ES2608034T3

ES2608034T3 - Cabezal de corte por láser para máquina herramienta con unidad de refrigeración fijada al cabezal

Info

Publication number: ES2608034T3
Application number: ES13194090.0T
Authority: ES
Inventors: Enzo Gesuita; Riccardo Manzo
Original assignee: Salvagnini Italia SpA
Current assignee: Salvagnini Italia SpA
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: CN105745050B; KR20180118819A; CN105745050A; ES2665582T3; DK2875896T3; EP3071362B1; RU2653892C2; US10173285B2; EP2875896A1; WO2015075152A1; US20160288267A1; RU2016123331A; BR112016011479A2; JP6231684B2; EP2875896B1; DK3071362T3; KR20160083122A; BR112016011479B1; EP3071362A1; PL3071362T3

Abstract

Cabezal (1) de corte por láser accionado por un aparato de emisión láser mediante medios de transmisión óptica y asociable a una máquina herramienta de corte, comprendiendo dicho cabezal de corte por láser medios de colimación (2) para colimar un rayo láser procedente de dicho aparato de emisión láser, medios de enfoque (3) para enfocar un rayo láser colimado procedente de dicho medio de colimación (2) y una carcasa (4) para alojar y contener dicho medio de enfoque (3), que comprende, al menos, una lente de enfoque (5) y un medio de soporte (6) para alojar y mantener dicha lente de enfoque (3) y es movible a lo largo de una dirección (X) de ajuste dentro de dicha carcasa (4) para cambiar un punto focal de dicho rayo procedente de dicha lente de enfoque (3), dicho cabezal (1) de corte por láser estando caracterizado por que comprende una unidad de refrigeración (10) fijada a la carcasa (4) y medios (11) de conducción térmica dispuestos para conectar dicho medio de soporte (6) a dicha unidad de refrigeración (10) para extraer, por conducción térmica de dicho medio de soporte (6) y de dicha lente de enfoque (5), el calor generado por dicho rayo láser que pasa a través de dicha lente de enfoque (5), en donde dicho medio de soporte (6) comprende un elemento de soporte que se desliza dentro de una cavidad de dicha carcasa (6) y está hecho de un material de alta conductividad térmica y en donde dicho medio de conducción térmica comprende, al menos, un elemento (11) flexible de conducción térmica hecho de un material de alta conductividad térmica y comprendiendo dicha unidad de refrigeración (10) al menos una célula Peltier (12) y un elemento (13) de disipación del calor, conectándose dicho medio (11) de conducción térmica a un lado frío (12a) de dicha célula Peltier (12) y conectándose dicho elemento (13) de disipación del calor a un lado caliente (12b) de dicha célula Peltier (12).

Description

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DESCRIPCION

Cabezal de corte por laser para maquina herramienta con unidad de refrigeracion fijada al cabezal

La presente invencion se refiere a dispositivos de corte por laser para maquinas herramientas de corte y, en particular, se refiere a un cabezal de corte por laser segun el preambulo de la reivindicacion 1 (vease, por ejemplo,JP2012/09119 A), para utilizarlo en un sistema de corte por laser de fibra optica en una maquina herramienta de corte/troquelado para laminas de metal.

El uso de sistemas laser para cortar, grabar y soldar piezas es bien conocido y esta ampliamente difundido en el sector de maquinas herramienta para el procesamiento de laminas y placas metalicas.

Se sabe que el laser es un dispositivo capaz de emitir un rayo de luz monocromatico y coherente, concentrado en un rayo rectillneo con una luminosidad (brillo) extremadamente alta, por medio de un proceso de emision estimulada. La posibilidad de concentrar una gran cantidad de energla en un punto muy pequeno permite que los dispositivos laser corten, graben y suelden el metal. El corte de material metalico se produce, de forma tlpica, mediante vaporizacion y, en particular, mediante fusion.

En este ultimo caso, el rayo laser funde un pequeno punto del metal y el metal fundido (escoria) se elimina mediante una corriente o chorro de gas.

Pueden utilizarse diferentes tipos de fuentes laser para generar un rayo de luz adecuado para el corte de metal. De forma tlpica, se utilizan laseres de gas (dioxido de carbono, monoxido de carbono, CO2) y de estado solido (diodos, vidrio dopado, fibra).

En las maquinas herramienta, debido a los altos niveles de energla requeridos para cortar laminas de metal, y especialmente las laminas de metal gruesas, las dimensiones y el peso del aparato de emision laser son tales que impiden su colocacion en la maquina. El rayo laser se enfoca en las piezas de trabajo mediante un cabezal de corte por laser, o cabezal de enfoque, que se conecta al aparato de emision mediante una cadena optica (en los laseres de CO2) o una fibra de transmision (fibra optica, por ejemplo, en laseres de diodos YAG). Debido a sus dimensiones y peso reducidos, el cabezal de corte por laser puede moverse, de hecho, con precision y velocidad mediante la maquina herramienta para cortar el producto.

En los denominados sistemas de corte por laser de fibra, donde se utiliza un cable de fibra optica para transportar el rayo laser al cabezal de corte, este ultimo suele comprender un colimador optico que hace converger el rayo de luz que sale de la fibra optica en una unidad de enfoque capaz de enfocar el rayo laser colimado sobre la pieza que se desea cortar.

El rayo laser enfocado sale del cabezal de enfoque a traves de una boquilla de corte que concentra la corriente o chorro de gas utilizado para eliminar la escoria generada por la fusion del metal y limita la probabilidad de que la escoria llegue a la unidad de enfoque. La unidad de enfoque, en particular, permite concentrar el rayo laser, es decir, posicionar su punto focal o foco en un punto dado sobre la superficie de la pieza que se desea cortar, o inmediatamente debajo de esta superficie.

El posicionamiento correcto del punto focal es necesario para concentrar toda la potencia del rayo laser y cortar correctamente el material.

La unidad de enfoque comprende, por lo general, una lente de enfoque montada en un portalentes o cursor que es movil a lo largo de una direccion de ajuste que es paralela a la direccion del rayo laser, de modo que este ultimo pueda enfocarse. Mas precisamente, el portalentes es movido por un accionador respectivo que se controla segun la distancia entre el cabezal de corte y la superficie de la pieza de trabajo, midiendose dicha distancia por un sensor adecuado que esta montado en el cabezal de corte. La superficie de la pieza de trabajo (una lamina de metal grande, por ejemplo) es, de hecho, generalmente irregular, no plana, curvada.

La lente de enfoque y el portalentes respectivo se alojan en un receptaculo o una carcasa cerrados hermeticamente con el fin de impedir la entrada de elementos contaminantes y externos que puedan ensuciar la lente y, por tanto, alterar sus caracterlsticas opticas.

Los sistemas de refrigeracion se proporcionan para refrigerar el cabezal de corte y, en particular, la lente de enfoque. Una pequena fraccion de la energla del rayo laser que atraviesa las lentes es, de hecho, absorbida y transformada en calor por diferentes razones, principalmente debido a la transparencia no absoluta de la optica (revestimiento y sustrato). El calor generado por un uso prolongado provoca un aumento de la temperatura de todo el cabezal y, en

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particular, de la lente de enfoque. Este aumento de la temperatura provoca una variacion en el Indice de refraccion de la lente en si y, por tanto, un cambio del enfoque. De este modo, este fenomeno, conocido comunmente como «cambio de enfoque termico», hace imposible que el sistema de corte enfoque el rayo laser en el punto optimo deseado sobre la superficie de la pieza de trabajo, y determina el consiguiente deterioro de las caracterlsticas de corte hasta el punto de que llegue a ser totalmente imposible realizar el corte.

El aumento de la temperatura tambien puede danar la capa de proteccion que, por lo general, se proporciona en las superficies de las lentes y, por tanto, provoca una variacion adicional de las caracterlsticas opticas de las lentes.

Para resolver este problema, existen sistemas de refrigeracion conocidos que introducen gas (normalmente nitrogeno) en el cabezal de enfoque a una temperatura controlada, de modo que fluya a traves de la lente de enfoque, enfriandolo de esta forma.

La refrigeracion externa de la caja que contiene la unidad de enfoque no es, de hecho, suficiente para garantizar la refrigeracion adecuada de la lente de enfoque.

Sin embargo, los sistemas de refrigeracion que utilizan un flujo de gas tienen el inconveniente de requerir el uso de gases caros que esten desprovistos de elementos contaminantes. Las partlculas contaminantes o externas o los elementos contenidos en el gas pueden, de hecho, depositarse sobre la zona de absorcion del enfoque de la energla del rayo laser y producir as! una reduccion en la potencia disponible para el corte.

Ademas, estos sistemas son bastante complejos y caros de fabricar, y tambien requieren un mantenimiento periodico.

JP 2012 091191Adescribe un aparato de mecanizado por rayo laser que incluye una unidad de emision laser provista de medios de generacion de laser para generar un rayo laser, un cabezal laser provisto de escaneres de galvano para emitir la salida de rayo laser desde la unidad emisora de laser hasta una pieza de trabajo y un cable de fibra optica para transmitir el rayo laser desde la unidad emisora de laser hasta el cabezal laser. El cable de fibra optica esta provisto de un conector de cabezal que esta unido de forma desmontable sobre el cabezal laser y esta provisto de un expansor de rayos. El expansor de rayos comprende una lente de difusion para difundir el rayo laser emitido desde el cable de fibra optica y una lente convergente para hacer que el rayo laser emitido desde la lente de difusion converja como un rayo paralelo.

US 2008/030823 se refiere a un dispositivo para enfocar una salida de rayo laser desde un oscilador de laser a traves de una lente con el fin de irradiar un componente electronico. Con el fin de evitar las variaciones de la distancia focal debido a los cambios de temperatura de la lente calentada por el rayo laser que la atraviesa, la lente tubular, que aloja la lente mencionada anteriormente, esta conectada a un dispositivo de control de temperatura que comprende un dispositivo Peltier termico que se fija a una pared exterior de la lente tubular y mantiene constante la temperatura de dicha lente tubular y de la lente.

US 6198579 describe un objetivo con elementos opticos para microlitografla de semiconductores que esta provisto de un dispositivo de refrigeracion para evitar errores de imagen durante el funcionamiento debido a las distribuciones de temperatura no rotacionalmente simetricas en los elementos opticos. El dispositivo de refrigeracion comprende una pluralidad de celulas Peltier distribuidas a lo largo de la periferia de un soporte del objetivo que aloja una lente. Se fija un elemento conductor a las celulas Peltier para retirar y llevar hacia fuera el calor generado por el rayo laser que pasa a traves de la lente.

Un objeto de la presente invencion es mejorar los cabezales de corte por laser existentes para maquinas herramienta de corte y, en particular, cabezales de corte para sistemas de corte por laser de fibra optica.

Otro objeto es desarrollar un cabezal de corte por laser provisto de un sistema de refrigeracion capaz de garantizar la refrigeracion eficiente y optima de la unidad de enfoque.

Otro objeto es obtener un cabezal provisto de un sistema de refrigeracion que tenga una construccion sencilla y economica y un funcionamiento eficaz y fiable.

Otro objeto mas es desarrollar un cabezal de corte que permita mantener el enfoque del rayo laser en una posicion fija, incluso despues de un uso intensivo y prolongado.

Estos y otros objetos se consiguen mediante el cabezal de corte por laser segun la reivindicacion 1.

El cabezal de corte por laser segun la presente invencion puede alimentarse mediante un aparato de emision laser utilizando medios de transmision optica y puede estar asociado a una maquina herramienta de corte. El cabezal de corte por laser comprende un medio de colimacion para colimar un rayo laser generado por el aparato de emision, un

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medio de enfoque para enfocar el rayo laser colimado que sale del medio de colimacion y una carcasa para alojar y contener el medio de enfoque provisto de una lente de enfoque y de un medio de soporte para alojar la lente de enfoque y moverla a lo largo de una direccion de ajuste para cambiar el punto focal del rayo laser emitido. El cabezal de corte por laser comprende una unidad de refrigeracion unida a la carcasa y medios de conduction termica dispuestos para conectar los medios de soporte a la unidad de refrigeracion para extraer, por conduccion termica desde los medios de soporte y la lente de enfoque, el calor generado por el rayo laser cuando pasa a traves de la lente de enfoque.

El medio de conduccion termica comprende un elemento flexible hecho de material de alta conductividad termica y la unidad de refrigeracion comprende una celula Peltier y un elemento de disipacion del calor. El medio de conduccion termica esta conectado a un lado frlo de la celula Peltier, mientras que el elemento de disipacion del calor esta conectado a un lado caliente de la celula Peltier.

Durante el funcionamiento del cabezal de corte por laser, el calor generado en la lente de enfoque por el paso del rayo laser es trasladado y transmitido por el elemento de soporte y el medio de conduccion termica a la celula Peltier que esta debidamente alimentada y controlada por corriente directa y transfiere este calor al elemento de disipacion de calor. La elimination del calor por la celula Peltier, que funciona como una bomba de calor, permite, de esta forma, que se pueda controlar la temperatura de la lente de enfoque y, en particular, impide que esta ultima se recaliente, como le ocurrirla a la celula Peltier, que trabaja como una bomba de calor, con lo que permite que la temperatura de la lente de enfoque este controlada y, en particular, impide que esta ultima se sobrecaliente, lo cual darla lugar a una variation en su Indice de refraction y, por tanto, un cambio focal incontrolado. La eficiencia termica del sistema de refrigeracion del cabezal de corte descrita en la presente invention (unidad de refrigeracion y medio de conduccion termica) es comparable a la de los sistemas de refrigeracion de gas conocidos que eliminan el calor de la lente por conveccion.

Gracias a su particular sistema de refrigeracion, el cabezal de corte por laser de la invencion evita el fenomeno de «desplazamiento de foco termico» de la lente de enfoque durante el funcionamiento, incluso prolongado e intensivo, permitiendo que el rayo laser se enfoque sobre el punto optimo deseado con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, asegurando un corte eficiente y preciso. El ajuste y el control de la temperatura tambien evita el dano de la capa superficial protectora de la lente de enfoque.

La presente invencion podra entenderse y aplicarse mejor con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran una forma de realization a modo de ejemplo no limitativo, en los que:

- la Figura 1 es una vista en perspectiva del cabezal de corte por laser de la invencion;

- la Figura 2 es una vista del cabezal de corte por laser de la Figura 1, sin unidades de refrigeracion, para

mostrar mejor el medio de enfoque del rayo laser;

- la Figura 3 es una vista en despiece del cabezal de corte por laser de la Figura 1;

- la Figura 4 es una vista en perspectiva de la unidad de refrigeracion asociada al medio de enfoque del cabezal de corte por laser de la Figura 1;

- la Figura 5 es una vista frontal de la unidad de refrigeracion de la Figura 4;

- la Figura 6 es una vista lateral de la unidad de refrigeracion de la Figura 4;

- la Figura 7 es una vista superior en planta de la unidad de refrigeracion de la Figura 4;

- la Figura 8 es una vista en perspectiva de una variante de la unidad de refrigeracion del cabezal de corte de

la invencion asociada al medio de enfoque;

- la Figura 9 es una vista frontal de la unidad de refrigeracion de la Figura 8;

- la Figura 10 es una vista lateral de la unidad de refrigeracion de la Figura 8;

- la Figura 11 es una vista superior en planta de la unidad de refrigeracion de la Figura 8.

En referencia a las Figuras 1 a 7, se muestra un cabezal 1 de corte por laser segun la invencion, dispuesto para ser accionado por un aparato de emision de laser, de tipo conocido y no mostrado en las figuras, por medio de medios de transmision optica y asociable a una maquina herramienta de corte. En particular, el aparato de emision es de un tipo de emision estimulada de laser en estado solido y los medios de transmision optica comprenden un cable de fibra optica adecuado para transportar el rayo laser generado por el aparato de emision al cabezal 1 de corte por laser.

El cabezal 1 de corte por laser comprende medios de colimacion 2 para colimar el rayo laser generado por el aparato de emision laser, medios de enfoque 3 para enfocar el rayo laser colimado procedente de los medios de colimacion 2 y una carcasa 4 para contener y alojar los medios de enfoque 3.

El cabezal 1 de corte tambien incluye una boquilla 18 de corte, que se fija a la carcasa 4 mediante un collar roscado 19 de centrado optico y por la que sale el rayo laser enfocado. La boquilla 18 de corte concentra un chorro o corriente de gas para eliminar la escoria generada por la fusion de la pieza de trabajo y, al mismo tiempo, limita la probabilidad de que esta escoria alcance el interior de la carcasa 4 y la unidad de enfoque 3.

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Los medios de colimacion 2 son de tipo conocido y comprenden un conjunto de lentes y un espejo capaz de hacer converger y colimar el rayo que sale de la fibra optica en un rayo laser rectillneo dirigido hacia el medio de enfoque 3.

El medio de enfoque 3 comprende al menos una lente de enfoque 5 y medios de soporte 6 dispuestos para alojar y soportar la lente de enfoque 5 y es movible a lo largo de una direccion X de ajuste dentro de la carcasa 4 para permitir que se ajuste el punto focal o foco del rayo laser procedente de la lente de enfoque 5. La direccion X de ajuste es paralela al rayo laser cuando sale de los medios de colimacion 3.

El medio de soporte incluye un elemento de soporte 6 que actua sustancialmente como un carro o corredera para la lente de enfoque 5 y se mueve de manera deslizante dentro de una cavidad de la carcasa 4 a lo largo de la direccion X de ajuste mediante el medio de guiado 9. El medio de guiado incluye, por ejemplo, un accionador electrico lineal o un husillo de recirculacion accionado por un motor electrico rotatorio y conectado al tornillo respectivo fijado al elemento de soporte 6. El medio de guiado 9 se conecta al elemento de soporte 6 a traves de una abertura realizada en una pared lateral 4b de la carcasa 4.

El elemento de soporte 6 comprende un asiento 7 adecuado para la recepcion y el bloqueo de la lente de enfoque 5.

El cabezal 1 de corte por laser comprende, ademas, una unidad de refrigeracion 10, que esta unida a la carcasa 4, y medios 11 de conduccion termica dispuestos para conectar los medios de soporte 6 a la unidad de refrigeracion l0 para extraer por conduccion termica desde los medios de soporte 6 y la lente de enfoque 5 el calor generado por el rayo laser cuando este ultimo pasa a traves de dicha lente de enfoque 5. El medio de soporte 6 esta hecho de material de alta conductividad termica, como una aleacion de aluminio o laton, para permitir que el calor se transfiera desde la lente enfoque 5.

El medio 11 de conduccion termica comprende, al menos, un elemento de conduccion termica flexible hecho de material de alta conductividad termica, como una cinta trenzada de cobre o una cinta revestida de grafito.

En la realizacion mostrada en las figuras, el elemento flexible 11 de conduccion termica comprende una parte principal 11a, destinada a fijarla a la unidad de refrigeracion 10 y desde la que dos partes 11b alargadas salen para fijarlas en lados opuestos del elemento de soporte 6.

En una realizacion que no se muestra, el elemento flexible 11 de conduccion termica puede comprender una sola parte alargada 11b, ademas de la parte principal 11a.

Cabe senalar que la flexibilidad del elemento 11 de conduccion termica de ninguna manera obstaculiza el movimiento del elemento de soporte 6 a lo largo de la direccion X de ajuste durante el funcionamiento del cabezal 1 de corte por laser.

La unidad de refrigeracion 10 comprende una celula Peltier 12 y un elemento 13 de disipacion del calor. El dispositivo flexible 11 de conduccion termica se conecta a un lado frlo 12a de la celula Peltier 12, mientras que el elemento 13 de disipacion del calor esta conectado a un lado caliente 12b de la celula Peltier 12.

La celula Peltier es un dispositivo termoelectrico que actua como una bomba de calor de estado solido y, de forma tlpica, tiene el aspecto de una placa fina: una de las dos caras de la placa absorbe calor mientras que la otra lo emite. La direccion en la que se transfiere el calor depende de la direccion de la corriente directa aplicada en los extremos de esta placa. Mas precisamente, una celula Peltier esta compuesta por una pluralidad de uniones Peltier dispuestas en serie para formar una placa fina. La union esta formada por dos semiconductores dopados, uno de tipo N y otro de tipo P, conectados entre si por dos laminas de cobre opuestas que forman las caras exteriores de la placa. Mediante la aplicacion de una corriente directa de tension opuesta a los materiales semiconductores es posible enfriar una lamina o cara de la placa y, al mismo tiempo, calentar la lamina o cara opuesta de la placa, transfiriendo as! energla termica entre los dos lados de la placa. Invirtiendo la tension de la corriente electrica suministrada a los materiales semiconductores es posible invertir la transferencia de energla termica.

La celula Peltier 12 usada en la unidad de refrigeracion 10 es de tipo conocido.

La pared o lado frlo 12a de la celula Peltier 12 se une a una pared frontal 6a de la carcasa 6.

El cabezal 1 laser comprende una cubierta 16 hecha de un material de alta conductividad termica, como una aleacion de aluminio, para cerrar una abertura 17 de la carcasa 4 que da acceso a la cavidad en la que se mueve el elemento de soporte 6.

En la realizacion mostrada en la Figura 3, el lado frlo 12a de la celula Peltier 12 se fija a una pared exterior de la cubierta 16 y el elemento 11 flexible de conduccion termica se fija a la pared interior de la cubierta 16.

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De manera alternativa, el elemento 11 flexible de conduccion termica puede fijarse directamente al lado frlo 12a de la celula Peltier a traves de una abertura correspondiente en la cubierta 16 (Figuras 4-7).

En una version del cabezal de corte que no se muestra, la unidad de refrigeracion 10 comprende una pluralidad de celulas Peltier 12 dispuestas en serie y/o en paralelo.

El elemento 13 de disipacion del calor es un cuerpo hecho de material de alta conductividad termica, como una aleacion de aluminio, provisto de una pluralidad de conductos de refrigeracion 14 que permiten el paso del aire, en particular por conveccion, para refrigerar el propio cuerpo. En la realizacion mostrada, el elemento de disipacion del calor tiene forma de paraleleplpedo y tiene una pluralidad de conductos de refrigeracion 14 dispuestos lado a lado y que se extienden a lo largo de una direccion longitudinal paralela a la direccion X de ajuste.

El lado caliente 12b de la celula Peltier 12 se fija a una pared posterior del elemento 13 de disipacion del calor.

Los adhesivos de conduccion termica se utilizan para fijar los medios 11 de conduccion termica, el elemento de soporte 6 y la cubierta 16 y/o el lado frlo 12a de la celula Peltier y para fijar los lados 12a, 12b opuestos de la celula Peltier a la cubierta 16 y al elemento 13 de disipacion del calor.

Las Figuras 8 a 11 muestran una version de la unidad de refrigeracion 10 que comprende medios de admision 15 dispuestos para la introduccion de un llquido de refrigeracion dentro de dichos conductos de refrigeracion 14 con el fin de incrementar el intercambio de calor (conveccion forzada) y enfriar el lado caliente 12b de la celula Peltier mas rapidamente y con eficacia. El medio de admision 15 incluye, por ejemplo, un par de boquillas suministradas con aire comprimido y capaces de introducir dicho aire expandido en los conductos de refrigeracion 14. Un elemento desviador 20 permite dirigir flujo de aire comprimido que sale de las boquillas 15 a los conductos de refrigeracion 14 para que el fluido de refrigeracion, que es el aire, dirija el elemento 13 de intercambio de calor hacia la parte que se desea cortar.

Durante el funcionamiento del cabezal 1 de corte por laser de la invencion, el calor generado en la lente de enfoque 5 por el paso del rayo laser que sale del medio de colimacion 3 (calor generado por la transparencia no absoluta de la lente) se transfiere y se transmite al elemento de soporte 6, al medio 11 de conduccion termica y al lado frlo 12a de la celula Peltier 12. De esta manera, en funcionamiento, el calor se transfiere desde la lente de enfoque 5 hasta la celula Peltier 12, que transfiere el calor al elemento 13 de disipacion de calor (unido al lado caliente 12b de dicha celula Peltier 12).

Cabe senalar que durante el funcionamiento del cabezal 1 de corte por laser, la lente de enfoque 5 transfiere calor al elemento de soporte 6, que transfiere calor al elemento 11 de conduccion termica. La extraction de calor realizada por la celula Peltier 12, que actua como una bomba de calor, permite controlar la temperatura de la lente de enfoque 5 y, en particular, evitar el sobrecalentamiento de la lente con la consecuente variation del Indice de refraction de la lente y, por tanto, un cambio del enfoque.

Ajustando la intensidad y la tension de la corriente electrica directa, lo cual acciona la celula Peltier 12, es posible controlar la temperatura de la lente de enfoque 5 durante el funcionamiento de una manera precisa y fiable.

Gracias al sistema especial de refrigeracion, el cabezal 1 de corte por laser de la invencion durante el funcionamiento, incluso largo e intensivo, permite evitar el cambio de foco termico de la lente de enfoque 5 y, por tanto, enfocar el rayo laser en el punto deseado y optimo con respecto a la superficie de la pieza de trabajo con eficiencia y precision de corte.

El ajuste y el control de la temperatura evitan el dano de la capa superficial protectora de la lente de enfoque 5.

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REIVINDICACIONES

1. Cabezal (1) de corte por laser accionado por un aparato de emision laser mediante medios de transmision optica y asociable a una maquina herramienta de corte, comprendiendo dicho cabezal de corte por laser medios de colimacion (2) para colimar un rayo laser procedente de dicho aparato de emision laser, medios de enfoque (3) para enfocar un rayo laser colimado procedente de dicho medio de colimacion (2) y una carcasa (4) para alojar y contener dicho medio de enfoque (3), que comprende, al menos, una lente de enfoque (5) y un medio de soporte (6) para alojar y mantener dicha lente de enfoque (3) y es movible a lo largo de una direccion (X) de ajuste dentro de dicha carcasa (4) para cambiar un punto focal de dicho rayo procedente de dicha lente de enfoque (3), dicho cabezal (1) de corte por laser estando caracterizado por que comprende una unidad de refrigeracion (10) fijada a la carcasa (4) y medios (11) de conduccion termica dispuestos para conectar dicho medio de soporte (6) a dicha unidad de refrigeracion (10) para extraer, por conduccion termica de dicho medio de soporte (6) y de dicha lente de enfoque (5), el calor generado por dicho rayo laser que pasa a traves de dicha lente de enfoque (5), en donde dicho medio de soporte (6) comprende un elemento de soporte que se desliza dentro de una cavidad de dicha carcasa (6) y esta hecho de un material de alta conductividad termica y en donde dicho medio de conduccion termica comprende, al menos, un elemento (11) flexible de conduccion termica hecho de un material de alta conductividad termica y comprendiendo dicha unidad de refrigeracion (10) al menos una celula Peltier (12) y un elemento (13) de disipacion del calor, conectandose dicho medio (11) de conduccion termica a un lado frlo (12a) de dicha celula Peltier (12) y conectandose dicho elemento (13) de disipacion del calor a un lado caliente (12b) de dicha celula Peltier (12).
2. Cabezal (1) de corte por laser segun la reivindicacion 1, en donde dicho elemento de soporte se hace de una aleacion de aluminio.
3. Cabezal (1) de corte por laser segun la reivindicacion 1 o 2, en donde dicho elemento flexible (11) de conduccion termica es una cinta trenzada de cobre y/ o una cinta revestida de grafito.
4. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento flexible (11) de conduccion termica comprende una parte principal (11a) prevista para fijarla a dicha unidad de refrigeracion

(10) y desde la que, al menos, dos partes extendidas (11b) salen para fijarlas en lados opuestos del elemento de soporte (6).
5. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho lado frlo (12a) de dicha celula Peltier (12) se fija a una pared de dicha carcasa (4).
6. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una cubierta (16) hecha de un material de alta conductividad termica y dispuesta para cerrar una abertura (17) de dicha carcasa (4) proporcionando acceso a dicho elemento de soporte (6), fijandose dicho lado frlo (12a) de dicha celula Peltier (12) a una pared exterior de dicha cubierta (16).
7. Cabezal (1) de corte por laser segun la reivindicacion 6, en donde dichos medios (11) de conduccion termica se fijan a una pared interior de dicha cubierta (16).
8. Cabezal (1) de corte por laser segun la reivindicacion 6, en donde dichos medios (11) de conduccion termica se fijan directamente a dicho lado frlo (12a) de dicha celula Peltier (12) a traves de una abertura correspondiente de dicha cubierta (16).
9. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha unidad de refrigeracion (10) comprende una pluralidad de celulas Peltier (12) dispuestas en paralelo y/o en serie.
10. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos dicho medio

(11) de conduccion termica se fija a dicho medio de soporte (6) y a dicha celula Peltier (12) mediante adhesivos de conduccion termica.
11. Cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento (13) de disipacion del calor comprende una pluralidad de conductos (14) de refrigeracion para el paso del aire, en particular, mediante medios de conveccion.
12. Cabezal (1) de corte por laser segun la reivindicacion 11, que comprende medios de admision (15) para la introduccion de un fluido de refrigeracion, en particular, aire comprimido, dentro de dichos conductos (14) de refrigeracion.
13. Maquina herramienta de corte y/o troquelado que comprende, al menos, un cabezal (1) de corte por laser segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.