CN211804454U - 激光切割头冷却系统及激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光切割头冷却系统及激光切割头，属于激光切割设备技术领域。激光切割头包括激光切割头冷却系统，激光切割头冷却系统包括设置于激光切割头内的主进水冷却通道和主出水冷却通道，主进水冷却通道包括绕设于上保护镜安装座内的上保护镜进水通道、设置于准直镜安装座的准直镜进水通道、绕设于聚焦镜安装座内的聚焦镜进水通道和绕设于下保护镜安装座内的下保护镜进水通道。主出水冷却通道包括包括设置于上保护镜安装座内的上保护镜出水通道、设置于准直镜安装座的准直镜出水通道、设置于聚焦镜安装座内的聚焦镜出水通道和设置于下保护镜安装座内的下保护镜出水通道。本实用新型能够提高镜片冷却的效果。

Description

激光切割头冷却系统及激光切割头

技术领域

本实用新型涉及激光切割设备技术领域，尤其涉及一种激光切割头冷却系统及激光切割头。

背景技术

激光切割机是利用激光光束来切割工件，其主要原理是利用激光的能量以光的形式集中成一条高密度的光束，光束传递到工作表面，产生足够的能量，使材料熔化，以达到切割和雕刻的目的，激光切割机具有精度高、切割速度快、不局限于切割图案限制、能自动排版节省材料、切口平滑和加工成本低等特点，近年来，得到广泛应用。

激光切割头是激光切割机的重要组成部分，目前市场上的激光切割头主要集中在中、小功率，激光切割头的功率越大，相应的能切割的金属板材的厚度就越大，因此，市场上对大功率的激光切割头的需求越来越大，然而激光切割头的功率越大，激光切割头内的镜片的发热也就也严重，现有的激光切割头的冷却效果差，降低了镜片的使用寿命，不利于大功率激光切割头切割的顺利进行。

因此，亟需一种激光切割头冷却系统，以解决镜片冷却的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种激光切割头冷却系统，其能够有效的冷却激光切割头内的镜片，从而能够应用到大功率的激光切割头上。

本实用新型的另一目的在于提供一种激光切割头，其能减少镜片的发热，能够适用于大功率工作的场合。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光切割头冷却系统，包括设置于激光切割头内的主进水冷却通道和主出水冷却通道，所述激光切割头包括由上至下依次设置的上保护镜安装座、准直镜安装座、聚焦镜安装座及下保护镜安装座；

所述主进水冷却通道包括绕设于所述上保护镜安装座内的上保护镜进水通道、设置于所述准直镜安装座的准直镜进水通道、绕设于所述聚焦镜安装座内的聚焦镜进水通道和绕设于所述下保护镜安装座内的下保护镜进水通道，所述上保护镜进水通道、所述准直镜进水通道、所述聚焦镜进水通道和所述下保护镜进水通道依次连通，所述上保护镜安装座上设置有与所述上保护镜进水通道连通的主进水口；

所述主出水冷却通道包括设置于所述上保护镜安装座内的上保护镜出水通道、设置于所述准直镜安装座的准直镜出水通道、设置于所述聚焦镜安装座内的聚焦镜出水通道和设置于所述下保护镜安装座内的下保护镜出水通道，所述上保护镜出水通道、所述准直镜出水通道、所述聚焦镜出水通道和所述下保护镜出水通道依次连通，所述上保护镜安装座上设置有与所述上保护镜出水通道连通的主出水口；

其中，所述主进水冷却通道的出水口在所述下保护镜安装座内连通于所述主出水冷却通道的进水口。

优选地，所述准直镜安装座内设置有准直上下运动环，该激光切割头冷却系统还包括绕设于所述准直上下运动环上的准直镜支通道，准直镜支通道的进水口与所述主进水冷却通道连通，准直镜支通道的出水口与所述主出水冷却通道连通。

优选地，所述准直镜支通道包括设置于所述准直上下运动环上方的上准直镜支通道和设置于所述准直上下运动环下方的下准直镜支通道，所述上准直镜支通道和所述下准直镜支通道连通。

优选地，所述准直镜支通道和/或所述主进水冷却通道上设置有流量调节阀。

优选地，所述上保护镜连接座包括上转接座和设置于所述上转接座底部的上盖板，所述上保护镜进水通道包括绕设于所述上转接座内的转接座进水通道和绕设于所述上盖板内的上盖板进水通道，所述上转接座进水通道与所述上盖板进水通道连通。

优选地，所述上保护镜出水通道包括绕设在所述上转接座内的上转接座出水通道，所述准直镜支通道的出水口经所述上盖板连接于所述上转接座出水通道的进水口，所述准直镜支通道的进水口与所述上盖板进水通道连通。

优选地，所述聚焦镜安装座内设置有聚焦镜调节座，该激光切割头冷却系统还包括绕设于所述聚焦镜调节座上的聚焦镜支通道，聚焦镜支通道的进水口与所述主进水冷却通道连通，聚焦镜支通道的出水口与所述主出水冷却通道连通。

优选地，所述准直镜安装座连接有支架，穿设于所述支架内的进水管形成所述准直镜进水通道，穿设于所述支架内的出水管形成所述准直镜出水通道。

优选地，所述聚焦镜支通道的进水口连接于所述进水管，所述聚焦镜支通道的出水口连接于所述出水管。

一种激光切割头，包括上述的激光切割头冷却系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在上保护镜安装座内设置有上保护镜进水通道和上保护镜出水通道，在准直镜安装座设置有准直镜进水通道和准直镜出水通道，在聚焦镜安装座内设置有聚焦镜进水通道和聚焦镜出水通道，在下保护镜安装座内设置有下保护镜进水通道和下保护镜出水通道，并且上保护镜进水通道、准直镜进水通道、聚焦镜进水通道和下保护镜进水通道依次连通，上保护镜出水通道、准直镜出水通道、聚焦镜出水通道和下保护镜出水通道依次连通，下保护镜进水通道的出水口与下保护镜出水通道的进水口连通，使得激光切割头内的每个镜片都能得到冷却，且为双重冷却通道，从而能够提高镜片冷却的效果，并且激光切割头通过一个主进水口和一个主出水口与外界连通，使得激光切割头与外部的连接结构更简洁，便于管理。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的立体结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的去掉准直镜安装座和聚焦镜安装座后的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的下盖板的立体结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的上保护镜组件的立体结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的上保护镜座内的上保护镜进水通道和上保护镜出水通道的分布图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的准直上下运动环的立体结构示意图；

图8是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的准直上下运动环的俯视结构示意图；

图9是图8中A-A处的剖面结构示意图；

图10是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的去掉准直镜安装座和聚焦镜安装座后的另一视角的爆炸结构示意图；

图11是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的聚焦镜组件去掉聚焦镜安装座后的剖面结构示意图；

图12是本实用新型具体实施方式提供的激光切割头的剖面结构示意图；

图13是本实用新型具体实施方式提供的喷嘴和连接套的爆炸结构示意图。

图中：

1-上保护镜组件，11-上保护镜安装座，111-上转接座，1111-主进水口， 1112-主出水口，1113-气冷却通道的进气口，112-上盖板，1121-分支出水口， 1122-上保护镜出水通道的进水口；

2-准直镜组件，21-准直镜安装座，211-焦点位置显示屏，22-准直上下运动环，221-准直镜支通道的进水口，222-准直镜支通道的出水口，223-上准直镜支通道，224-第一通孔，225-第二通孔，23-支架，231-出水管，232-进水管；

3-聚焦镜组件，31-聚焦镜安装座，32-聚焦镜调节座，321-聚焦镜调节座上盖，3211-聚焦镜支通道的进水口，3212-聚焦镜支通道的出水口，322-聚焦镜调节座本体，323-镜片安装塞，324-镜片安装架；

4-下保护镜组件，41-下保护镜安装座，411-下盖板，4111-下保护镜进水通道的进水口，4112-下保护镜出水通道的进水口，412-下转接座；

5-喷嘴随动组件，51-喷嘴，511-气冷却通道的出气口，52-连接套，521- 气流槽；

100-气冷却通道，200-切割气通道。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图1-13并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种激光切割头，现有的激光切割头集中在中、小功率，然而，激光切割头功率越大，相应的能切割的金属板材的厚度就越大，因此，市场上对大功率的激光切割头的需求越来越大，但是激光切割头的功率越大，镜片的发热也就越严重，现有的激光切割头的整体冷却效果差，降低了镜片的使用寿命。

为了解决上述问题，如图1至图3所示，本实施例提供了一种冷却效果好的激光切割头，激光切割头包括由上至下依次设置的上保护镜组件1、准直镜组件2、聚焦镜组件3、下保护镜组件4、喷嘴随动组件5以及激光切割头冷却系统。上保护镜组件1包括内部中空的上保护镜安装座11，准直镜组件2还包括内部中空的准直镜安装座21，聚焦镜组件3还包括内部中空的聚焦镜安装座31，下保护镜组件4包括内部中空的下保护镜安装座41，上保护镜安装座11、准直镜安装座21、聚焦镜安装座31及下保护镜安装座41由上至下依次连接。

具体地，激光切割头冷却系统包括设置于激光切割头内的主进水冷却通道和主出水冷却通道。

主进水冷却通道包括绕设于上保护镜安装座11内的上保护镜进水通道、设置于准直镜安装座21的准直镜进水通道、绕设于聚焦镜安装座31内的聚焦镜进水通道和绕设于下保护镜安装座41内的下保护镜进水通道，上保护镜进水通道、准直镜进水通道、聚焦镜进水通道和下保护镜进水通道依次连通，上保护镜安装座11上设置有与上保护镜进水通道连通的主进水口1111。

主出水冷却通道包括设置于上保护镜安装座11内的上保护镜出水通道、设置于准直镜安装座21的准直镜出水通道、设置于聚焦镜安装座31内的聚焦镜出水通道和设置于下保护镜安装座41内的下保护镜出水通道，上保护镜出水通道、准直镜出水通道、聚焦镜出水通道和下保护镜出水通道依次连通，上保护镜安装座11上设置有与主出水通道连通的主出水口1112。

其中，主进水冷却通道的出水口在下保护镜安装座内连通于主出水冷却通道的进水口。

本实施例中，上保护镜组件1、准直镜组件2、聚焦镜组件3和下保护镜组件4可以通过主进水冷却通道和主出水冷却通道的双重冷却，可以使激光切割头内的镜片都能得到冷却。且上保护镜进水通道、聚焦镜进水通道和下保护镜进水通道通过绕设的方式设置，使得整体冷却效果更好。

具体地，下保护镜组件4包括下保护镜安装座41，下保护镜安装座41包括下盖板411和设置于下盖板411底部的下转接座412。如图4所示，下保护镜出水通道连通于下保护镜进水通道，即下保护镜进水通道的出水口连通于下保护镜出水通道的进水口4112，以实现主进水冷却通道的出水口和主出水冷却通道的进水口的连通。

进一步地，准直镜安装座21内设置有准直上下运动环22，激光切割头冷却系统还包括绕设于准直上下运动环22上的准直镜支通道，使得发热较为严重的准直镜组件2内的镜片得到进一步的冷却，从而使得整体冷却效果更好。准直镜支通道的进水口221与主进水冷却通道连通，准直镜支通道的出水口222与主出水冷却通道连通。

如图5至图7所示，上保护镜安装座11包括上转接座111和上盖板112，上保护镜进水通道包括绕设于上转接座111内的上转接座进水通道和绕设于上盖板112内的上盖板进水通道，上转接座进水通道与上盖板进水通道连通。

具体地，上保护镜出水通道包括绕设在上转接座111内的上转接座出水通道，准直镜支通道的出水口222经上盖板112连接于上转接座出水通道的进水口，可选地，上转接座出水通道绕设在上转接座111内，以使准直镜支通道的出水口222与上转接座出水通道的进水口位于同侧，便于管路的排布，同时也能加强上保护镜组件1内的镜片的冷却效果。准直镜支通道的进水口221与上盖板进水通道连通，可选地，在上盖板112上引出一条与上盖板进水通道连通的分支出水口1121，分支出水口1121与准直镜支通道的进水口221连通。

如图7至图9所示，为了使准直镜组件2内的镜片的冷却效果更好，准直镜支通道包括设置于准直上下运动环22上方的上准直镜支通道223和设置于准直上下运动环22下方的下准直镜支通道，上准直镜支通道223和下准直镜支通道连通。具体地，在准直上下运动环22的顶部开设有阶梯型的上凹槽，通过设置于上凹槽顶部的上密封盖板与上凹槽形成上准直镜支通道223。同样地，在准直上下运动环22的底部开设有阶梯型的下凹槽，通过设置于下凹槽底部的下密封盖板与下凹槽形成下准直镜支通道。准直镜支通道的进水口221与上准直镜支通道223连通，上准直镜支通道223通过一个沿准直上下运动环22轴向设置的第一通孔224与下准直镜支通道连通，下准直镜支通道通过一个沿准直上下运动环22轴向设置的第二通孔225与准直镜支通道的出水口222连通。

由于准直镜安装座21的外壁较薄，不便于在准直镜安装座21内直接加工准直镜进水通道，为了解决上述问题，如图3、图10所示，准直镜安装座21连接有支架23，穿设于支架23内的进水管232形成准直镜进水通道，穿设于支架 23内的出水管231形成准直镜出水通道。可选地，进水管232和出水管231均为铜管，导热效果更好。

进一步地，聚焦镜组件3还包括聚焦镜调节座32，聚焦镜调节座32设置于聚焦镜安装座31内。聚焦镜组件3内的镜片发热较为严重，为了能够使聚焦镜组件3内的镜片的冷却效果更好，该激光切割头冷却系统还包括绕设于聚焦镜调节座32上的聚焦镜支通道，聚焦镜支通道的进水口3211与主进水冷却通道连通，聚焦镜支通道的出水口3212与主出水冷却通道连通。

如图11所示，聚焦镜调节座32包括聚焦镜调节座本体322和聚焦镜调节座上盖321，聚焦镜调节座本体322的外表面设置有台阶面，聚焦镜调节座上盖 321套设于聚焦镜调节座本体322上，聚焦镜调节座上盖321与台阶面间形成聚焦镜支通道。聚焦镜支通道的进水口3211连接于进水管232，聚焦镜支通道的出水口3212连接于出水管231。具体地，聚焦镜支通道的进水口3211通过接头和管件连接于进水管232，聚焦镜支通道的出水口3212通过接头和管件连接于出水管231。

进一步地，聚焦镜调节座本体322内设置有镜片安装架324，镜片安装于镜片安装架324内，为了加强聚焦镜调节座本体322内的导热效果，在镜片安装架324内还设置有镜片安装塞323，镜片安装塞323自镜片安装架324的底部通过螺纹拧入镜片安装架324内与镜片安装架324配合固定镜片，为了使镜片的热量更好的传导至镜片安装架324，从而更好的通过聚焦镜支通道冷却，增加一个由镜片安装架324的顶部螺纹拧入镜片安装架324的镜片安装塞323，镜片安装塞323的材质为铜。

为了便于根据不同位置处的镜片的发热情况调节各通道的水流量，准直镜支通道和/或主进水冷却通道上设置有流量调节阀。例如，可以在进水管232上设置流量调节阀。也可以在上盖板112和准直镜支通道的进水口221间设置流量调节阀。

为了使激光切割头的冷却效果更好，如图12、图13所示，喷嘴随动组件5 包括喷嘴51，该激光切割头还包括气冷却通道100，气冷却通道100依次穿过上保护镜组件1、准直镜组件2、聚焦镜组件3、下保护镜组件4和喷嘴随动组件5，气冷却通道的进气口1113设置于上保护镜组件1，气冷却通道的出气口 511设置于喷嘴51，气冷却通道的出气口511有多个，且多个气冷却通道的出气口511均匀分布于喷嘴51圆周，通过在喷嘴51的圆周设置多个气冷却通道的出气口511能够使得喷嘴的冷却效果更好。优选地，喷嘴51上方连接有连接套52，连接套上设置有气流槽521，喷嘴51与气流槽521之间形成喷嘴气流道，气冷却通道的出气口511连通于喷嘴气流道，喷嘴气流道连通于气冷却通道。为了便于监测激光切割头内的镜片的实时温度，上保护镜组件1、准直镜组件2、聚焦镜组件3和下保护镜组件4内均设置有温度传感器。具体地，温度传感器可设置于上保护镜安装座11、准直镜安装座21、聚焦镜安装座31或者下保护镜安装座41内。

为了便于得到激光焦点的实时位置，从而便于指导工人正确运用焦点位置进行加工，在准直镜安装座21上设置有焦点位置显示屏211。此外，为了便于公司了解客户激光切割头的现场试用情况，在激光切割头上设置有信号发射天线，通过电路板中的芯片定期发送信号到物联网系统中，从而实现准确了解激光切割头的现场试用情况。

本实施例通过主进水冷却通道和主出水冷却通道的设置能够激光切割头进行全面冷却，准直镜支通道和聚焦镜支通道能够加强对发热较为严重的准直镜组件2内的镜片和聚焦镜组件3内的镜片冷却，同时又通过气体冷却通道进一步加强对激光切割头的整体的冷却，从而使得整体的冷却效果更好，进而能够适用于大功率激光切头的加工。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光切割头冷却系统，其特征在于，包括设置于激光切割头内的主进水冷却通道和主出水冷却通道，所述激光切割头包括由上至下依次设置的上保护镜安装座(11)、准直镜安装座(21)、聚焦镜安装座(31)及下保护镜安装座(41)；

所述主进水冷却通道包括绕设于所述上保护镜安装座(11)内的上保护镜进水通道、设置于所述准直镜安装座(21)的准直镜进水通道、绕设于所述聚焦镜安装座(31)内的聚焦镜进水通道和绕设于所述下保护镜安装座(41)内的下保护镜进水通道，所述上保护镜进水通道、所述准直镜进水通道、所述聚焦镜进水通道和所述下保护镜进水通道依次连通，所述上保护镜安装座(11)上设置有与所述上保护镜进水通道连通的主进水口(1111)；

所述主出水冷却通道包括设置于所述上保护镜安装座(11)内的上保护镜出水通道、设置于所述准直镜安装座(21)的准直镜出水通道、设置于所述聚焦镜安装座(31)内的聚焦镜出水通道和设置于所述下保护镜安装座(41)内的下保护镜出水通道，所述上保护镜出水通道、所述准直镜出水通道、所述聚焦镜出水通道和所述下保护镜出水通道依次连通，所述上保护镜安装座(11)上设置有与所述上保护镜出水通道连通的主出水口(1112)；

其中，所述主进水冷却通道的出水口在所述下保护镜安装座内连通于所述主出水冷却通道的进水口。

2.根据权利要求1所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述准直镜安装座(21)内设置有准直上下运动环(22)，该激光切割头冷却系统还包括绕设于所述准直上下运动环(22)上的准直镜支通道，准直镜支通道的进水口(221)与所述主进水冷却通道连通，准直镜支通道的出水口(222)与所述主出水冷却通道连通。

3.根据权利要求2所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述准直镜支通道包括设置于所述准直上下运动环(22)上方的上准直镜支通道(223)和设置于所述准直上下运动环(22)下方的下准直镜支通道，所述上准直镜支通道(223)和所述下准直镜支通道连通。

4.根据权利要求3所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述准直镜支通道和/或所述主进水冷却通道上设置有流量调节阀。

5.根据权利要求3所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述上保护镜连接座包括上转接座(111)和设置于所述上转接座(111)底部的上盖板(112)，所述上保护镜进水通道包括绕设于所述上转接座(111)内的转接座进水通道和绕设于所述上盖板(112)内的上盖板进水通道，所述上转接座进水通道与所述上盖板进水通道连通。

6.根据权利要求5所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述上保护镜出水通道包括绕设在所述上转接座(111)内的上转接座出水通道，所述准直镜支通道的出水口经所述上盖板(112)连接于所述上转接座出水通道的进水口，所述准直镜支通道的进水口(221)与所述上盖板进水通道连通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述聚焦镜安装座(31)内设置有聚焦镜调节座(32)，该激光切割头冷却系统还包括绕设于所述聚焦镜调节座(32)上的聚焦镜支通道，聚焦镜支通道的进水口(3211)与所述主进水冷却通道连通，聚焦镜支通道的出水口(3212)与所述主出水冷却通道连通。

8.根据权利要求7所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述准直镜安装座(21)连接有支架(23)，穿设于所述支架(23)内的进水管(232)形成所述准直镜进水通道，穿设于所述支架(23)内的出水管(231)形成所述准直镜出水通道。

9.根据权利要求8所述的激光切割头冷却系统，其特征在于，所述聚焦镜支通道的进水口(3211)连接于所述进水管(232)，所述聚焦镜支通道的出水口(3212)连接于所述出水管(231)。

10.一种激光切割头，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光切割头冷却系统。

Images