CN218983585U - 一种高功率激光切割头及其水冷结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高功率激光切割头及其水冷结构，包括：光纤接入座，所述光纤接入座的底部与主腔体螺接固定，且主腔体的一侧外部螺接安装有背板，同时主腔体的另一侧外部分别安装有盖板和准直镜模块，并且准直镜模块的底部安装有保护镜模块。该高功率激光切割头及其水冷结构，为确保切割头传感器、电路板等电子零部件的正常工作，采用上下绝缘的设计，上半截为光纤接入座、盖板、背板、主腔体、下保护镜腔体、准直镜模块、保护镜模块，下半截为标高传感器体，因此切割头的冷却水循环路径也分为上、下两部分；可更加完善高效的对切割头进行水冷，用以解决大功率激光切割头的冷却问题。

Description

一种高功率激光切割头及其水冷结构

技术领域

本实用新型涉及激光切割领域，具体为一种高功率激光切割头及其水冷结构。

背景技术

激光切割工艺是将激光辐照到被加工材料表面，较高的激光能量会导致被加工材料瞬时溶化或汽化，再利用同轴的高压切割气体将溶化或汽化的材料吹走，从而实现材料的切割加工。

随着工业不断发展，激光切割技术也从薄板切割逐渐向厚板切割过度，激光切割逐渐进入大功率时代。高功率激光在切割厚板时对激光切割头的散热也提出的更高的要求。随着激光功率的提高，切割头内镜片发热问题也随之加重。这不仅会影响切割质量和稳定性，也会降低镜片的使用寿命。

因此，需要一种完善高效的切割头水冷系统，用以解决大功率激光切割头的冷却问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高功率激光切割头及其水冷结构，以解决上述背景技术中提到的缺陷。

为实现上述目的，提供一种高功率激光切割头及其水冷结构：

一种高功率激光切割头，包括：

光纤接入座，所述光纤接入座的底部与主腔体螺接固定，且主腔体的一侧外部螺接安装有背板，同时主腔体的另一侧外部分别安装有盖板和准直镜模块，并且准直镜模块的底部安装有保护镜模块，主腔体底部与下保护镜腔体螺接固定，且下保护镜腔体的底板螺接安装有标高传感器体，光纤接入座、主腔体、下保护镜腔体和标高传感器体组合在一起构成激光切割头。

优选的，所述光纤接入座嵌入主腔体上方的开放式腔体内，且准直镜模块和保护镜模块分别插入主腔体内对应腔体中并通过螺栓连接固定。

一种高功率激光切割头用的水冷结构，包括：

背板，所述背板的内部分别开设有入水口、出水口、进入孔、曲形流道、连接孔、流出孔、竖向流道、返流孔，进入孔端部与曲形流道连通，且曲形流道远离进入孔的一端与流出孔连通，连接孔与竖向流道连通设置，且竖向流道远离连接孔的一端与返流孔连通，光纤接入座的外侧分别安装有进水孔、连通孔、出水孔、流道进入孔。

优选的，所述进入孔、曲形流道和流出孔组合在一起构成左侧冷却结构，且连接孔、竖向流道和返流孔组合在一起构成右侧冷却结构，同时右侧冷却结构与左侧冷却结构关于主腔体的法线为对称结构。

优选的，所述光纤接入座内部流通有冷却水，且冷却水自进水孔流入从出水孔流出，并经过流道进入孔，最后从连通孔流出完成光纤接入座的冷却工作，同时进水孔、连通孔、出水孔和流道进入孔组合在一起构成光纤接入座的冷却系统。

优选的，所述连通孔中的冷却水流出通过进入孔进入曲形流道，并从流出孔流出，穿过进液孔进入下保护镜腔体内部，同时冷却液在下保护镜腔体中循环一圈完成对下保护镜腔体的冷却，最后出液孔流出，冷却水从出液孔流出后通过返流孔重新返回背板内部，经过竖向流道通过连接孔，连接孔与出水口连接，冷却水从连接孔通过出水口并流出完成切割头上半截水冷循环冷却工作。

优选的，所述标高传感器体内部分别开设有入水通道、出水通道和冷却腔，且冷却水自入水通道进入，绕标高传感器体上的冷却腔旋转一周后从出水通道流出完成对切割头下半截水冷循环冷却工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：为确保切割头传感器、电路板等电子零部件的正常工作，采用上下绝缘的设计，上半截为光纤接入座、盖板、背板、主腔体、下保护镜腔体、准直镜模块、保护镜模块，下半截为标高传感器体，因此切割头的冷却水循环路径也分为上、下两部分；可更加完善高效的对切割头进行水冷，用以解决大功率激光切割头的冷却问题。

附图说明

图1为本实用新型结构正视示意图；

图2为本实用新型结构图1的爆炸图；

图3为本实用新型结构图2的剖面示意图；

图4为本实用新型结构标高传感器体示意图；

图5为本实用新型结构图4的俯视图；

图6为本实用新型结构图5中的A-A剖面示意图；

图7为本实用新型结构图5中的B-B剖面示意图；

图8为本实用新型结构下保护镜腔体示意图；

图9为本实用新型结构图8的后视图。

图中标号：1、光纤接入座；2、盖板；3、背板；4、主腔体；5、下保护镜腔体；6、准直镜模块；7、保护镜模块；8、标高传感器体；1a、进水孔；1b、连通孔；1c、出水孔；1d、流道进入孔；3a、入水口；3b、出水口；3c、进入孔；3d、曲形流道；3e、连接孔；3f、流出孔；3g、竖向流道；3h、返流孔；5a、进液孔；5b、出液孔；8a、入水通道；8b、出水通道；8c、冷却腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-9，本实用新型提供一种高功率激光切割头及其水冷结构：

一种高功率激光切割头，包括：光纤接入座1；

光纤接入座1的底部与主腔体4螺接固定，且主腔体4的一侧外部螺接安装有背板3，同时主腔体4的另一侧外部分别安装有盖板2和准直镜模块6，并且准直镜模块6的底部安装有保护镜模块7，主腔体4底部与下保护镜腔体5螺接固定，且下保护镜腔体5的底板螺接安装有标高传感器体8，光纤接入座1、主腔体4、下保护镜腔体5和标高传感器体8组合在一起构成激光切割头。

作为一种较佳的实施方式，光纤接入座1嵌入主腔体4上方的开放式腔体内，且准直镜模块6和保护镜模块7分别插入主腔体4内对应腔体中并通过螺栓连接固定。

一种高功率激光切割头用的水冷结构，包括：背板3；

背板3的内部分别开设有入水口3a、出水口3b、进入孔3c、曲形流道3d、连接孔3e、流出孔3f、竖向流道3g、返流孔3h，进入孔3c端部与曲形流道3d连通，且曲形流道3d远离进入孔3c的一端与流出孔3f连通，连接孔3e与竖向流道3g连通设置，且竖向流道3g远离连接孔3e的一端与返流孔3h连通，光纤接入座1的外侧分别安装有进水孔1a、连通孔1b、出水孔1c、流道进入孔1d。

作为一种较佳的实施方式，进入孔3c、曲形流道3d和流出孔3f组合在一起构成左侧冷却结构，且连接孔3e、竖向流道3g和返流孔3h组合在一起构成右侧冷却结构，同时右侧冷却结构与左侧冷却结构关于主腔体4的法线为对称结构。

作为一种较佳的实施方式，光纤接入座1内部流通有冷却水，且冷却水自进水孔1a流入从出水孔1c流出，并经过流道进入孔1d，最后从连通孔1b流出完成光纤接入座1的冷却工作，同时进水孔1a、连通孔1b、出水孔1c和流道进入孔1d组合在一起构成光纤接入座1的冷却系统。

作为一种较佳的实施方式，连通孔1b中的冷却水流出通过进入孔3c进入曲形流道3d，并从流出孔3f流出，穿过进液孔5a进入下保护镜腔体5内部，同时冷却液在下保护镜腔体5中循环一圈完成对下保护镜腔体5的冷却，最后出液孔5b流出，冷却水从出液孔5b流出后通过返流孔3h重新返回背板3内部，经过竖向流道3g通过连接孔3e，连接孔3e与出水口3b连接，冷却水从连接孔3e通过出水口3b并流出完成切割头上半截水冷循环冷却工作。

作为一种较佳的实施方式，标高传感器体8内部分别开设有入水通道8a、出水通道8b和冷却腔8c，且冷却水自入水通道8a进入，绕标高传感器体8上的冷却腔8c旋转一周后从出水通道8b流出完成对切割头下半截水冷循环冷却工作。

工作原理：为确保切割头传感器、电路板等电子零部件的正常工作，采用上下绝缘的设计，上半截为光纤接入座1、盖板2、背板3、主腔体4、下保护镜腔体5、准直镜模块6、保护镜模块7，下半截为标高传感器体8，因此切割头的冷却水循环路径也分为上、下两部分；

上半截水冷原理：位于背板3上的入水口3a、出水口3b分别为上半截冷却水循环的入水端和出水端；冷却水从入水口3a接入，首先对光纤接入座1进行冷却；在冷却光纤接入座1的过程中，冷却水从进水孔1a流入，从出水孔1c流出，并经过流道进入孔1d，最后从连通孔1b流出完成光纤接入座1的冷却工作。

连通孔1b中的冷却水流出通过进入孔3c进入曲形流道3d，并从流出孔3f流出，穿过进液孔5a进入下保护镜腔体5内部，同时冷却液在下保护镜腔体5中循环一圈完成对下保护镜腔体5的冷却，最后出液孔5b流出，冷却水从出液孔5b流出后通过返流孔3h重新返回背板3内部，经过竖向流道3g通过连接孔3e，连接孔3e与出水口3b连接，冷却水从连接孔3e通过出水口3b并流出完成切割头上半截水冷循环冷却工作；

下半截水冷原理：冷却水自入水通道8a进入，绕标高传感器体8上的冷却腔8c旋转一周后从出水通道8b流出完成对切割头下半截水冷循环冷却工作。

通过将装置的冷却系统分为下半截水冷和上半截水冷，可更加完善高效的对切割头进行水冷，用以解决大功率激光切割头的冷却问题，提高对切割头的冷却效率和冷却效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高功率激光切割头，其特征在于，包括：

光纤接入座（1），所述光纤接入座（1）的底部与主腔体（4）螺接固定，且主腔体（4）的一侧外部螺接安装有背板（3），同时主腔体（4）的另一侧外部分别安装有盖板（2）和准直镜模块（6），并且准直镜模块（6）的底部安装有保护镜模块（7），主腔体（4）底部与下保护镜腔体（5）螺接固定，且下保护镜腔体（5）的底板螺接安装有标高传感器体（8），光纤接入座（1）、主腔体（4）、下保护镜腔体（5）和标高传感器体（8）组合在一起构成激光切割头。

2.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割头，其特征在于：所述光纤接入座（1）嵌入主腔体（4）上方的开放式腔体内，且准直镜模块（6）和保护镜模块（7）分别插入主腔体（4）内对应腔体中并通过螺栓连接固定；

所述标高传感器体（8）内部分别开设有入水通道（8a）、出水通道（8b）和冷却腔（8c），且冷却水自入水通道（8a）进入，绕标高传感器体（8）上的冷却腔（8c）旋转一周后从出水通道（8b）流出完成对切割头下半截水冷循环冷却工作。

3.一种高功率激光切割头用的水冷结构，其特征在于，包括：

背板（3），所述背板（3）的内部分别开设有入水口（3a）、出水口（3b）、进入孔（3c）、曲形流道（3d）、连接孔（3e）、流出孔（3f）、竖向流道（3g）、返流孔（3h），进入孔（3c）端部与曲形流道（3d）连通，且曲形流道（3d）远离进入孔（3c）的一端与流出孔（3f）连通，连接孔（3e）与竖向流道（3g）连通设置，且竖向流道（3g）远离连接孔（3e）的一端与返流孔（3h）连通，光纤接入座（1）的外侧分别安装有进水孔（1a）、连通孔（1b）、出水孔（1c）、流道进入孔（1d）。

4.根据权利要求3所述的一种高功率激光切割头用的水冷结构，其特征在于：所述进入孔（3c）、曲形流道（3d）和流出孔（3f）组合在一起构成左侧冷却结构，且连接孔（3e）、竖向流道（3g）和返流孔（3h）组合在一起构成右侧冷却结构，同时右侧冷却结构与左侧冷却结构关于主腔体（4）的法线为对称结构。

5.根据权利要求3所述的一种高功率激光切割头用的水冷结构，其特征在于：所述光纤接入座（1）内部流通有冷却水，且冷却水自进水孔（1a）流入从出水孔（1c）流出，并经过流道进入孔（1d），最后从连通孔（1b）流出完成光纤接入座（1）的冷却工作，同时进水孔（1a）、连通孔（1b）、出水孔（1c）和流道进入孔（1d）组合在一起构成光纤接入座（1）的冷却系统。

6.根据权利要求3所述的一种高功率激光切割头用的水冷结构，其特征在于：所述连通孔（1b）中的冷却水流出通过进入孔（3c）进入曲形流道（3d），并从流出孔（3f）流出，穿过进液孔（5a）进入下保护镜腔体（5）内部，同时冷却液在下保护镜腔体（5）中循环一圈完成对下保护镜腔体（5）的冷却，最后出液孔（5b）流出，冷却水从出液孔（5b）流出后通过返流孔（3h）重新返回背板（3）内部，经过竖向流道（3g）通过连接孔（3e），连接孔（3e）与出水口（3b）连接，冷却水从连接孔（3e）通过出水口（3b）并流出完成切割头上半截水冷循环冷却工作。

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