CN210334790U - 一种切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件 - Google Patents

Abstract

一种切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件，其中传感器组件包括传感器主体、SMA接头、探针、陶瓷环和喷嘴，传感器主体设有上下贯穿的过光通孔，过光通孔将向下通过的激光从喷嘴射出，陶瓷环设置于传感器主体的下端开口处，喷嘴与陶瓷环连接，且喷嘴呈向下逐渐缩小的锥形结构；探针设置于传感器主体下方的安装孔内，且探针与传感器主体不导电，SMA接头设置于传感器主体的侧面并与探针电性连接，陶瓷环上设有与喷嘴和探针分别电性连接的金属触点，以使喷嘴与SMA接头电性导通。本实用新型可利于异型管材切割，不会造成干涉和不必要浪费；光纤激光切割头中易损的光学器件均通过抽屉式结构安装于切割头主体中，不仅便于安装和拆卸，还大大减少维护量。

Description

一种切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件

技术领域

本实用新型涉及激光切割设备技术领域，具体涉及一种切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件。

背景技术

近年来，由于国内对激光切割机床的需求迅速增加，以及光纤激光切割机床拥有便于维护、消耗成本低、切割断面优良等诸多优点，使得激光切割机床的需求增长显得尤为突出。

而随着客户对加工要求的提高，普通的平面切割机已不能满足各种异型管材，因此，采用激光切割机床的专业切管机应运而生。激光切割头作为激光切割机床的重要组成部件，直接影响了激光切割机床对板材的切割质量。现有的常规切割头由于位于切割前端的传感器组件具有短且大的结构，导致了切割过程中会干涉产品，特别是对于异型管材的切割，更容易造成干涉和不必要的浪费。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种传感器组件，包括传感器主体、SMA 接头、探针、陶瓷环和喷嘴，所述传感器主体设有上下贯穿的过光通孔，所述过光通孔用于将向下通过的激光从所述喷嘴射出，所述陶瓷环设置于传感器主体的下端开口处，所述喷嘴与陶瓷环连接，且所述喷嘴呈向下逐渐缩小的锥形结构；

所述探针设置于所述传感器主体下方的安装孔内，且探针与传感器主体不导电，所述SMA接头设置于所述传感器主体的侧面并与所述探针电性连接，所述陶瓷环上设有与所述喷嘴和所述探针分别电性连接的金属触点，以使得喷嘴与 SMA接头电性导通。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述探针于所述传感器主体的安装孔内还套设有绝缘套，所述绝缘套与传感器主体之间过盈配合。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述探针通过导线与SMA接头电性连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述陶瓷环通过陶瓷压圈与传感器主体的下端开口处固定连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述传感器主体上位于SMA接头的下方设有防尘挡板。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种切管机专用的光纤激光切割头，包括自上至下沿激光传输路径依次连接的QBH组件、切割头主体、气路组件，以及上述任一项所述的传感器组件；

所述切割头主体内设有竖直的光路腔体，以及自上至下呈抽屉式结构依次插入所述光路腔体中的准直保护镜组件、聚焦组件、聚焦保护镜组件和切割保护镜组件，所述光路腔体中于所述准直保护镜组件与所述聚焦组件之间还固定设有准直组件。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述切割头主体由相互连接的上壳体和下壳体组成，所述上壳体的上端与QBH组件连接，所述下壳体的下端与气路组件连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述准直保护镜组件和所述准直组件分别设置在上壳体中；

所述准直保护镜组件由准直抽屉座、准直保护镜和第一锁紧压圈组成，所述准直保护镜通过所述第一锁紧压圈固定在所述准直抽屉座上，且当所述准直保护镜组件插入到切割头主体中时，所述准直保护镜与光路腔体的光轴垂直；所述准直组件包括准直镜，所述准直镜与光路腔体的光轴垂直。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述聚焦组件、所述聚焦保护镜组件和所述切割保护镜组件分别设置在下壳体中；

所述聚焦组件由聚焦抽屉座、聚焦镜和第二锁紧压圈组成，所述聚焦镜通过所述第二锁紧压圈固定在所述聚焦抽屉座上，且当所述聚焦组件插入到切割头主体中时，所述聚焦镜与光路腔体的光轴垂直；

所述聚焦保护镜组件由聚焦保护抽屉座、聚焦保护镜和第三锁紧压圈组成，所述聚焦保护镜通过所述第三锁紧压圈固定在所述聚焦保护抽屉座上，且当所述聚焦保护镜组件插入到切割头主体中时，所述聚焦保护镜与光路腔体的光轴垂直；

所述切割保护镜组件由切割保护抽屉座、切割保护镜和第四锁紧压圈组成，所述切割保护镜通过所述第四锁紧压圈固定在所述切割保护抽屉座上，且当所述切割保护镜组件插入到切割头主体中时，所述切割保护镜与光路腔体的光轴垂直。

本实用新型的切管机专用的光纤激光切割头及传感器组件，该切管机专用的光纤激光切割头中，由于位于传感器组件前端的喷嘴部分呈向下逐渐缩小的锥形结构，使得其可利于异型管材的切割，从而不会造成干涉和不必要的浪费，并且节约了加工成本的同时，也提高了生产效率；另外，由于切管机专用的光纤激光切割头中易损的光学器件均通过抽屉式结构安装于切割头主体中，这样不仅便于安装和拆卸，还可大大减少维护量，即提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型传感器组件的结构示意图；

图2为图1的局部剖视图；

图3为图1的结构分解示意图；

图4为切管机专用的光纤激光切割头的结构示意图；

图5为图4的结构分解示意图。

图中：1-1、SMA接头，1-2、防尘挡板，1-3、导线，1-4、绝缘套，1-5、探针，1-6、陶瓷环，1-7、喷嘴，1-8、传感器主体，1-9、陶瓷压圈；

2-1、QBH组件，2-2、准直保护镜组件，2-3、准直组件，2-4、聚焦组件， 2-5、聚焦保护镜组件，2-6、切割保护镜组件，2-7、气路组件，2-8、传感器组件，2-9、上壳体，2-10、下壳体，2-11、切割头主体。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示的传感器组件2-8，应用于激光焊接头的前端以用于喷射出聚焦的激光，其包括传感器主体1-8、SMA接头1-1、探针1-5、陶瓷环1-6和喷嘴1-7，所述传感器主体1-8设有上下贯穿的过光通孔，所述过光通孔用于将向下通过的激光从所述喷嘴1-7射出，所述陶瓷环1-6设置于传感器主体1-8的下端开口处，所述喷嘴1-7与陶瓷环1-6连接，且所述喷嘴1-7呈向下逐渐缩小的锥形结构；

所述探针1-5设置于所述传感器主体1-8下方的安装孔内，且探针1-5与传感器主体1-8不导电，所述SMA接头1-1设置于所述传感器主体1-8的侧面并与所述探针1-5电性连接，所述陶瓷环1-6上设有与所述喷嘴1-7和所述探针1-5 分别电性连接的金属触点，以使得喷嘴1-7与SMA接头1-1电性导通。

具体实施中，所述陶瓷环1-6通过陶瓷压圈1-9与传感器主体1-8的下端开口处固定连接，陶瓷压圈1-9和陶瓷环1-6均为陶瓷材质，和实现喷嘴1-7与传感器主体1-8之间的绝缘，喷嘴1-7仅通过位于陶瓷环1-6上的金属触点与探针 1-5电性连接。

具体实施中，案所述探针1-5于所述传感器主体1-8的安装孔内还套设有绝缘套1-4，所述绝缘套1-4与传感器主体1-8之间过盈配合，所述探针1-5通过导线1-3与SMA接头1-1电性连接，从而使得喷嘴1-7至SMA接头1-1电性导通，且不与传感器主体1-8电性导通。

具体实施中，所述传感器主体1-8上位于SMA接头1-1的下方设有防尘挡板 1-2，在焊接过程中可防止火花或者飞溅物打到SMA接头1-1上，以保证设备的稳定性。

本实用新型的传感器组件2-8中，通过陶瓷环1-6固定喷嘴1-7，陶瓷环1-6 和喷嘴1-7均可设计为小零件，而喷嘴1-7可设计为呈向下逐渐缩小的锥形结构，与应用于激光焊接头的传统传感器组件2-8相比，喷嘴1-7更加细长，利于异型管材的切割，因此不会造成干涉和不必要的浪费。

如图4和图5所示的切管机专用的光纤激光切割头，其包括自上至下沿激光传输路径依次连接的QBH组件2-1、切割头主体2-11、气路组件2-7，以及上述任一实施例的传感器组件2-8，所述QBH组件2-1用于与激光光纤对接，切割头主体2-11用于将射入的激光进行光学处理，气路组件2-7用于接入气源并沿传感器组件2-8的激光出孔吹向焊点位置；

所述切割头主体2-11内设有竖直的光路腔体，以及自上至下呈抽屉式结构依次插入所述光路腔体中的准直保护镜组件2-2、聚焦组件2-4、聚焦保护镜组件2-5和切割保护镜组件2-6，所述光路腔体中于所述准直保护镜组件2-2与所述聚焦组件2-4之间还固定设有准直组件2-3。

切割头主体2-11由相互连接的上壳体2-9和下壳体2-10组成，上壳体2-9 上端与QBH组件2-1连接，下壳体2-10下端与气路组件2-7连接，准直保护镜组件2-2和准直组件2-3位于上壳体2-9上，聚焦组件2-4、聚焦保护镜组件2-5 和切割保护镜组件2-6位于下壳体2-10上。

具体实施中，所述切割头主体2-11由相互连接的上壳体2-9和下壳体2-10 组成，所述上壳体2-9的上端与QBH组件2-1连接，所述下壳体2-10的下端与气路组件2-7连接。

具体实施中，所述准直保护镜组件2-2和所述准直组件2-3分别设置在上壳体2-9中；

所述准直保护镜组件2-2由准直抽屉座、准直保护镜和第一锁紧压圈组成，所述准直保护镜通过所述第一锁紧压圈固定在所述准直抽屉座上，且当所述准直保护镜组件2-2插入到切割头主体2-11中时，所述准直保护镜与光路腔体的光轴垂直；

所述准直组件2-3包括准直镜，所述准直镜与光路腔体的光轴垂直。

具体实施中，所述聚焦组件2-4、所述聚焦保护镜组件2-5和所述切割保护镜组件2-6分别设置在下壳体2-10中；

所述聚焦组件2-4由聚焦抽屉座、聚焦镜和第二锁紧压圈组成，所述聚焦镜通过所述第二锁紧压圈固定在所述聚焦抽屉座上，且当所述聚焦组件2-4插入到切割头主体2-11中时，所述聚焦镜与光路腔体的光轴垂直；

所述聚焦保护镜组件2-5由聚焦保护抽屉座、聚焦保护镜和第三锁紧压圈组成，所述聚焦保护镜通过所述第三锁紧压圈固定在所述聚焦保护抽屉座上，且当所述聚焦保护镜组件2-5插入到切割头主体2-11中时，所述聚焦保护镜与光路腔体的光轴垂直；

所述切割保护镜组件2-6由切割保护抽屉座、切割保护镜和第四锁紧压圈组成，所述切割保护镜通过所述第四锁紧压圈固定在所述切割保护抽屉座上，且当所述切割保护镜组件2-6插入到切割头主体2-11中时，所述切割保护镜与光路腔体的光轴垂直。

聚焦保护镜的边缘与聚焦保护抽屉座之间，以及切割保护镜的边缘与切割保护抽屉座之间还分别垫设有至少一块泛塞封。

该切管机专用的光纤激光切割头中，所述准直保护镜组件2-2的光学器件为准直保护镜，所述准直组件2-3的光学器件为准直镜，所述聚焦组件2-4的光学器件为聚焦镜，所述聚焦保护镜组件2-5的光学器件为聚焦保护镜，所述切割保护镜组件2-6的光学器件为切割保护镜，且准直镜和聚焦镜为透镜。准直保护镜用于将光路腔体中位于准直的上端入射侧密封，聚焦保护镜用于将光路腔体中位于聚焦镜的下端出射侧密封，切割保护镜将光路腔体的出射口密封。激光在光路腔体中，通过准直镜把发散光光转化为平行光，之后通过聚焦镜把平行光聚焦，并在喷嘴1-7外得出想要的焊接焦点，通过焊接焦点即可对工件进行焊接。而气流从气路组件2-7进入，通过喷嘴1-7吹出，以实现焊接过程进行吹渣。另外，气路组件2-7的气体还可对位于光路腔体下端的切割保护镜进行降温保护。

本实用新型的切管机专用的光纤激光切割头，由于位于焊接端的喷嘴1-7部分呈向下逐渐缩小的锥形结构，可利于异型管材的切割，从而不会造成干涉和不必要的浪费，并且节约了加工成本的同时，也提高了生产效率；另外，切管机专用的光纤激光切割头中易损的光学器件均通过抽屉式结构安装于切割头主体 2-11中，不仅便于安装和拆卸，还可大大减少维护量，并提高工作效率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种传感器组件，其特征在于，包括传感器主体、SMA接头、探针、陶瓷环和喷嘴，所述传感器主体设有上下贯穿的过光通孔，所述过光通孔用于将向下通过的激光从所述喷嘴射出，所述陶瓷环设置于传感器主体的下端开口处，所述喷嘴与陶瓷环连接，且所述喷嘴呈向下逐渐缩小的锥形结构；

所述探针设置于所述传感器主体下方的安装孔内，且探针与传感器主体不导电，所述SMA接头设置于所述传感器主体的侧面并与所述探针电性连接，所述陶瓷环上设有与所述喷嘴和所述探针分别电性连接的金属触点，以使得喷嘴与SMA接头电性导通。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述探针于所述传感器主体的安装孔内还套设有绝缘套，所述绝缘套与传感器主体之间过盈配合。

3.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述探针通过导线与SMA接头电性连接。

4.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器主体上位于SMA接头的下方设有防尘挡板。

5.根据权利要求1至4任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述陶瓷环通过陶瓷压圈与传感器主体的下端开口处固定连接。

6.一种切管机专用的光纤激光切割头，其特征在于，包括自上至下沿激光传输路径依次连接的QBH组件、切割头主体、气路组件，以及权利要求1至5任一项所述的传感器组件；

所述切割头主体内设有竖直的光路腔体，以及自上至下呈抽屉式结构依次插入所述光路腔体中的准直保护镜组件、聚焦组件、聚焦保护镜组件和切割保护镜组件，所述光路腔体中于所述准直保护镜组件与所述聚焦组件之间还固定设有准直组件。

7.根据权利要求6所述的切管机专用的光纤激光切割头，其特征在于，所述切割头主体由相互连接的上壳体和下壳体组成，所述上壳体的上端与QBH组件连接，所述下壳体的下端与气路组件连接。

8.根据权利要求7所述的切管机专用的光纤激光切割头，其特征在于，所述准直保护镜组件和所述准直组件分别设置在上壳体中；

所述准直保护镜组件由准直抽屉座、准直保护镜和第一锁紧压圈组成，所述准直保护镜通过所述第一锁紧压圈固定在所述准直抽屉座上，且当所述准直保护镜组件插入到切割头主体中时，所述准直保护镜与光路腔体的光轴垂直；所述准直组件包括准直镜，所述准直镜与光路腔体的光轴垂直。

9.根据权利要求7或8所述的切管机专用的光纤激光切割头，其特征在于，所述聚焦组件、所述聚焦保护镜组件和所述切割保护镜组件分别设置在下壳体中；

所述聚焦组件由聚焦抽屉座、聚焦镜和第二锁紧压圈组成，所述聚焦镜通过所述第二锁紧压圈固定在所述聚焦抽屉座上，且当所述聚焦组件插入到切割头主体中时，所述聚焦镜与光路腔体的光轴垂直；

所述聚焦保护镜组件由聚焦保护抽屉座、聚焦保护镜和第三锁紧压圈组成，所述聚焦保护镜通过所述第三锁紧压圈固定在所述聚焦保护抽屉座上，且当所述聚焦保护镜组件插入到切割头主体中时，所述聚焦保护镜与光路腔体的光轴垂直；

所述切割保护镜组件由切割保护抽屉座、切割保护镜和第四锁紧压圈组成，所述切割保护镜通过所述第四锁紧压圈固定在所述切割保护抽屉座上，且当所述切割保护镜组件插入到切割头主体中时，所述切割保护镜与光路腔体的光轴垂直。

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