件外罩14的侧壁设有沉头孔，连接件3的上部设有埋头孔，沉头孔与埋头孔配合，采用内六角螺栓沉到沉头孔内，使得连接件外罩 14与连接件3进行固定，并且使得内六角螺栓不露出零件的表面。
进一步的，连接件3的底部设有埋头孔，外部冷却组件10和内部冷却组件6上设有埋头孔，连接件3上的埋头孔可以与外部冷却组件10上的埋头孔、或者外部冷却组件10和内部冷却组件6上设有埋头孔匹配，并通过螺丝或螺栓进行固定。当使用埋头孔和沉头孔的组合时，使用内六角螺栓进行固定。
进一步的，如上所述的埋头孔优选为螺纹孔。
采用本实用新型的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，可以有效带走激光发生器产生的散射光在进入到激光切割头的光路时候的非正常光路的光源产生的热量，使得准直镜的寿命延长，保证激光切割头的准直镜能够正常工作。
附图说明
图1为用于激光切割头的光入射口的水冷却系统的爆炸图。
图2为用于激光切割头的光入射口的水冷却系统的示意图。
主要元件符号说明
| 水冷却管 | 1 |
| 水冷却过渡件 | 2 |
| 连接件 | 3 |
| 左侧上保护镜盖 | 4 |
| 准直镜外部冷却组件 | 5 |
| 内部冷却组件 | 6 |
| 右侧上保护镜盖 | 7 |
| 准直镜内部冷却组件 | 8 |
| 输出接口绝缘板 | 9 |
| 外部冷却组件 | 10 |
| 准直镜腔上盖 | 11 |
| 上保护镜座盖 | 12 |
| 上保护镜抽屉 | 13 |
| 连接件外罩 | 14 |
| 上保护镜座 | 15 |
| 外部激光接口 | 16 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
具体实施案例1：
如图1所示，为用于激光切割头的光入射口的水冷却系统的爆炸图；如图2所示，为用于激光切割头的光入射口的水冷却系统的示意图。一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其包括：外部激光接口16、连接件外罩14、连接件3、准直镜组件，连接件外罩14通过连接结构固定在连接件3 的外围，外部激光接口16套设在连接件外罩14的外围，外部激光接口的中心呈中空状态，用于形成激光通路，外部激光接口16的开口处用于接收激光发生器传输过来的激光，其特征在于：在连接件3与准直镜组件之间还包括由外部冷却组件10和内部冷却组件6形成的密封的第一水冷环，且外部冷却组件10的外表面上具有两个通孔，其中一个通孔为进入孔，用于将外部的冷却水输入到第一水冷环中，另外一个通孔为出水孔，用于将第一水冷环中升温后的水进行排出。
在内部冷却组件6与准直镜组件之间设有上保护镜组件，该上保护镜组件用于保护准直镜，防止灰尘进入到准直镜中。上保护镜组件包括左侧上保护镜盖4、右侧上保护镜盖7、上保护镜抽屉13、上保护镜座盖12、上保护镜座15和上保护镜，上保护镜盖4的右侧外部设有两个沉头孔，用于与上保护镜抽屉13左侧的两个埋头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜盖4的右侧内部设有两个埋头孔，用于与上保护镜座15左侧的两个沉头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜座盖12和上保护镜座15中间安装有一个上保护镜，且上保护镜座盖12和上保护镜座15对应的位置上分别匹配有沉头孔和螺纹孔，并通过内六角螺栓将上保护镜座盖12、上保护镜和上保护镜座15 固定，右侧上保护镜盖7与上保护镜抽屉13通过螺丝或者螺栓进行连接。
在准直镜组件附近设有第二水冷环。准直镜组件中包含准直镜腔上盖11、由准直镜内部冷却组件8和准直镜外部冷却组件5构成的第二水冷环，该第二水冷环镶嵌在准直镜腔上盖11的内部，并且通过两个水冷却管1将第二水冷环中的循环水引入和引出到准直镜腔上盖11的外部。准直镜内部冷却组件 8和准直镜外部冷却组件5的外围均设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，同时在准直镜腔上盖11相应的位置设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，然后通过螺栓将准直镜内部冷却组件8、准直镜外部冷却组件5和准直镜腔上盖11进行固定，同时准直镜外部冷却组件5的外部开设有两个小孔，用于与水冷却管1连接，水冷却管1通过准直镜腔上盖11中的内部通孔延伸到外部。
在水冷却管1的外部连接有水冷却过渡件2，该水冷却过渡件2中的通孔呈L型，使得水冷却管1的进水口和出水口的位置由水平方向转换为垂直方向，这样可以使得整个用于激光切割头的光入射口的水冷却系统结构更加紧凑。
连接件外罩14的侧壁设有沉头孔，连接件3的上部设有螺纹孔，沉头孔与螺纹孔配合，采用内六角螺栓沉到沉头孔内，使得连接件外罩14与连接件 3进行固定，并且使得内六角螺栓不露出零件的表面。
连接件3的底部设有埋头孔，外部冷却组件10和内部冷却组件6上设有埋头孔，连接件3上的埋头孔可以与外部冷却组件10上的埋头孔、或者外部冷却组件10和内部冷却组件6上设有埋头孔匹配，并通过螺丝或螺栓进行固定。当使用埋头孔和沉头孔的组合时，使用内六角螺栓进行固定。
由此可见，以上用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，可以有效带走激光发生器产生的散射光在进入到激光切割头的光路时候的非正常光路的光源产生的热量，使得准直镜的寿命延长，保证激光切割头的准直镜能够正常工作。
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本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)
1.一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其包括：外部激光接口(16)、连接件外罩(14)、连接件(3)、准直镜组件，连接件外罩(14)通过连接结构固定在连接件(3)的外围，外部激光接口(16)套设在连接件外罩(14)的外围，外部激光接口的中心呈中空状态，用于形成激光通路，外部激光接口(16)的开口处用于接收激光发生器传输过来的激光，其特征在于：在连接件(3)与准直镜组件之间还包括由外部冷却组件(10)和内部冷却组件(6)形成的密封的第一水冷环，且外部冷却组件(10)的外表面上具有两个通孔，其中一个通孔为进入孔，用于将外部的冷却水输入到第一水冷环中，另外一个通孔为出水孔，用于将第一水冷环中升温后的水进行排出。
2.如权利要求1所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：在内部冷却组件(6)与准直镜组件之间设有上保护镜组件。
3.如权利要求2所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：上保护镜组件包括左侧上保护镜盖(4)、右侧上保护镜盖(7)、上保护镜抽屉(13)、上保护镜座盖(12)、上保护镜座(15)和上保护镜，上保护镜盖(4)的右侧外部设有两个沉头孔，用于与上保护镜抽屉(13)左侧的两个埋头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜盖(4)的右侧内部设有两个埋头孔，用于与上保护镜座(15)左侧的两个沉头孔匹配后通过内六角螺栓固定，上保护镜座盖(12)和上保护镜座(15)中间安装有一个上保护镜，且上保护镜座盖(12)和上保护镜座(15)对应的位置上分别匹配有沉头孔和埋头孔，并通过内六角螺栓将上保护镜座盖(12)、上保护镜和上保护镜座(15)固定，右侧上保护镜盖(7)与上保护镜抽屉(13)通过螺丝或者螺栓进行连接。
4.如权利要求1所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：在准直镜组件附近设有第二水冷环。
5.如权利要求4所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：准直镜组件中包含准直镜腔上盖(11)、由准直镜内部冷却组件(8)和准直镜外部冷却组件(5)构成的第二水冷环，该第二水冷环镶嵌在准直镜腔上盖(11)的内部，并且通过两个水冷却管(1)将第二水冷环中的循环水引入和引出到准直镜腔上盖(11)的外部。
6.如权利要求5所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：准直镜内部冷却组件(8)和准直镜外部冷却组件(5)的外围均设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，同时在准直镜腔上盖(11)相应的位置设有埋头孔或者埋头孔和沉头孔的组合，然后通过螺栓将准直镜内部冷却组件(8)、准直镜外部冷却组件(5)和准直镜腔上盖(11)进行固定，同时准直镜外部冷却组件(5)的外部开设有两个小孔，用于与水冷却管(1)连接，水冷却管(1)通过准直镜腔上盖(11)中的内部通孔延伸到外部。
7.如权利要求6所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：在水冷却管(1)的外部连接有水冷却过渡件(2)，该水冷却过渡件(2)中的通孔呈L型，使得水冷却管(1)的进水口和出水口的位置由水平方向转换为垂直方向。
8.如权利要求1所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：连接件外罩(14)的侧壁设有沉头孔，连接件(3)的上部设有螺纹孔，沉头孔与埋头孔配合，采用内六角螺栓沉到沉头孔内，使得连接件外罩(14)与连接件(3)进行固定，并且使得内六角螺栓不露出零件的表面。
9.如权利要求1所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：连接件(3)的底部设有埋头孔，外部冷却组件(10)和内部冷却组件(6)上设有埋头孔，连接件(3)上的埋头孔与外部冷却组件(10)上的埋头孔、或者外部冷却组件(10)和内部冷却组件(6)上设有埋头孔匹配，并通过螺丝或螺栓进行固定；当使用埋头孔和沉头孔的组合时，使用内六角螺栓进行固定。
10.如权利要求3、6或8中任意一项所述的用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其特征在于：所述的埋头孔为螺纹孔。
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| CN201821959363.8U CN209503250U (zh) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | 一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201821959363.8U CN209503250U (zh) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | 一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统 |
Publications (1)
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| CN209503250U true CN209503250U (zh) | 2019-10-18 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112276346A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-29 | 温州大学 | 一种超高功率激光切割自动精准调焦加工头 |
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