CN214109252U - 一种三轴激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴激光切割头，涉及激光切割领域，该方案包括切割头本体、回转驱动组件、摆动驱动组件以及随动驱动组件，该三轴激光切割头能对回转驱动组件进行水冷冷却，并通过设计密封连接结构，便于装配，降低装配难度，并有效提高了激光切割头的使用稳定性以及可靠性，具有切割精度高、运转顺畅的的优点。

Description

一种三轴激光切割头

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，具体涉及一种三轴激光切割头。

背景技术

激光切割发展迅速，各种激光切割系统已经进入各工业领域。

其中，汽车、模具行业的复杂曲面切割，航空航天、船舶的大幅曲面切割对激光切割提出了更高的要求。

目前大，部分异形曲面零件一般由模具冲压修边等，模具生产线成本非常高昂，而且摸具为机械应力加工，使用一段时间后就需要对模具尺寸、精度进行修正，修模成本高，并且模具冲裁零件时候机械应力加工容易对曲面造成损伤。

而激光的非接触式加工避免修模成本，也不存在机械应力加工存在的不良；并且激光切割具备切割质量稳定性高，切割速度快等优势。

随着汽车、航空航天等行业对激光切割曲面的需求，市场上逐渐采用机器人搭载普通激光头进行曲面切割，或采用机床搭载机械臂跟激光头进行曲面切割。

这样虽然能满足少数曲面加工需求，但是机械臂切割幅面小，精度差，速度低往往很难满足汽车、航空上的高精度以及批量生产需求，导致激光切割在曲面加工上得到无法大范围应用。

现有技术中，申请号为201710539225.8的中国专利申请公开了一种激光切割头及三维激光切割装置，该激光切割头包括激光切割头，包括切割头本体，还包括回转驱动机构、摆动驱动机构和随动驱动机构；所述随动驱动机构包括具有一伸缩输出轴的随动驱动单元，所述伸缩输出轴的轴向与所述切割头本体的轴向平行，所述切割头本体连接于所述伸缩输出轴的输出端；所述摆动驱动机构包括用于驱动所述切割头本体绕一水平向轴线旋转的摆动驱动单元，所述随动驱动机构与所述摆动驱动单元的输出端连接；所述回转驱动机构包括用于驱动所述切割头本体绕一竖向轴线旋转的回转驱动单元，所述摆动驱动机构与所述回转驱动单元的输出端连接。

该专利申请的方案虽然能够实现激光切割头三轴动作，即使得切割头本体沿三个不同方向旋转或移动，但是在实际运用中，由于对切割要求速度快、可靠性高，不能提供一种较好的冷却方案将对极大影响切割的精度和可靠性，因此这种激光头还有进一步优化的空间。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种三轴激光切割头，其包括切割头本体、回转驱动组件、摆动驱动组件以及随动驱动组件，该三轴激光切割头能对回转驱动组件进行水冷冷却，并通过设计密封连接结构，便于装配，降低装配难度，并有效提高了激光切割头的使用稳定性以及可靠性，具有切割精度高、运转顺畅的的优点。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种三轴激光切割头，包括切割头本体、回转驱动组件、摆动驱动组件以及随动驱动组件，所述切割头本体连接于所述随动驱动组件上，所述回转驱动组件驱动所述摆动驱动组件以及所述随动驱动组件旋转，所述摆动驱动组件驱动所述随动驱动组件摆动，所述随动驱动组件驱动所述切割头沿其出光的方向往返移动，所述回转驱动组件包括水气板、电控组件、过水板、回转驱动电机以及电气底板，所述水气板固定于所述电控组件的上端，所述过水板设置于所述电控组件内，所述回转驱动电机连接于所述电控组件的下端，所述过水板与所述电控组件绝缘，并与所述水气板连通，所述电气底板与所述回转驱动电机连接并受所述回转驱动电机驱动而转动；

所述回转驱动电机包括电机外罩、电机定子、电机转子，所述电机定子与所述电机外罩固定，所述电机转子的中心沿轴线中心设置有供光线的贯通孔，所述电机转子转动地设置于所述电机定子内并受所述电机定子驱动而转动，所述电机外罩内壁上绕所述电机外罩的中心开设有多个环形冷却槽，多个所述环形冷却槽沿所述电机定子的轴线方向间隔分布，相邻的所述环形冷却槽通过连接槽连通，所述电机外罩还开设有与所述环形冷却槽连通的进水通道以及出水通道，所述进水通道、所述出水通道与所述过水板通过密封连接结构连接；

所述密封连接结构包括一中空的过渡连接件，所述过渡连接件的一端与所述过水板可拆卸地固定连接，另一端与所述电机外罩插接连接并与所述进水通道或所述出水通道连通，所述过渡连接件外壁上开设有供密封圈安装的安装槽，所述过水板的端面与所述密封圈抵接，所述电机外罩的端面上开设有容纳所述密封圈的容纳槽；

所述水气板上连接有冷却进水管以及冷却回水管，所述冷却进水管、所述冷却回水管与外部的冷却水装置连接。

通过这样设置，由于激光切割头为加工精度高、结构紧凑的装置，各部件之间由于设计的要求在安装配合过程中往往会因为视野受阻而出现装配困难的问题，且水气的连接需要极高的密封配合紧密性，因此，设计一全新的密封连接结构，用于连接过水板以及电机外罩，实现过水板与电机外罩上的环形冷却槽连通，便于装配，且由于是周向装配，密封圈的压缩量大、密封性好，有利于减少水路发生泄漏而影响激光切割头的使用，通过设置环形冷却槽对回转驱动电机进行冷却，降低因回转驱动电机长时间工作发热而导致移动精度下降并最终影响加工精度的风险，提高加工稳定性以及可靠性。

作为优选，所述过渡连接件与所述过水板通过螺纹结构连接。

通过这样设置，过渡连接件通过螺纹结构与连接本体连接，结构简单，便于加工生产。

作为优选，所述电机外罩上开设有供所述过渡连接件插接的插接槽，所述过渡连接件插入所述插接槽与所述电机外罩连接。

通过这样设置，过渡连接件插接于开设在电机外罩上的插接槽中，从而实现过渡连接件与电机外罩的插接连接。

作为优选，该三轴激光切割头还包括设置于所述回转驱动组件上方的光纤结构组件，所述光纤结构组件包括由上至下依次设置的光纤接口、镜腔组件以及光路调整组件，所述镜腔组件上可拆卸地固定有保护镜组、准直镜组，所述光路调整组件包括固定板、活动板、第一螺纹调节件、第二螺纹调节件，所述固定板与所述水气板固定连接，所述活动板与所述镜腔组件固定，所述活动板水平活动设置于所述固定板内，所述第一螺纹调节件设置多个，多个所述第一螺纹调节件沿水平方向穿设于所述固定板上并与所述活动板的外壁抵接；

所述活动板固定有连接板件，所述第二螺纹调节件设置多个，多个所述第二螺纹调节件绕所述镜腔组件的中线均布于所述连接板件上，多个所述第二螺纹调节件与所述连接板件螺纹连接并与所述固定板的表面抵接。

通过这样设置，第一螺纹调节件可调整活动板在水平方向的位置，实现镜腔组件的位置调节，便于对其内的保护镜组以及准直镜组进行调整，并设置第二螺纹调节件，能对镜腔组件的角度进行调整，进一步增加镜腔组件的可调性，调节方便，便于安装和调试。

作为优选，所述镜腔组件内壁设置有冷却空腔，所述镜腔组件上安装有与所述冷却空腔连通的进水接头以及出水接头。

通过这样设置，设置进水接头、出水接头，能与外部的冷却水源连接，实现对镜腔组件内壁的保护镜组、准直镜组进行冷却，提供工作的可靠性。

作为优选，所述镜腔组件上连接有正压进气接口，所述正压进气接口与所述镜腔组件的内部连通。

通过这样设置，通过正压进气接头，可与外部气源连接，从而为镜腔组件的内部提供气压，使其内部为正压状态，减少灰尘进入镜腔组件内部而对保护镜组、准直镜组造成污染，降低维护成本。

作为优选，所述摆动驱动组件包括摆动座以及设置于摆动座内的摆动驱动电机，所述摆动座上设置有与所述贯通孔连通的第一光路通道，所述摆动驱动电机包括摆动定子、摆动转子，所述摆动转子开设有第二光路通道，所述第一光路通道与所述第二光路通道连通，所述摆动座内还设置有反射镜片组件，所述反射镜片组件位于所述第一光路通道与所述第二光路通道的相交位置，所述反射镜片组件设置于一调节座上，所述调节座通过多根调节螺杆与所述摆动座连接，所述调节螺杆包括两端具有外螺纹的连接部以及位于连接部之间的光杆部，所述调节螺杆一端的连接部与摆动座固定，另一端穿过所述调节座与一调节螺帽螺纹连接，所述光杆部上套设有一弹性件，所述弹性件一端与所述摆动座抵接，另一端与所述调节座抵接。

通过这样设置，反射镜片组件将第一光路通道进入的光线从第二光路通道中反射出去，设置调节螺杆，并通过调节螺帽，可调节调节座相对于摆动座的安装倾角，进而调整反射镜片组件的安装角度，实现其反射的光线角度可调，调整方便、结构简单。

作为优选，所述反射镜片组件包括镜座以及安装于镜座上的气压调控镜片，所述镜座上还连接有冷却管组，所述镜座上开设有气腔以及水腔，所述冷却管组包括与所述水腔连通的冷却水进水接头以及冷却水出水接头，所述镜座上固定有一与所述气腔连通的调节气压接头。

通过这样设置，气压调控镜片组件通过外部提供气压而调整其表面为凸面或凹面，从而调整反射光线的状态，调整方便，便于控制，且还设置冷却水进水接头、冷却水出水结构，便于对镜片进行冷却，提高其工作的稳定性以及可靠性。

作为优选，所述随动驱动组件包括随动电机、驱动丝杆、驱动螺母，所述切割头本体与所述驱动螺母固定，所述摆动转子上连接有一安装座，所述随动电机固定于所述安装座上，所述驱动丝杆与所述驱动丝杆连接，所述驱动丝杆与所述驱动螺母螺纹固定，所述切割头本体上固定有一刻度尺，所述刻度尺沿所述切割头本体直线移动的方向设置。

通过这样设置，通过随动电机带动驱动丝杆转动，进而带动与驱动螺母固定的安装座的移动，实现固定于安装座上的切割头本体的随动调节，而刻度尺的设置便于实时查看可反馈调节量大小。

作为优选，所述安装座上开设有两个呈直角分布的过光通腔，所述切割头本体上连接有一中空的滑柱，所述滑柱与其中一所述过光通腔滑动连接，该过光通腔的内壁开设有密封槽，所述滑柱外套设有斯特圈，所述斯特圈位于所述密封槽中。

通过这样设置，在随动调节切割头本体移动的过程中，滑柱相对于过光通腔滑动，斯特圈能实现滑柱与过光通腔连接缝隙的密封，减少切割头本体在进行加工过程中产生的加工碎屑、烟尘在随动动作时有连接缝隙进入过光通腔中进而对切割头本体内的镜组造成污染，降低维护成本。

相对于现有技术，本实用新型取得了有益的技术效果：

1、在回转驱动电机上设置环形冷却槽，并设置一密封连接结构将过水板与电机外罩连接，密封效果好、装配方便，能对回转驱动电机进行有效冷却，提高加工稳定性、可靠性并保证加工精度的恒定性。

2、设置光路调整组件对保护镜组以及准直镜组进行调节，可调性腔，便于安装和调试。

3、在镜腔组件上设置冷却结构、正压供气结构，能对设置于镜腔组件内的保护镜组以及准直镜组进行冷却，并有利减少灰尘对保护镜组以及准直镜组的污染。

4、设置调节螺杆、弹性件、调节座以及调节螺母，能对反射镜组进行角度调节，结构简单，调节方便。

5、反射镜片组件包括气压调控镜片，以及镜组，在镜座上设置冷却结构，镜片的状态调节方便，并能对镜片有效冷却，提高其工作的稳定性以及可靠性。

6、设置斯特圈，在切割头本体移动过程中，减少加工产生的切屑和烟尘进入切割头本体中对光学镜片造成污染，降低维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构爆炸图；

图2是本实用新型实施例中回转驱动组件的整体结构爆炸图；

图3是本实用新型实施例中过水板与电机外罩的连接状态示意图；

图4是本实用新型实施例中回转驱动电机的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中光纤结构组件的整体结构爆炸示意图；

图6是本实用新型实施例中光路调整组件的内部结构示意图；

图7是本实用新型实施例中摆动驱动组件的正视图；

图8是本实用新型实施例中摆动驱动组件的内部结构示意图；

图9是本实用新型实施例中摆动驱动组件的背视图；

图10是本实用新型实施例中调节板与摆动座的连接关系示意图；

图11是本实用新型实施例中反射镜片组件的结构示意图；

图12是本实用新型实施例中反射镜片组件的气压调控镜片为加压状态的示意图；

图13是本实用新型实施例中反射镜片组件的气压调控镜片为减压状态的示意图；

图14是本实用新型实施例中随动驱动组件与切割头本体的正视图示意图；

图15是本实用新型实施例中随动驱动组件与切割头本体的连接关系内部示意图；

图16是图15中A部的放大图；

图17是图15中B部的放大图；

图18是本实用新型实施例中切割头本体的整体结构爆炸示意图；

图19是图18中C部的放大图；

图20是本实用新型实施例中切割头本体的正视图；

图21是图20中A-A面的剖视图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1、切割头本体；101、固定座；1011、第一连接板；1012、定位孔；1013、定位圆销；10131、头部；1014、凸台；102、割嘴；1021、第二连接板；10211、定位凸柱；10212、凹槽；10213、锥形通孔；103、磁吸附件；1031、磁吸单体；104、限位连接件；105、防尘伸缩套；106、检测传感器；107、固定连接件；2、回转驱动组件；201、水气板；2011、冷却进水管；2012、冷却回水管；202、电控组件；203、过水板；2031、内螺纹孔；204、回转驱动电机；2041、电机外罩；20411、环形冷却槽；204111、连接槽；20412、出水通道； 20413、进水通道；20414、回转感应器；20415、轴承；20416、插接槽；2042、电机定子； 20421、密封O圈；2043、电机转子；20431、贯通孔；20432、回转编码器；205、电气底板；3、摆动驱动组件；301、摆动座；3011、第一光路通道；3012、限位固定块；302、摆动驱动电机；3021、摆动定子；3022、摆动转子；30221、第二光路通道；30222、限位活动块；4、随动驱动组件；401、随动电机；402、驱动丝杆；403、驱动螺母；5、密封连接结构；501、过渡连接件；5011、安装槽；5012、外螺纹；5013、插接头；5014、辅助拧转槽；502、密封圈；503、容纳槽；6、光纤结构组件；601、光纤接口；602、镜腔组件；6021、进水接头；6022、出水接头；6023、正压进气接口；603、光路调整组件；6031、固定板； 6032、活动板；60321、连接板件；6033、第一螺纹调节件；6034、第二螺纹调节件；60341、连接螺杆；60342、调节螺母；604、保护镜组；605、准直镜组；7、反射镜片组件；701、调节座；702、调节螺杆；7021、连接部；7022、光杆部；703、调节螺帽；704、弹性件； 7001、镜座；7002、气压调控镜片；7003、冷却水进水接头；7004、冷却水出水接头；7005、调节气压接头；8、安装座；801、过光通腔；8011、密封槽；80111、斯特圈；802、平面反射镜片；803、调节板；804、调节螺柱；805、调节弹簧；9、刻度尺；10、滑柱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

参考图1～21，本实施例公开了一种三轴激光切割头，包括切割头本体1、回转驱动组件2、摆动驱动组件3以及随动驱动组件4，切割头本体1连接于随动驱动组件4上，回转驱动组件2驱动摆动驱动组件3以及随动驱动组件4旋转，摆动驱动组件3驱动随动驱动组件4摆动，随动驱动组件4驱动切割头沿其出光的方向往返移动；

参考图1～4，回转驱动组件2包括水气板201、电控组件202、过水板203、回转驱动电机204以及电气底板205，水气板201固定于电控组件202的上端，过水板203设置于电控组件202内，回转驱动电机204连接于电控组件202的下端，过水板203与电控组件202 绝缘，并与水气板201连通，电气底板205与回转驱动电机204连接并受回转驱动电机204 驱动而转动；

电控组件202与回转驱动电机204电性连接，电控组件202与外部电源(图中未示出) 连接，并为回转电机供电；

回转驱动电机204包括电机外罩2041、电机定子2042、电机转子2043，电机定子2042 与电机外罩2041固定，电机转子2043的中心沿轴线中心设置有供光线的贯通孔20431，电机转子2043转动地设置于电机定子2042内并受电机定子2042驱动而转动；

电机外罩2041内壁上绕电机外罩2041的中心开设有多个环形冷却槽20411，多个环形冷却槽20411沿电机定子2042的轴线方向间隔分布，相邻的环形冷却槽20411通过连接槽 204111连通，电机外罩2041还开设有与环形冷却槽20411连通的进水通道20413以及出水通道20412，进水通道20413、出水通道20412与过水板203通过密封连接结构5连接。

进一步地，进水通道20413与位于竖向最上层的环形冷却槽20411连通，出水通道20412 与位于竖向最下层的环形冷却槽20411连通。

进一步地，电机定子2042与电机外罩2041之间通过密封O圈20421密封，密封O圈20421设置位于电机定子2042的上、下两侧各设置一个。

进一步地，回转驱动电机204上设置有回转编码器20432以及对应回转编码器20432 设置的回转感应器20414，该回转编码器20432固定于电机转子2043上，回转感应器20414 与电机外罩2041固定，电机转子2043的两端分别设置一轴承20415与电机外罩2041连接。

进一步地，过水板203与水气板201也可通过密封连接结构5连接，其连接过程与电机外罩2041与过水板203的连接过程类似，在此仅对过水板203与电机外罩2041的具体密封连接结构5进行阐述。

在其他实施例中，过水板203与水气板201可一体成型。

参考图2～3，密封连接结构5包括一中空的过渡连接件501，过渡连接件501的一端与过水板203可拆卸地固定连接，另一端与电机外罩2041插接连接并与进水通道20413或出水通道20412连通，过渡连接件501外壁上开设有供密封圈502安装的安装槽5011，过水板203的端面与密封圈502抵接，电机外罩2041的端面上开设有容纳密封圈502的容纳槽 503；

本实施例中，密封圈502为O型密封圈502。

水气板201上连接有冷却进水管2011以及冷却回水管2012，冷却进水管2011、冷却回水管2012与外部的冷却水装置(图中未示出)连接。

本实施中，过渡连接件501与过水板203通过螺纹结构连接。

具体地，过渡连接件501一端设置有外螺纹5012，过水板203上开设有内螺纹孔2031，过渡连接件501通过外螺纹5012与内螺纹孔2031连接。

电机外罩2041上开设有供过渡连接件501插接的插接槽20416，过渡连接件501插入插接槽20416与电机外罩2041连接。

进一步地，过渡连接件501插接于电机外罩2041的一端设置有锥形的插接头5013。

进一步地，过渡连接件501与电机外罩2041连接的一端设置有辅助拧转槽5014；辅助拧转槽5014用于与扳手、螺丝刀等辅助工具连接，方便将过渡连接件501与电机外罩2041分离。

进一步地，辅助拧转槽5014设置于过渡连接件501的端面上。

参考图1、图5、图6，三轴激光切割头还包括设置于回转驱动组件2上方的光纤结构组件6，光纤结构组件6包括由上至下依次设置的光纤接口601、镜腔组件602以及光路调整组件603，镜腔组件602上可拆卸地固定有保护镜组604、准直镜组605，镜腔组件602 的侧部开槽，保护镜组604、准直镜组605由侧面安装于镜腔组件602内，保护镜组604、准直镜组605与镜腔组件602连接的位置做好密封，避免尘质由连接缝隙进入镜腔组件602 内而污染保护镜组604、准直镜组605。

参考图5～6，光路调整组件603包括固定板6031、活动板6032、第一螺纹调节件6033、第二螺纹调节件6034，固定板6031与水气板201固定连接，活动板6032与镜腔组件602固定，活动板6032水平活动设置于固定板6031内，第一螺纹调节件6033设置多个，多个第一螺纹调节件6033沿水平方向穿设于固定板6031上并与活动板6032的外壁抵接；

活动板6032固定有连接板件60321，第二螺纹调节件6034设置多个，多个第二螺纹调节件6034绕镜腔组件602的中线均布于连接板件60321上，多个第二螺纹调节件6034与连接板件60321螺纹连接并与固定板6031的表面抵接。

进一步地，第一螺纹连接为一连接螺杆60341，连接螺杆60341沿竖向活动穿设于连接板件60321上，连接螺杆60341的两端分别螺纹连接一调节螺母60342，两调节螺母60342 均与连接板件60321的表面接触。

本实施例中，镜腔组件602内壁设置有冷却空腔(图中未示出)，镜腔组件602上安装有与冷却空腔连通的进水接头6021以及出水接头6022。

镜腔组件602上连接有正压进气接口6023，正压进气接口6023与镜腔组件602的内部连通。

参考图1、图7、图8、图9、图10，摆动驱动组件3包括摆动座301以及设置于摆动座301内的摆动驱动电机302，摆动驱动电机302的结构与回转驱动电机204的结构类似。

摆动座301上设置有与贯通孔20431连通的第一光路通道3011，摆动驱动电机302包括摆动定子3021、摆动转子3022，摆动转子3022开设有第二光路通道30221，第一光路通道3011与第二光路通道30221连通，在摆动座301上固定设置有限位固定块3012，在摆动转子3022上固定有限位活动块30222，通过限位活动块30222与摆动限位固定块3012的限位关系而对摆动驱动电机302的摆动角度进行限定，其限定的活动范围可以是±135°。

摆动座301内还设置有反射镜片组件7，反射镜片组件7位于第一光路通道3011与第二光路通道30221的相交位置，反射镜片组件7设置于一调节座701上，调节座701通过多根调节螺杆702与摆动座301连接，调节螺杆702包括两端具有外螺纹5012的连接部7021 以及位于连接部7021之间的光杆部7022，调节螺杆702一端的连接部7021与摆动座301 固定，另一端穿过调节座701与一调节螺帽703螺纹连接，光杆部7022上套设有一弹性件 704，弹性件704一端与摆动座301抵接，另一端与调节座701抵接。

本实施例中，弹性件704为弹簧，在其他实施例中，弹性件704还可以是橡胶垫。

参考图11，反射镜片组件7包括镜座7001以及安装于镜座7001上的气压调控镜片7002，镜座7001上还连接有冷却管组(图中未标注)，镜座7001上开设有气腔(图中未示出)以及水腔(图中未示出)，冷却管组包括与水腔连通的冷却水进水接头7003以及冷却水出水接头7004，镜座7001上固定有一与气腔连通的调节气压接头7005。

参考图13，通过调节气压接头7005与外部气源连接，需要呈现反射镜组为凹面时，降低供气气压；而需要呈现反射镜组为凸面时，则增大供气气压，参考图12。

参考图14～17，随动驱动组件4包括随动电机401、驱动丝杆402、驱动螺母403，切割头本体1与驱动螺母403固定，摆动转子3022上连接有一安装座8，随动电机401固定于安装座8上，驱动丝杆402与驱动丝杆402连接，驱动丝杆402与驱动螺母403螺纹配合，切割头本体1上固定有一刻度尺9，刻度尺9沿切割头本体1直线移动的方向设置。

安装座8上开设有两个呈直角分布的过光通腔801，切割头本体1上连接有一中空的滑柱10，滑柱10与其中一过光通腔801滑动连接，该过光通腔801的内壁开设有密封槽8011，滑柱10外套设有斯特圈80111，斯特圈80111位于密封槽8011中。

参考图15、图17，过光通腔801的相交位置还设置有平面反射镜片802，平面反射镜片802与一调节板803倾斜固定连接，该调节板803通过调节螺柱804与安装座8固定，该调节螺柱804外还套设一调节弹簧805，调节弹簧805一端与安装座8抵接，另一端与调节螺柱804的端部抵接。

参考图18～21，切割头本体1上包括右上之下依次设置的固定座101、割嘴102，固定座101与割嘴102通过磁吸附件103相互吸附固定，固定座101与割嘴102连接有限位连接件104，固定座101与固定座101之间设置有防尘伸缩套105，防尘伸缩套105的两端分别与固定座101、割嘴102可拆卸连接。

限位连接件104可绕固定座101的周向设置多个。

作为优选的实施方式，限位连接件104为弹性连接件。

本实施例中，限位连接件104选用具有可变形和回弹性能的钢索，钢索的一端与固定座101固定，另一端与割嘴102固定。

优选地，钢索的两端可各设置有固定片(图中未标注)，固定片上开设有连接孔，通过采用螺钉穿过连接孔使钢索分别与固定座101、割嘴102连接，方便组装。

在其他实施例中，限位连接件104可选用弹簧。

参考图18，固定座101上可拆卸连接有第一连接板1011，割嘴102上对应可拆卸连接有第二连接板1021，磁吸附件103包括若干个磁吸单体1031，若干磁吸单体1031均布于第一连接板1011上。

参考图18，为便于组装第一连接板1011和第二连接板1021，在第一连接板1011与第二连接板1021上均设置有定位凸柱10211，在固定座101、割嘴102上均对应定位凸柱10211 设置有定位孔1012。

本实施例中，第一连接板1011与固定座101、第二连接板1021与割嘴102均通过螺钉或螺栓螺母方式连接实现可拆卸。

参考图18～19，第一连接板1011上设置有定位圆销1013，第二连接板1021上开设有供定位圆销1013插接的凹槽10212，第一连接板1011朝第二连接板1021的一面上还凸设有锥形的连接凸台1014，第二连接板1021上对应连接凸台1014凹设有锥形通孔10213。

定位圆销1013一端与第一连接板1011固定，另一端有圆弧状或圆锥状的头部10131，该头部10131便于插接于凹槽10212中，第二连接板1021与第一连接板1011的快速定位，也即割嘴102与固定座101的快速定位。

参考图18、图21，第一连接板1011内穿设有多个检测传感器106，多个传感器均布于第一连接板1011上，检测传感器106的探测端朝第二连接板1021设置。

检测传感器106可选择常规的红外传感器、行程开关或者其他距离传感器，只需保证其检测的精度为0～0.1mm即可，第二连接板1021因碰撞而与第一连接板1011具有0.1mm以内的缝隙时，检测传感器106可检测到该缝隙，从而可反馈至激光加工设备的控制系统，例如PLC控制器中，由控制系统控制激光加工设备停机检查、复位，以便及时响应碰撞，保护需保护的激光部件。

防尘伸缩套105套于第一连接板1011、第二连接板1021外，并通过固定连接件107固定。

本实施例中，固定连接件107为管箍，防尘伸缩套105的端部套于第一连接板1011、第二连接板1021外后，通过管箍套于防尘伸缩套105外，并拧紧管箍上的紧固螺丝，即可完成安装。

限位连接件104对割嘴102相对于防撞基体的可移动范围进行约束，避免出现割嘴102 与固定座101受碰撞脱离而掉落的情况，减少割嘴102自身损伤或造成机器或工件的损伤、提高激光加工部件安全保护的可靠性；而防尘伸缩套105的设置能对有效对固定座101与割嘴102之间的连接位置进行防尘密封，在割嘴102与固定座101出现部分脱离或完全脱离，防尘套均能起到防尘作用，避免加工环境的尘质等污染物由割嘴102与固定座101之间的缝隙进入固定座101内部而对需保护的激光加工部件造成污染，降低碰撞后所需维护的成本，从而有效降低碰撞后对正常加工影响，可持续加工的稳定性强。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所述领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种三轴激光切割头，包括切割头本体(1)、回转驱动组件(2)、摆动驱动组件(3)以及随动驱动组件(4)，所述切割头本体(1)连接于所述随动驱动组件(4)上，所述回转驱动组件(2)驱动所述摆动驱动组件(3)以及所述随动驱动组件(4)旋转，所述摆动驱动组件(3)驱动所述随动驱动组件(4)摆动，所述随动驱动组件(4)驱动所述切割头沿其出光的方向往返移动，其特征在于，所述回转驱动组件(2)包括水气板(201)、电控组件(202)、过水板(203)、回转驱动电机(204)以及电气底板(205)，所述水气板(201)固定于所述电控组件(202)的上端，所述过水板(203)设置于所述电控组件(202)内，所述回转驱动电机(204)连接于所述电控组件(202)的下端，所述过水板(203)与所述电控组件(202)绝缘，并与所述水气板(201)连通，所述电气底板(205)与所述回转驱动电机(204)连接并受所述回转驱动电机(204)驱动而转动；

所述回转驱动电机(204)包括电机外罩(2041)、电机定子(2042)、电机转子(2043)，所述电机定子(2042)与所述电机外罩(2041)固定，所述电机转子(2043)的中心沿轴线中心设置有供光线的贯通孔(20431)，所述电机转子(2043)转动地设置于所述电机定子(2042)内并受所述电机定子(2042)驱动而转动，所述电机外罩(2041)内壁上绕所述电机外罩(2041)的中心开设有多个环形冷却槽(20411)，多个所述环形冷却槽(20411)沿所述电机定子(2042)的轴线方向间隔分布，相邻的所述环形冷却槽(20411)通过连接槽(204111)连通，所述电机外罩(2041)还开设有与所述环形冷却槽(20411)连通的进水通道(20413)以及出水通道(20412)，所述进水通道(20413)、所述出水通道(20412)与所述过水板(203)通过密封连接结构(5)连接；

所述密封连接结构(5)包括一中空的过渡连接件(501)，所述过渡连接件(501)的一端与所述过水板(203)可拆卸地固定连接，另一端与所述电机外罩(2041)插接连接并与所述进水通道(20413)或所述出水通道(20412)连通，所述过渡连接件(501)外壁上开设有供密封圈(502)安装的安装槽(5011)，所述过水板(203)的端面与所述密封圈(502)抵接，所述电机外罩(2041)的端面上开设有容纳所述密封圈(502)的容纳槽(503)；

所述水气板(201)上连接有冷却进水管(2011)以及冷却回水管(2012)，所述冷却进水管(2011)、所述冷却回水管(2012)与外部的冷却水装置连接。

2.根据权利要求1所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述过渡连接件(501)与所述过水板(203)通过螺纹结构连接。

3.根据权利要求1或2所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述电机外罩(2041)上开设有供所述过渡连接件(501)插接的插接槽(20416)，所述过渡连接件(501)插入所述插接槽(20416)与所述电机外罩(2041)连接。

4.根据权利要求1所述的三轴激光切割头，其特征在于，该三轴激光切割头还包括设置于所述回转驱动组件(2)上方的光纤结构组件(6)，所述光纤结构组件(6)包括由上至下依次设置的光纤接口(601)、镜腔组件(602)以及光路调整组件(603)，所述镜腔组件(602)上可拆卸地固定有保护镜组(604)、准直镜组(605)，所述光路调整组件(603)包括固定板(6031)、活动板(6032)、第一螺纹调节件(6033)、第二螺纹调节件(6034)，所述固定板(6031)与所述水气板(201)固定连接，所述活动板(6032)与所述镜腔组件(602)固定，所述活动板(6032)水平活动设置于所述固定板(6031)内，所述第一螺纹调节件(6033)设置多个，多个所述第一螺纹调节件(6033)沿水平方向穿设于所述固定板(6031)上并与所述活动板(6032)的外壁抵接；

所述活动板(6032)固定有连接板件(60321)，所述第二螺纹调节件(6034)设置多个，多个所述第二螺纹调节件(6034)绕所述镜腔组件(602)的中线均布于所述连接板件(60321)上，多个所述第二螺纹调节件(6034)与所述连接板件(60321)螺纹连接并与所述固定板(6031)的表面抵接。

5.根据权利要求4所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述镜腔组件(602)内壁设置有冷却空腔，所述镜腔组件(602)上安装有与所述冷却空腔连通的进水接头(6021)以及出水接头(6022)。

6.根据权利要求4所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述镜腔组件(602)上连接有正压进气接口(6023)，所述正压进气接口(6023)与所述镜腔组件(602)的内部连通。

7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述摆动驱动组件(3)包括摆动座(301)以及设置于摆动座(301)内的摆动驱动电机(302)，所述摆动座(301)上设置有与所述贯通孔(20431)连通的第一光路通道(3011)，所述摆动驱动电机(302)包括摆动定子(3021)、摆动转子(3022)，所述摆动转子(3022)开设有第二光路通道(30221)，所述第一光路通道(3011)与所述第二光路通道(30221)连通，所述摆动座(301)内还设置有反射镜片组件(7)，所述反射镜片组件(7)位于所述第一光路通道(3011)与所述第二光路通道(30221)的相交位置，所述反射镜片组件(7)设置于一调节座(701)上，所述调节座(701)通过多根调节螺杆(702)与所述摆动座(301)连接，所述调节螺杆(702)包括两端具有外螺纹(5012)的连接部(7021)以及位于连接部(7021)之间的光杆部(7022)，所述调节螺杆(702)一端的连接部(7021)与摆动座(301)固定，另一端穿过所述调节座(701)与一调节螺帽(703)螺纹连接，所述光杆部(7022)上套设有一弹性件(704)，所述弹性件(704)一端与所述摆动座(301)抵接，另一端与所述调节座(701)抵接。

8.根据权利要求7所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述反射镜片组件(7)包括镜座(7001)以及安装于镜座(7001)上的气压调控镜片(7002)，所述镜座(7001)上还连接有冷却管组，所述镜座(7001)上开设有气腔以及水腔，所述冷却管组包括与所述水腔连通的冷却水进水接头(7003)以及冷却水出水接头(7004)，所述镜座(7001)上固定有一与所述气腔连通的调节气压接头(7005)。

9.根据权利要求7所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述随动驱动组件(4)包括随动电机(401)、驱动丝杆(402)、驱动螺母(403)，所述切割头本体(1)与所述驱动螺母(403)固定，所述摆动转子(3022)上连接有一安装座(8)，所述随动电机(401)固定于所述安装座(8)上，所述驱动丝杆(402)与所述驱动丝杆(402)连接，所述驱动丝杆(402)与所述驱动螺母(403)螺纹配合，所述切割头本体(1)上固定有一刻度尺(9)，所述刻度尺(9)沿所述切割头本体(1)直线移动的方向设置。

10.根据权利要求9所述的三轴激光切割头，其特征在于，所述安装座(8)上开设有两个呈直角分布的过光通腔(801)，所述切割头本体(1)上连接有一中空的滑柱(10)，所述滑柱(10)与其中一所述过光通腔(801)滑动连接，该过光通腔(801)的内壁开设有密封槽(8011)，所述滑柱(10)外套设有斯特圈(80111)，所述斯特圈(80111)位于所述密封槽(8011)中。

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