CN218694997U - 激光头装置及激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种激光头装置及激光加工设备。所述激光头装置包括安装主体及聚焦镜组件。所述安装主体包括连通设置的导光孔及安装孔；所述聚焦镜组件包括托盘及装设于所述托盘上的聚焦镜，所述托盘可插取地收容于所述安装孔内，所述聚焦镜用于对从所述导光孔入射至所述聚焦镜上的激光进行聚焦。本申请提供的激光头装置及激光加工设备，聚焦镜通过托盘可插取地收容于安装孔内，以使聚焦镜可插取地收容于安装孔内，有利于提高聚焦镜与安装主体之间的装配和拆卸效率，便于激光头装置更换聚焦镜。

Description

激光头装置及激光加工设备

技术领域

本申请属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光头装置及激光加工设备。

背景技术

激光加工设备在使用时，激光发生器发出的激光需要经过聚焦镜调节，以使激光焦点落在加工产品的厚度的中心，进而提高激光切割的效果。当激光加工设备需要切割厚度跨度较大的多个待加工工件时，由于激光头装置的移动距离有限，需要更换不同类型的聚焦镜。现有的激光头装置中，不便于取出更换聚焦镜。

针对上述现有技术的缺陷，如何设计一种便于聚焦镜更换的激光头装置及激光加工设备成为了亟需解决的技术问题。

实用新型内容

对于现有技术存在的不足，本申请提供了一种便于聚焦镜更换的激光头装置及激光加工设备。

一方面，本申请提供了一种激光头装置，包括：

安装主体，包括连通设置的导光孔及安装孔；以及

聚焦镜组件，包括托盘及装设于所述托盘上的聚焦镜，所述托盘可插取地收容于所述安装孔内，所述聚焦镜用于对从所述导光孔入射至所述聚焦镜上的激光进行聚焦。

在一种可能的实施方式中，所述安装孔包括第一安装段及第二安装段，所述第一安装段设于所述第二安装段的底面，所述第一安装段与所述导光孔连通，所述托盘包括连接设置的托盘部及装设部，所述托盘部凸设于所述装设部上，所述托盘部可插取地收容于所述第一安装段内，所述托盘部上设有通孔，所述聚焦镜固定于所述托盘部上并覆盖所述通孔，所述装设部可插取地收容于所述第二安装段内。

在一种可能的实施方式中，所述聚焦镜组件还包括固定件，所述固定件可拆卸地穿设于所述装设部及所述安装主体，以使所述托盘可拆卸地设于所述安装主体上。

在一种可能的实施方式中，所述安装主体包括顶壁、底壁及侧壁，所述顶壁与所述底壁相对设置，所述侧壁连接于所述顶壁与所述底壁之间；所述导光孔贯穿所述顶壁与所述底壁，所述第二安装段的开口设于所述侧壁上。

在一种可能的实施方式中，所述激光头装置还包括支撑架、升降机构及固定座，所述固定座固定于所述支撑架上，所述升降机构连接于所述安装主体与所述固定座之间，所述升降机构用于使所述安装主体相对所述支撑架进行升降运动。

在一种可能的实施方式中，所述升降机构包括驱动件及丝杆，所述驱动件固定于所述固定座上，所述丝杆与所述驱动件连接，所述丝杆与所述安装主体螺接，所述驱动件用于驱动所述丝杆转动，以使所述安装主体相对所述支撑架进行升降运动。

在一种可能的实施方式中，所述升降机构还包括光轴，所述光轴与所述固定座固定连接，所述光轴活动地穿设于所述安装主体，以对所述安装主体的升降运动进行导向。

在一种可能的实施方式中，所述激光头装置还包括反射镜结构，所述反射镜结构为磁吸结构，所述反射镜结构磁吸附于所述固定座上，所述反射镜结构用于将激光反射至所述导光孔。

在一种可能的实施方式中，所述激光头装置还包括气嘴，所述气嘴上设有贯穿所述气嘴的通道，从所述聚焦镜出射的激光经所述通道出射。

在一种可能的实施方式中，所述激光头装置还包括螺旋气管，所述螺旋气管与所述通道连通。

在一种可能的实施方式中，所述安装主体上还设有贯穿所述安装主体的容纳孔，所述容纳孔间隔所述导光孔设置，所述螺旋气管收容于所述容纳孔内。

在一种可能的实施方式中，所述激光头装置还包括第一接头及第二接头，所述第一接头连接于所述通道及所述螺旋气管之间，所述第二接头连接所述螺旋气管远离所述第一接头的一端。

另一方面，本申请还提供了一种激光加工设备，包括：

壳体，所述壳体的内部具有收容空间；

激光发生器，收容在所述收容空间内，用于出射激光；

移动模组，收容在所述收容空间内；以及

所述激光头装置，活动地设于所述移动模组上并收容在所述收容空间内，所述激光发生器出射的激光，经所述导光孔入射至所述聚焦镜，并从所述聚焦镜出射以对工件进行激光加工。

本申请提供的激光头装置及激光加工设备，聚焦镜通过托盘可插取地收容于安装孔内，以使聚焦镜组件可插取地收容于安装孔内，有利于提高聚焦镜与安装主体之间的装配和拆卸效率，便于激光头装置更换聚焦镜。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例提供的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种激光加工设备的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种激光头装置的结构示意图；

图3是图2所示的激光头装置的侧视图；

图4是图2所示的激光头装置的正视图；

图5是图3所示的激光头装置沿A-A方向的剖面图；

图6是图4所示的激光头装置沿B-B方向的剖面图；

图7是本申请一实施例提供的一种安装主体与聚焦镜组件的装配示意图；

图8是图7所示的安装主体与聚焦镜组件装配的正视图；

图9是图8所示的安装主体与聚焦镜组件装配沿C-C方向的剖面图。

附图标号说明如下：

激光加工设备100：激光头装置10，移动模组20，激光发生器30，工作台50，壳体70，盖板71；

激光头装置10：支撑架11，固定座12，升降机构13，安装主体14，反射镜结构15，聚焦镜组件16，气嘴组件17，定位结构18；

升降机构13：驱动件131，丝杆132，光轴133；

安装主体14：顶壁141，底壁142，侧壁143，导光孔144，安装孔145，容纳孔146；

安装孔145：第一安装段1451，第二安装段1452；

聚焦镜组件16：托盘161，聚焦镜162，固定件163；

托盘161：托盘部1611，装设部1612；

托盘部1611：通孔1610；

气嘴组件17：气嘴171，螺旋气管172，第一接头173，第二接头174，连接座175，第三接头176；

气嘴171：通道1711；

定位结构18：拍摄构件181，测距构件182，补光灯183。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

激光加工设备在使用时，激光发生器发出的激光需要经过聚焦镜调节，以使激光焦点落在加工产品的厚度的中心，进而提高激光切割的效果。当激光加工设备需要切割厚度跨度较大的多个待加工工件时，由于激光头装置的移动距离有限，需要更换不同类型的聚焦镜。现有的激光头装置中，不便于取出更换聚焦镜。

基于此，本申请提供了一种方便更换聚焦镜的激光头装置及其相关的激光加工设备。

以下基于具体实施方式与附图对激光头装置及其相关的激光加工设备作详细介绍。

请参阅图1，图1是本申请一实施例提供的一种激光加工设备的结构示意图。本申请实施例提供的激光加工设备100通过利用激光为加工媒介，对工件(图未示出)进行激光加工，激光加工的工艺包括但不限于激光切割、激光雕刻、压痕等工艺。本实施方式中，激光加工设备100为桌面级激光切割机。在其他的实施方式中，激光加工设备100包括但不限于其他激光加工装置，本申请对此不做限制。

激光加工设备100包括激光头装置10、移动模组20、激光发生器30、工作台50及壳体70。激光头装置10活动地设于工作台50上，以便于激光头装置10中出射的激光对设于工作台50上的工件进行激光加工。移动模组20设于工作台50上，激光头装置10滑动地设于移动模组20上，激光头装置10能够在移动模组20上相对于工作台50滑动，以便于激光头装置10对工件进行激光加工。激光发生器30固定于工作台50上，激光发生器30用于出射激光。激光发生器30出射的激光经激光头装置10出射，以对设于工作台50上的工件进行激光加工。壳体70的内部具有收容空间，壳体70罩设于工作台50上，壳体70与工作台50围设形成密闭的加工空间，激光头装置10、移动模组20和激光发生器30均收容于壳体70的收容空间内。由于激光头装置10、移动模组20及激光发生器30均收容于壳体70内，即激光加工均发生在壳体70的内部，激光不会从壳体70出射(或溢出)而对操作者等造成伤害，进而提高了激光加工设备100的安全性。壳体70上设有盖板71，盖板71可转动地设置于壳体70上，盖板71能够打开或关闭壳体70的收容空间，以便于操作者放入或取出工件。

可以理解的，在其他的实施方式中，激光加工设备100可以省略工作台50，壳体70可放置到地面或其他设备的台面，工件收容于壳体70内，激光发生器30及移动模组20可以收容于壳体70的收容空间内，激光头装置10滑动地设于移动模组20上。从激光发生器30出射的激光，进入激光头装置10，再从激光头装置10出射，以对工件进行激光加工。

请参阅图1、图2、图3及图4，图2是本申请一实施例提供的一种激光头装置的结构示意图，图3是图2所示的激光头装置的侧视图，图4是图2所示的激光头装置的正视图。本申请实施例提供的激光头装置10包括支撑架11、固定座12、升降机构13、安装主体14、反射镜结构15、聚焦镜组件16、气嘴组件17及定位结构18。

支撑架11与工作台50活动连接，用于支撑激光头装置10上的其他部件。固定座12固定于支撑架11上。升降机构13设于固定座12上。安装主体14与升降机构13连接。安装主体14在升降机构13的驱动下，可相对支撑架11作升降运动。反射镜结构15可拆卸地固定于固定座12上，用于将激光发生器30出射的激光反射至激光头装置10的安装主体14上。聚焦镜组件16可插取地设于安装主体14上，用于对入射至安装主体14内的激光进行聚焦。由于聚焦镜组件16可随同安装主体14进行升降运动，并可匹配于测距构件检测得到的工件参数或者用户选定的参数，实现对激光的自动调焦。

本实施例中，反射镜结构15为磁吸结构，反射镜结构15与固定座12上均设有磁性件，反射镜结构15磁吸附于固定座12上，使反射镜结构15与固定座12可拆卸连接，以便于反射镜结构15与固定座12之间的安装和拆卸。可以理解，本申请其他实施方式中，反射镜结构15与固定座12可通过其他方式连接，例如，卡接、螺接、粘接等方式。本申请其他实施方式中，反射镜结构15还可以与固定座12为不可拆卸连接。

本实施例中，聚焦镜组件16沿第一方向可插取地设于安装主体14上，用于对入射至安装主体14内的激光进行调焦。例如，第一方向可以为如图2所示的Y轴所在的方向。固定座12固定于支撑架11上，固定座12相对于支撑架11沿第二方向延伸。例如，第二方向可以为如图2所示的X轴所在的方向。升降机构13能够驱动安装主体14相对于固定座12和支撑架11沿第三方向移动。例如，第三方向可以为如图2所示的Z轴所在的方向。

气嘴组件17与安装主体14沿第三方向连接设置，气嘴组件17设于安装主体14远离固定座12的一侧。气嘴组件17用于与外部供气装置(图未示出)连通，以吹散激光加工时聚集在工件表面的加工废料。还可以吹散激光加工时激光产生的热气。

定位结构18设于固定座12上，定位结构18用于对工件进行定位。定位结构18对工件的定位包括但不限于摄取工件的表面图像和测量工件在第三方向上的厚度。

请参阅图5、图6及图7，图5是图3所示的激光头装置沿A-A方向的剖面图，图6是图4所示的激光头装置沿B-B方向的剖面图，图7是本申请一实施例提供的一种安装主体与聚焦镜组件的装配示意图。本实施方式中，安装主体14包括顶壁141、底壁142及侧壁143，顶壁141与底壁142相对设置，侧壁143连接于顶壁141的周沿与底壁142的周沿之间。

安装主体14具有连通设置的导光孔144、安装孔145及容纳孔146。导光孔144沿第三方向贯穿安装主体14的顶壁141与底壁142。导光孔144用于激光传输。安装孔145与导光孔144连通，用于收容聚焦镜组件16。

本实施方式中，安装孔145包括沿第一方向连通的第一安装段1451和第二安装段1452。

第一安装段1451设于第二安装段1452的底面，第一安装段1451远离第二安装段1452的一端与导光孔144连通。第二安装段1452远离第一安装段1451的开口设于安装主体14的侧壁143远离支撑架11的位置处。聚焦镜组件16依次穿设于第二安装段1452和第一安装段1451，以使聚焦镜组件16可插取地装设于安装孔145内。

容纳孔146沿第三方向贯穿安装主体14的顶壁141与底壁142，容纳孔146与导光孔144间隔设置，容纳孔146用于收容至少部分气嘴组件17，以使气嘴组件17与安装主体14之间的安装更加紧凑，便于激光头装置10的小型化发展趋势。

请参阅图6、图7、图8及图9，图8是图7所示的安装主体与聚焦镜组件装配的正视图，图9是图8所示的安装主体与聚焦镜组件装配沿C-C方向的剖面图。在一种实施方式中，聚焦镜组件16包括托盘161、聚焦镜162及固定件163。

托盘161可插取地收容于安装主体14的安装孔145内，聚焦镜162安装于托盘161上，聚焦镜162用于对从导光孔144入射的激光进行聚焦。托盘161收容于安装孔145内的结构可被抽拉，以便于将托盘161及设于托盘161上的聚焦镜162与安装主体14进行装配，有利于提高聚焦镜组件16与安装主体14之间的装配效率和拆卸效率。固定件163可拆卸地穿设于托盘161和安装主体14。通过固定件163用于将托盘161与安装主体14固定连接，以提高托盘161及设于托盘161上的聚焦镜162安装于安装主体14的安装孔145内的稳定性，进而提高聚焦镜组件16对从导光孔144入射的激光的聚焦质量。通过固定件163与安装主体14之间的连接为可拆卸连接，可拆卸连接包括但不限于螺纹连接或者卡接，当需要更换聚焦镜组件16时，以便于聚焦镜组件16从安装主体14上拆卸。

请参阅图9，具体的，托盘161包括沿第一方向连接的托盘部1611及装设部1612，装设部1612沿第三方向伸出托盘部1611。

托盘部1611可插取地收容于安装孔145的第一安装段1451内，装设部1612可插取地收容于安装孔145的第二安装段1452内，固定件163可拆卸地穿设于装设部1612和安装主体14。通过固定件163用于将托盘161与安装主体14固定连接，以提高托盘161及设于托盘161上的聚焦镜162安装于安装主体14的安装孔145内的稳定性。托盘部1611具有沿第三方向贯穿托盘部1611的通孔1610，聚焦镜162固定于托盘部1611上并覆盖托盘部1611的通孔1610。当托盘部1611装设于安装孔145的第一安装段1451内时，通孔1610与导光孔144在第三方向上对应设置，以便于入射导光孔144的激光经聚焦镜162聚焦后从安装主体14出射。

请参阅图2、图4，在一种实施方式中，升降机构13包括驱动件131、丝杆132及光轴133。

驱动件131固定于固定座12上。丝杆132沿第三方向延伸，丝杆132的一端连接驱动件131，丝杆132的另一端与安装主体14螺纹连接。通过驱动件131驱动丝杆132相对于安装主体14转动，以使安装主体14能够沿第三方向进行升降运动。光轴133沿第三方向延伸，光轴133的一端固定于固定座12朝向安装主体14的一侧，光轴133的另一端活动地穿设于安装主体14，光轴133的另一端固定于支撑架11与固定座12在第三方向上相对设置的位置上。光轴133用于对安装主体14沿第三方向的升降运动进行导向，以使安装主体14沿第三方向的升降运动更加平稳。

本实施例中光轴133的数量为2根，通过2根光轴133活动地穿设于安装主体14，以防止安装主体14相对于丝杆132转动。

可以理解的，光轴133的数量包括但不限于1根、2根、3根等，本申请对此不做限制。

请参阅图2、图3、图4及图5，在一种实施方式中，气嘴组件17包括气嘴171、螺旋气管172、第一接头173、第二接头174、连接座175及第三接头176。

气嘴171设于安装主体14远离固定座12的一侧，气嘴171上具有沿第三方向贯穿气嘴171的通道1711，从聚焦镜组件16出射的激光经气嘴171的通道1711出射以加工工件。螺旋气管172沿第三方向延伸，螺旋气管172的一端经第一接头173与气嘴171连通。第二接头174连接于螺旋气管172远离第一接头173的另一端。连接座175固定设于固定座12上，连接座175的一端用于与第二气嘴171连通。第三接头176与连接座175远离第二气嘴171的另一端连通，第三接头176用于与外部供气装置联连接，以使外部供气装置产生的气体依次经第三接头176、连接座175、第二接头174、螺旋气管172、第一接头173的输送，最终从气嘴171喷出。

通过螺旋气管172沿第三方向设置，螺旋气管172能够在第三方向上弹性伸长或者弹性缩短，以便于安装主体14在升降机构13的作用下沿第三方向移动。通过连接座175固定于固定座12上，安装主体14在升降机构13的作用下沿第三方向移动的过程中，不会带动连接气管远离气嘴171的一端移动，以使第三接头176与外部供气装置之间的连接更加稳定可靠。

在其他的实施方式中，气嘴组件17可以省略连接座175和第三接头176。换而言之，第二接头174可以直接连通外部供气装置与螺旋气管172。

在其他的实施方式中，气嘴组件17可以省略第二接头174、连接座175和第三接头176。换而言之，螺旋气管172可以直接与外部供气装置连通。

在其他的实施方式中，气嘴组件17可以省略第一接头173、第二接头174、连接座175和第三接头176。换而言之，螺旋气管172可以直接连通外部供气装置与气嘴171。

可以理解的，气嘴组件17中螺旋气管172可以用其他的气管代替，本申请对此不做限制。

请参阅图1、图2及图4，在一种实施方式中，至少部分固定座12沿第二方向延伸并相对于工作台50悬空设置，定位结构18设于固定座12相对于工作台50悬空设置的位置。定位结构18包括拍摄构件181、测距构件182及补光灯183。

拍摄构件181设于固定座12的远离反射镜结构15的一端，拍摄构件181与设于工作台50上的工件相对悬空设置，拍摄构件181用于摄取工件表面的图像。

测距构件182设于固定座12的在第二方向上的中间位置，测距构件182与设于工作台50上的工件相对悬空设置，测距构件182用于测量工件的在第三方向上的厚度。

补光灯183与拍摄构件181在第三方向上相对设置，补光灯183相对于拍摄构件181更靠近设于工作台50上的工件，补光灯183用于为拍摄构件181摄取工件表面的额图像时提供照明。

可以理解的，拍摄构件181包括但不限于相机等可以摄取工件表面图像的构件，测距构件182包括但不限于红点激光器等可以测量工件的厚度的构件。

以上是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光头装置，其特征在于，包括：

安装主体，包括连通设置的导光孔及安装孔；以及

聚焦镜组件，包括托盘及装设于所述托盘上的聚焦镜，所述托盘可插取地收容于所述安装孔内，所述聚焦镜用于对从所述导光孔入射至所述聚焦镜上的激光进行聚焦。

2.如权利要求1所述的激光头装置，其特征在于，所述安装孔包括第一安装段及第二安装段，所述第一安装段设于所述第二安装段的底面，所述第一安装段与所述导光孔连通，所述托盘包括连接设置的托盘部及装设部，所述托盘部凸设于所述装设部上，所述托盘部可插取地收容于所述第一安装段内，所述托盘部上设有通孔，所述聚焦镜固定于所述托盘部上并覆盖所述通孔，所述装设部可插取地收容于所述第二安装段内。

3.如权利要求2所述的激光头装置，其特征在于，所述聚焦镜组件还包括固定件，所述固定件可拆卸地穿设于所述装设部及所述安装主体，以使所述托盘可拆卸地设于所述安装主体上，和/或，

所述安装主体包括顶壁、底壁及侧壁，所述顶壁与所述底壁相对设置，所述侧壁连接于所述顶壁与所述底壁之间；所述导光孔贯穿所述顶壁与所述底壁，所述第二安装段的开口设于所述侧壁上。

4.如权利要求1所述的激光头装置，其特征在于，所述激光头装置还包括支撑架、升降机构及固定座，所述固定座固定于所述支撑架上，所述升降机构连接于所述安装主体与所述固定座之间，所述升降机构用于使所述安装主体相对所述支撑架进行升降运动。

5.如权利要求4所述的激光头装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动件及丝杆，所述驱动件固定于所述固定座上，所述丝杆与所述驱动件连接，所述丝杆与所述安装主体螺接，所述驱动件用于驱动所述丝杆转动，以使所述安装主体相对所述支撑架进行升降运动。

6.如权利要求5所述的激光头装置，其特征在于，所述升降机构还包括光轴，所述光轴与所述固定座固定连接，所述光轴活动地穿设于所述安装主体，以对所述安装主体的升降运动进行导向。

7.如权利要求4所述的激光头装置，其特征在于，所述激光头装置还包括反射镜结构，所述反射镜结构为磁吸结构，所述反射镜结构磁吸附于所述固定座上，所述反射镜结构用于将激光反射至所述导光孔。

8.如权利要求1所述的激光头装置，其特征在于，所述激光头装置还包括气嘴，所述气嘴上设有贯穿所述气嘴的通道，从所述聚焦镜出射的激光经所述通道出射，所述激光头装置还包括螺旋气管，所述螺旋气管与所述通道连通。

9.如权利要求8所述的激光头装置，其特征在于，所述安装主体上还设有贯穿所述安装主体的容纳孔，所述容纳孔间隔所述导光孔设置，所述螺旋气管收容于所述容纳孔内，和/或，

所述激光头装置还包括第一接头及第二接头，所述第一接头连接于所述通道及所述螺旋气管之间，所述第二接头连接所述螺旋气管远离所述第一接头的一端。

10.一种激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备包括：

壳体，所述壳体的内部具有收容空间；

激光发生器，收容在所述收容空间内，用于出射激光；

移动模组，收容在所述收容空间内；以及

如权利要求1～9任意一项所述的激光头装置，活动地设于所述移动模组上并收容在所述收容空间内，所述激光发生器出射的激光，经所述导光孔入射至所述聚焦镜，并从所述聚焦镜出射以对工件进行激光加工。

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