一种激光加工镜头保护装置的制作方法

本申请涉及激光加工技术领域，更具体地，涉及一种激光加工镜头保护装置。

背景技术：

激光加工过程中，设备内部的光学镜头容易被加工过程所产生的烟雾或粉尘污染，造成昂贵镜头损坏、性能下降或影响加工效果，因此，激光加工设备中镜头防尘保护是不可忽视的一个问题。

目前已有的激光镜头保护装置通常采用对镜头进行吹气的方式来达到除尘的目的，现有的吹气方式多为采用与镜头镜面平行的横向吹气装置，此种方法存在以下缺陷：1、风刀为独立部件，一般来自专业风刀生产商或自制,采用该类保护方案的一般激光加工设备内部要求拥有足够的空间，以便于风刀的安装与调试；2、风刀置于镜头之下一段距离，利用风刀横向吹气产生气幕来保护镜头，由于卷吸效应，容易造成镜腔内部产生负压，使镜头周围含烟雾或粉尘的空气进入镜腔内部，造成镜头镜片污染。

另外，随着激光加工应用市场的不断细化，出现了诸多新的情况，例如：1、大工厂化生产，对激光加工设备结构尺寸要求越来越紧凑，留给激光镜头保护结构设计的空间越来越狭窄；2、一些特殊场景下，激光工艺对镜头与待加工材料表面的垂直距离有特殊的要求，制约了镜头保护结构的设计；3、应对市场需求，激光加工设备需持续不间断地进行高负荷作业，镜头被污染的风险越来越高。以上3点均对镜头保护结构的紧凑性、有效性提出了新的挑战。

因此，如何设计一种结构紧凑、适用于多种激光加工设备，并能达到有效除尘、保护镜头效果的激光加工镜头保护装置，是一个亟需解决的难题。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种能够解决激光加工镜头在激光加工操作中有效除尘的问题、并且结构紧凑的激光加工镜头保护装置。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种激光加工镜头保护装置，包括：固定装置、第一保护装置和风刀组件；风刀组件包括风刀盖板和风刀主体；

第一保护装置中间设有第一中心孔，风刀主体设有第二中心孔，风刀主体、第一保护装置与固定装置依次连接，围合形成由第一中心孔和第二中心孔组成的保护腔；

固定装置中间设有激光加工镜头安装孔，激光加工镜头通过激光加工镜头安装孔安装固定在保护腔内；激光加工镜头发出的激光束可穿过第一中心孔、第二中心孔射出；

第一保护装置上设有若干连通保护腔的第一进气孔，风刀组件用于在第二中心孔远离第一中心孔的一侧形成保护气幕。

优选的，风刀主体和风刀盖板分别为一体成型结构，风刀盖板安装在风刀主体上；风刀主体上设有凹槽，风刀盖板与凹槽围合形成缓冲腔；风刀盖板上设有连通缓冲腔的第二进气孔，缓冲腔在靠近第二中心孔的一侧开有出风通道。

优选的，激光加工镜头与第一中心孔、第二中心孔的中心共轴。

优选的，出风通道为风刀盖板与凹槽靠近第二中心孔的槽沿之间的间隙。

优选的，出风通道高度为0.1mm～1mm。

优选的，第二进气孔设置在风刀盖板与第二中心孔平面垂直的侧面上，第二进气孔至少设置两个。

优选的，风刀盖板上设有弧形缺口，弧形缺口的弧度与相邻的第二中心孔的弧度相适应。

优选的，第一进气孔均匀设置于第一保护装置的侧壁上。

优选的，第一保护装置为中空柱状体。

优选的，第一中心孔内径大于激光加工镜头外径，第二中心孔内径小于或等于激光加工镜头外径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将风刀与镜头保护结构创造性的合为一体，并通过保护腔外壁周向均布进气孔对保护腔进行气量补偿，以弥补风刀横向吹扫形成的卷吸效应造成保护腔内部气量的损失，避免保护腔由于内外压气差造成镜头镜片被污染的情况；整体结构紧凑，便于安装以及应用到各式各样的激光加工镜头装置上；具备有效的防尘效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请方案，下面将对实施例述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本实用新型一种激光加工镜头保护装置的结构示意图；

图2是本实用新型风刀主体的结构示意图；

图3是本实用新型风刀盖板的结构示意图；

图4是本实用新型一种激光加工镜头保护装置安装完成后俯视图；

图5是图4实施例中的a-a方向剖视图；

图6是图5中b处放大图。

附图标记：固定装置-1、第一保护装置-2、激光加工镜头镜头安装孔-101、激光加工镜头-102、第一中心孔-201、第二中心孔-301、保护腔-202、第一进气孔-203、风刀组件-305、风刀盖板-302、风刀主体-303、凹槽-304、缓冲腔-307、第二进气孔-308，出风通道-309、弧形缺口-310。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1至图6，是本实用新型一种激光加工镜头保护装置的其中一个实施例中的结构示意图，所述激光加工镜头保护装置包括：固定装置1、第一保护装置2、风刀组件305；风刀组件305包括风刀盖板302和风刀主体303；固定装置1用于固定第一保护装置2，固定装置1中间设有激光加工镜头安装孔101，激光加工镜头102顶部设有外螺纹，激光加工镜头镜头安装孔101设有内螺纹，激光加工镜头102通过激光加工镜头镜头安装孔101安装固定在固定装置1上；第一保护装置2中间设有第一中心孔201；风刀主体303设置在第一保护装置2上，风刀主体303设有第二中心孔301；风刀主体303、第一保护装置2与固定装置1依次围合形成保护腔202；激光加工镜头102整个位于保护腔202内；固定装置1和第一保护装置2之间，第一保护装置2和风刀主体303之间均通过螺钉连接，连接处可增加密封圈等密封装置，以进一步保证激光加工镜头所在的腔体内为无尘环境。

在本实用新型一些实施例中，激光加工镜头102与第一中心孔201、第二中心孔301共轴；此设置使激光加工镜头102中透出的激光光束能够无遮挡地穿过本激光镜头保护装置到达待激光工件表面。第一保护装置2上设有若干第一进气孔203，第一进气孔203优选设置在第一保护装置2的侧壁上，沿侧壁周向均匀布置；也可设置在第一保护装置的顶部；风刀组件305用于在第二中心孔301外部形成水平气幕。水平气幕在第二中心孔301孔缘处形成，达到封闭保护腔202的作用。

风刀主体303上设有专门的、与风刀盖板302匹配的插槽(图未示)，风刀盖板302插入设置于风刀主体303上；风刀盖板302与风刀主体303上设置的凹槽304围合形成缓冲腔307；风刀盖板302侧壁上设有第二进气孔308，缓冲腔307在靠近第二中心孔301的一侧开有出风通道309，气流从第二进气孔308进入，在缓冲腔307内形成缓冲气源，最终通过出风通道309高速吹出形成覆盖第二中心孔301的保护气幕，从而达到隔绝粉尘的作用。在本实施例中，凹槽304靠近第二中心孔301的侧壁高度低于第二中心孔301外壁高度，出风通道309设置于风刀盖板302与凹槽304靠近第二中心孔301的侧壁顶部之间，具体为所述风刀盖板302与所述凹槽304靠近所述第二中心孔301的槽沿之间的间隙。出风通道309高度可设置为0.1mm以上，1mm以下。

优选的，风刀盖板302上设有弧形缺口310，弧形缺口310的弧度与相邻的第二中心孔301的弧度相适应。

优选的，第二进气孔308设置于风刀盖板302与第二中心孔301平面垂直的侧面上，第二进气孔308至少设置两个。

优选的，第一保护装置2采用中空柱状体设计，可采用等截面柱状体或变截面柱状体。

优选的，第一中心孔201内径大于镜头102外径，第二中心孔301内径小于或等于镜头102外径。

工作原理：激光加工镜头使用前，先打开第一进气孔203所连接的外部气源，使外部气源通过第一进气孔203进气，令具备一定气压的流动气体对激光加工镜头周围进行清洁，一定时长后，气体充满保护腔202；此时，打开第二进气孔308所连接的外部气源，气体进入缓冲腔307，经由缓冲腔307缓冲后从出风通道309吹出，在第二中心孔301的孔缘处形成水平气幕，从而达到对保护腔202进行隔尘操作的作用，从而保护位于保护腔202内的激光加工镜头。若是仅采用其中一种吹气方式，则容易造成保护腔202内部产生局部负压，进而使激光加工镜头周围含烟雾或粉尘的空气进入保护腔202内部，造成激光加工镜头污染。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。