CN219169938U - 激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光切割头，其属于产品加工技术领域，激光切割头包括激光发生器、准直保护组件、准直镜组、Y轴振镜、X轴振镜、反射镜、聚焦镜及聚焦保护组件，所述准直保护组件、所述准直镜组、所述Y轴振镜、所述X轴振镜、所述反射镜、所述聚焦镜及所述聚焦保护组件沿光路方向依次设置，所述Y轴振镜的转动轴为水平轴，所述X轴振镜的转动轴为竖直轴，且所述Y轴振镜的反射面与所述X轴振镜的反射面相对。本实施例提供的激光切割头具有较快的切割速度和较高的切割效率。

Description

激光切割头

技术领域

本实用新型涉及产品加工技术领域，尤其涉及一种激光切割头。

背景技术

激光切割具有热影响区小，切割速度快，切割质量好等优点，在金属板材切割加工中迅速得到了广泛应用。

现有技术中，激光源发出的光束经过准直镜、聚焦镜等结构输出后的光斑只能实现基本的上下移动，不能实现平面内方向的变化，其切割速度、切割厚度、切割面受到局限性。也即是，现有技术的激光切割头在切割工件时激光相对运行轨迹是固定不动的，导致加工结构较复杂的工件时，需要耗费较多的时长，影响切割速度。

因此，亟需一种切割速度较快的激光切割头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光切割头，具有较快的切割速度和较高的切割效率。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

激光切割头，包括激光发生器、准直保护组件、准直镜组、Y轴振镜、X轴振镜、反射镜、聚焦镜及聚焦保护组件，所述准直保护组件、所述准直镜组、所述Y轴振镜、所述X轴振镜、所述反射镜、所述聚焦镜及所述聚焦保护组件沿光路方向依次设置，所述Y轴振镜的转动轴为水平轴，所述X轴振镜的转动轴为竖直轴，且所述Y轴振镜的反射面与所述X轴振镜的反射面相对。

可选地，所述准直保护组件包括多个准直保护镜，多个所述准直保护镜沿所述光路方向依次设置。

可选地，所述准直保护镜设有两个，且靠近所述准直镜组的所述准直保护镜的面积大于远离所述准直镜组的所述准直保护镜的面积。

可选地，所述聚焦保护组件包括多个聚焦保护镜，多个所述聚焦保护镜沿所述光路方向依次设置。

可选地，所述聚焦保护镜设有三个，三个所述聚焦保护镜等间距分布。

可选地，还包括Y轴电机，所述Y轴电机沿水平方向位于所述Y轴振镜的一侧，且所述Y轴电机的输出轴平行于所述Y轴振镜的振动轴，所述Y轴振镜固接于所述Y轴电机的输出轴。

可选地，还包括X轴电机，所述X轴电机沿竖直方向位于所述X轴振镜的一侧，且所述X轴电机的输出轴平行于所述X轴振镜的转动轴，所述X轴振镜固接于所述X轴电机的输出轴。

可选地，所述Y轴振镜在第一方向上的尺寸大于其在第二方向上的尺寸，所述第一方向平行于所述Y轴电机输出轴的轴向，所述第二方向与所述第一方向及所述Y轴振镜的厚度方向分别垂直；所述X轴振镜在第三方向上的尺寸大于其在第四方向上的尺寸，所述第三方向平行于所述X轴电机输出轴的轴向，所述第四方向与所述第三方向及所述X轴振镜的厚度方向分别垂直。

可选地，所述Y轴振镜的反射面及所述X轴振镜的反射面均呈八边形。

可选地，所述Y轴振镜中心的厚度大于两个侧边缘的厚度；所述X轴振镜中心的厚度大于两个侧边缘的厚度。

本实用新型提出的激光切割头至少具有如下有益效果：

通过控制Y轴振镜和X轴振镜，激光光束随着Y轴振镜和X轴振镜的摆动在不断按设定的图案移动，以能够快速地加工图案或结构较复杂的工件，无需耗费较多的时长，具有较高的切割速度和切割效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的激光切割头的管路示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一部分激光切割头的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一部分激光切割头的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的Y轴振镜及Y轴电机的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的X轴振镜及X轴电机的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的Y轴振镜的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种光斑运行轨迹图。

图中：

1、激光发生器；2、准直保护组件；21、准直保护镜；3、准直镜组；4、Y轴振镜；41、第一反射面；5、X轴振镜；51、第二反射面；6、反射镜；7、聚焦镜；8、聚焦保护组件；81、聚焦保护镜；9、Y轴电机；10、X轴电机；

100、发光点；200、聚焦焦点。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种激光切割头，具有较快的切割速度和较高的切割效率。

如图1所示，激光切割头包括激光发生器1、准直保护组件2、准直镜组3、Y轴振镜4、X轴振镜5、反射镜6、聚焦镜7及聚焦保护组件8。

其中，准直保护组件2、准直镜组3、Y轴振镜4、X轴振镜5、反射镜6、聚焦镜7及聚焦保护组件8沿光路方向依次设置。具体地，准直保护组件2与激光发生器1的出光口相对，如位于激光发生器1出光口的下方。准直镜组3位于准直保护组件2的正下方，Y轴振镜4位于准直镜组3的正下方，X轴振镜5位于Y轴振镜4水平方向的一侧，反射镜6设于X轴振镜5的正下方，聚焦镜7位于反射镜6的正下方，聚焦保护组件8位于聚焦镜7的正下方。

如图2所示，Y轴振镜4的转动轴为水平轴，X轴振镜5的转动轴为竖直轴，也即是，Y轴振镜4的转动轴垂直于X轴振镜5的转动轴。Y轴振镜4能够以其转动轴为转动中心转动，使得Y轴振镜4的反射面(下文称第一反射面41)能够发生偏转，进而能够改变激光的传播路径。X轴振镜5能够绕其转动轴为转动中心转动，使得X轴振镜5的反射面(下文成第二反射面51)能够发生偏转，进而能够改变激光的传播路径。并且，Y轴振镜4的反射面与X轴振镜5的反射面相对，使得经Y轴振镜4反射的激光能够顺利地到达X轴振镜5。

本实施例提供的激光切割头，通过控制Y轴振镜4和X轴振镜5，激光光束随着Y轴振镜4和X轴振镜5的摆动在不断按设定的图案移动，以能够快速地加工图案或结构较复杂的工件，无需耗费较多的时长，具有较高的切割速度和切割效率。

并且，通过调整X轴振镜5和Y轴振镜4的频率高低和摆幅大小，来实现调节切割工件割缝大小的目的，从而实现对不同材质不同厚度的工件进行切割加工。也即是，本实施例提供的激光切割头在相同激光发生器1功率的前提下，与传统激光切割头相比，加工厚度更厚。

并且，切割工件时，传统激光切割头的激光相对运行轨迹固定不动，而本实施例提供的激光切割头为摆动式切割头，激光在对工件进行切割加工时，激光相对运行轨迹在走曲线(如圆形、倒“八”字形、“8”字形、横“8”字形等图案)，激光运行轨迹是传统激光的N倍(这里的N和激光自身的运行图案有关)，因此能最大程度减少激光反射，在激光发生器1功率不变的前提下能以更快切割速度完成对工件的切割，并且断面更光滑。也即是，本实施例提供的激光切割头能很大程度消除激光反射，克服传统激光头反射高不能连续稳定加工高反材料的缺点。图7为本实施例提供的一种光斑运行轨迹图。

可选地，请参见图1，准直保护组件2包括多个准直保护镜21，多个准直保护镜21沿光路方向依次设置。通过设置多个准直保护镜21，能够更好地保护准直镜组3，保证准直镜组3的使用寿命。

具体地，如图1所示，准直保护镜21设有两个，且靠近准直镜组3的准直保护镜21的面积大于远离准直镜组3的准直保护镜21的面积，使得在保护准直镜组3的前提下，准直保护组件2的体积能够较小，使得激光切割头的体积能够较小。

可选地，请继续参见图1，聚焦保护组件8包括多个聚焦保护镜81，多个聚焦保护镜81沿光路方向依次设置，聚集保护镜81用于保护聚焦镜7，以避免聚焦镜7发生损坏。本实施例中，聚焦保护镜81设有三个，三个聚焦保护镜81等间距分布，以具有较好的保护效果。

如图2所示，激光切割头还包括Y轴电机9，Y轴电机9用于驱动Y轴振镜4振动，以使Y轴振镜4偏转预设角度。其中，Y轴电机9沿水平方向位于Y轴振镜4的一侧，以避免Y轴电机9干扰光路，且Y轴电机9的输出轴平行于Y轴振镜4的振动轴，Y轴振镜4固接于Y轴电机9的输出轴。在一些实施例中，Y轴电机9可以通过支撑座进行支撑。

可选地，激光切割头还包括X轴电机10，X轴电机10用于驱动X轴振镜5振动，以使X轴振镜4偏转预设角度。其中，X轴电机10沿竖直方向位于X轴振镜5的一侧，以避免Y轴电机9干扰光路，且X轴电机10的输出轴平行于X轴振镜5的转动轴，X轴振镜5固接于X轴电机10的输出轴。

如图4所示，Y轴振镜4在第一方向X1上的尺寸大于其在第二方向X2上的尺寸，也即是，Y轴振镜4在第一方向X1上延伸，以能够在第一方向X1上具有较大的面积，便于接收更多的激光光束。其中，第一方向X1平行于Y轴电机9输出轴的轴向，第二方向X2与第一方向X1及Y轴振镜4的厚度方向分别垂直。

类似地，如图5所示，X轴振镜5在第三方向X3上的尺寸大于其在第四方向X4上的尺寸，也即是，X轴振镜5在第三方向X3上延伸，以能够在第三方向X3上具有较大的面积，便于接收更多的激光光束。其中，第三方向X3平行于X轴电机10输出轴的轴向，第四方向X4与第三方向X3及X轴振镜5的厚度方向分别垂直。

在一些实施例中，Y轴振镜4的第一反射面41及X轴振镜5的第二反射面51均呈八边形。并且，第一反射面41和第二反射面51均为平面。

请参见图6，Y轴振镜4的一端固接于Y轴电机9的输出轴，且Y轴振镜4中心部分的厚度H1大于两个侧边缘的厚度H2，使得Y轴振镜4具有较高的稳定性。X轴振镜5的一端固接于X轴电机10的输出轴，X轴振镜5中心的厚度大于两个侧边缘的厚度，使得X轴振镜5具有较高的稳定性。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.激光切割头，其特征在于，包括激光发生器(1)、准直保护组件(2)、准直镜组(3)、Y轴振镜(4)、X轴振镜(5)、反射镜(6)、聚焦镜(7)及聚焦保护组件(8)，所述准直保护组件(2)、所述准直镜组(3)、所述Y轴振镜(4)、所述X轴振镜(5)、所述反射镜(6)、所述聚焦镜(7)及所述聚焦保护组件(8)沿光路方向依次设置，所述Y轴振镜(4)的转动轴为水平轴，所述X轴振镜(5)的转动轴为竖直轴，且所述Y轴振镜(4)的反射面与所述X轴振镜(5)的反射面相对。

2.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述准直保护组件(2)包括多个准直保护镜(21)，多个所述准直保护镜(21)沿所述光路方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的激光切割头，其特征在于，所述准直保护镜(21)设有两个，且靠近所述准直镜组(3)的所述准直保护镜(21)的面积大于远离所述准直镜组(3)的所述准直保护镜(21)的面积。

4.根据权利要求1-3任一项所述的激光切割头，其特征在于，所述聚焦保护组件(8)包括多个聚焦保护镜(81)，多个所述聚焦保护镜(81)沿所述光路方向依次设置。

5.根据权利要求4所述的激光切割头，其特征在于，所述聚焦保护镜(81)设有三个，三个所述聚焦保护镜(81)等间距分布。

6.根据权利要求1-3任一项所述的激光切割头，其特征在于，还包括Y轴电机(9)，所述Y轴电机(9)沿水平方向位于所述Y轴振镜(4)的一侧，且所述Y轴电机(9)的输出轴平行于所述Y轴振镜(4)的振动轴，所述Y轴振镜(4)固接于所述Y轴电机(9)的输出轴。

7.根据权利要求6所述的激光切割头，其特征在于，还包括X轴电机(10)，所述X轴电机(10)沿竖直方向位于所述X轴振镜(5)的一侧，且所述X轴电机(10)的输出轴平行于所述X轴振镜(5)的转动轴，所述X轴振镜(5)固接于所述X轴电机(10)的输出轴。

8.根据权利要求7所述的激光切割头，其特征在于，所述Y轴振镜(4)在第一方向上的尺寸大于其在第二方向上的尺寸，所述第一方向平行于所述Y轴电机(9)输出轴的轴向，所述第二方向与所述第一方向及所述Y轴振镜(4)的厚度方向分别垂直；所述X轴振镜(5)在第三方向上的尺寸大于其在第四方向上的尺寸，所述第三方向平行于所述X轴电机(10)输出轴的轴向，所述第四方向与所述第三方向及所述X轴振镜(5)的厚度方向分别垂直。

9.根据权利要求1-3任一项所述的激光切割头，其特征在于，所述Y轴振镜(4)的反射面及所述X轴振镜(5)的反射面均呈八边形。

10.根据权利要求1-3任一项所述的激光切割头，其特征在于，所述Y轴振镜(4)中心的厚度大于两个侧边缘的厚度；所述X轴振镜(5)中心的厚度大于两个侧边缘的厚度。

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