CN219787004U - 一种激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光切割头，属于激光加工技术领域，包括光纤连接组件，准直组件，聚焦组件，保护镜组件，喷嘴和精密驱动组件，光纤连接组件的调节盘能自由旋转，可以释放掉调整扭曲的光纤姿态，释放光纤的应力；激光头全身布置有水冷通道，且聚焦镜座上有散热筋，配合自下而上的惰性冷却气体，使得激光头工作时温度恒定，加工更稳定。

Description

一种激光切割头

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割头，属于激光加工技术领域。

背景技术

激光切割是将激光能量经过透镜聚焦后在焦点上达到极高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光切割是一种非接触式加工，工件和加工激光头没有实际物理接触，加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。

激光切割头是光路核心部件之一，激光头中光纤接口、镜片等是核心元件。激光长时间切割时，大量的激光能量通过激光头进行聚焦，激光头容易发热。激光头发热会导致预先设计的光斑形状和位置发生变化，出现切割不透、挂渣严重、切割断面质量差等问题。

因此，需要一种能在加工过程中能有效控制激光头温度，使得激光长期稳定运行的激光切割头。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种激光切割头，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种激光切割头，包括自上至下依次设置的光纤连接组件，准直组件，聚焦组件，保护镜组件，喷嘴和精密驱动组件；

所述光纤连接组件为中空结构，包括光纤接口，调节盘，紧固法兰，散热块，光阑，连接板，上保护镜和保护镜抽屉，所述调节盘为圆形，所述调节盘和所述散热块通过中心圆柱面配合定位，在紧固法兰尚未完全锁紧时，调节盘可以绕自身轴线旋转，所述上保护镜卡接在所述保护镜抽屉内，所述保护镜抽屉与所述散热块内具有的槽插接；

镜筒内设置有镜片、垫圈和锁紧圈，所述镜片通过所述锁紧圈固定，所述镜筒与所述聚焦组件通过螺纹连接，可以方便的整体拆装，垫圈和起到调节镜片上下位置的功能；

所述聚焦组件安装在所述精密驱动组件的直线运动单元上。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述散热块内具有水路和光阑，所述光阑具有上小下大且与锥形发散的激光光束一致的光阑。

进一步，所述上保护镜为高透镜片，将激光切割头内的光路传输通道分隔成两个密封空间。

进一步，所述准直组件包括准直镜片组和多个调节旋钮，通过调节旋钮能调节准直镜片在主体的平面相对位置。

进一步，所述聚焦组件包括聚焦镜片组，聚焦镜座，镜筒，锁紧圈，垫圈，镜片，垫圈，多个盖板，主体和视窗，所述聚焦镜座上设置有散热筋，所述主体上具有多个分布在所述主体上下两端的气孔，主体上的气孔通常是封堵的，在高功率激光时，可以在主体的下孔引入洁净的低温惰性气体，惰性气体通过散热筋后将热量带走，并从主体的上孔中排出，所述主体内部设置有冷却水道。

进一步，所述盖板的数量为2个，对称设置于所述主体两端。

进一步，精密驱动组件内设置有精密直线运动控制系统，可以驱动着镜片等实现精密的上下位移，镜片的位置可以通过观察视窗看到。

本实用新型的有益效果是：

激光头通过精密驱动组件可以实时自动调节激光焦点位置；光纤连接组件的调节盘能自由旋转，可以释放掉调整扭曲的光纤姿态，释放光纤的应力；激光头全身布置有水冷通道，且聚焦镜座上有散热筋，配合自下而上的惰性冷却气体，使得激光头工作时温度恒定，加工更稳定。

附图说明

图1为本实用新型激光切割头结构示意图；

图2为本实用新型光纤连接组件剖视图；

图3为本实用新型聚焦组件结构示意图；

图4为本实用新型聚焦组件剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

光纤连接组件1，光纤接口101，调节盘102，紧固法兰103，散热块104，光阑105，连接板106，上保护镜107，保护镜抽屉108，准直组件2，聚焦组件3，聚焦镜座301，镜筒302，锁紧圈303，垫圈304，镜片305，盖板306，主体307和视窗308，保护镜组件4，喷嘴5，精密驱动组件6。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

激光切割头，如图1所示，包括自上至下依次设置的光纤连接组件1，准直组件2，聚焦组件3，保护镜组件4，喷嘴5和精密驱动组件6；

光纤连接组件1将激光光纤插头精确固定的连接器，为中空结构，位于整个切割头上部，下端与准直组件2连接，如图2，包括光纤接口101，调节盘102，紧固法兰103，散热块104，光阑105，连接板106，上保护镜107和保护镜抽屉108，光纤接口101和调节盘102通过高度精密同轴紧固安装，调节盘102为圆形，调节盘102和散热块104通过中心圆柱面配合定位，在紧固法兰103尚未完全锁紧时，调节盘102可以绕自身轴线旋转，光纤插入到光纤接口101后，如果光纤的姿态扭曲，可以通过松开紧固法兰103，转动调节盘102将光纤的力释放掉，使光纤处于一个合理的布局，上保护镜107卡接在保护镜抽屉108内，保护镜抽屉108与散热块104内具有的槽插接，经光纤传输的激光能量由此进入激光头，激光是有一定发散角的，因此，光纤连接组件1的内部的通孔也是呈锥度的，由上至下通孔直径逐渐增大；

镜筒302内设置有镜片305、垫圈304和锁紧圈303，镜片305通过锁紧圈303固定，垫圈304起到调节镜片305上下位置的功能，镜筒302与聚焦组件3通过螺纹连接，可以方便的整体拆装；

聚焦组件3安装在精密驱动组件6的直线运动单元上。

在本实用新型的另一种实施方式中，激光光纤接头通常是QBH接头，还有QC和QD接头；

光纤接口101是有方向性的一种连接插头，光纤是一根线缆，光纤中心是一根SiO2玻璃芯，光纤外层是加强树脂护套，激光光纤中心的SiO2玻璃芯是非常脆的，在使用激光光纤时要严格预留一定的弯曲角度，过小的弯曲半径和扭曲都会损伤光纤或者发生严重的漏光问题。

在本实用新型的另一种实施方式中，散热块104内具有水路和光阑105，恒温水是外部的水冷机提供，散热块104在恒温水作用下保持恒温，散热块104对整个光纤连接组件1起到高温冷却或者低温预热作用；光阑105具有上小下大且与锥形发散的激光光束一致的光阑105，光阑105能将激光杂散光反射到散热块104上，散热块104吸收杂散光能量并通过冷却水将热量带走。

在本实用新型的另一种实施方式中，上保护镜107为高透镜片，将激光切割头内的光路传输通道分隔成两个密封空间。

在本实用新型的另一种实施方式中，准直组件2包括准直镜片组和多个调节旋钮，能将锥形发散的激光整形为平行光，调节旋钮用于调节准直镜片在主体307的平面相对位置。

在本实用新型的另一种实施方式中，如图3-4，聚焦组件3聚焦镜座301安装在精密驱动组件6的直线运动单元上，聚焦镜座301以及内置的镜片305等可以随着精密驱动组件6发生上下精密位移，包括聚焦镜片305组，将平行光再次进行聚焦为一个高能量光点，还包括聚焦镜座301，镜筒302，锁紧圈303，垫圈304，镜片305，垫圈304，多个盖板306，主体307和视窗308，聚焦镜座301上设置有散热筋，主体307上具有多个分布在主体307上下两端的气孔，气孔通常是封堵的，在高功率激光时，可以在主体307的下孔引入洁净的低温惰性气体，惰性气体通过散热筋后将热量带走，并从主体307的上孔中排出，主体307内部设置有冷却水道。

在本实用新型的另一种实施方式中，盖板306的数量为2个，对称设置于主体307两端。

在本实用新型的另一种实施方式中，精密驱动组件6内设置有精密直线运动控制系统，可以驱动镜片305等实现精密的上下位移，镜片305的位置可以通过观察视窗308看到。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光切割头，其特征在于，包括自上至下依次设置的光纤连接组件，准直组件，聚焦组件，保护镜组件，喷嘴和精密驱动组件；

所述光纤连接组件为中空结构，包括光纤接口，调节盘，紧固法兰，散热块，光阑，连接板，上保护镜和保护镜抽屉，所述调节盘为圆形，所述调节盘和所述散热块通过中心圆柱面配合定位，所述上保护镜卡接在所述保护镜抽屉内，所述保护镜抽屉与所述散热块内具有的槽插接；

镜筒内设置有镜片、垫圈和锁紧圈，所述镜片通过所述锁紧圈固定，所述镜筒与所述聚焦组件通过螺纹连接；

所述聚焦组件安装在所述精密驱动组件的直线运动单元上。

2.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述散热块内具有水路和光阑，所述光阑具有上小下大且与锥形发散的激光光束一致的光阑。

3.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述上保护镜为高透镜片，将激光切割头内的光路传输通道分隔成两个密封空间。

4.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述准直组件包括准直镜片组和多个调节旋钮。

5.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述聚焦组件包括聚焦镜片组，聚焦镜座，镜筒，锁紧圈，垫圈，镜片，多个盖板，主体和视窗，所述聚焦镜座上设置有散热筋，所述主体上具有多个分布在所述主体上下两端的气孔，所述主体内部设置有冷却水道。

6.根据权利要求5所述的激光切割头，其特征在于，所述盖板的数量为2个，对称设置于所述主体两端。