激光切割头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种激光切割头。
【背景技术】
[0002]激光由于其高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的优点，已经广泛应用于科研、国防、工业等国民生产的重要方面。在工业领域，激光加工作为先进制造技术，具有高效、高精度、高质量、范围广、节能环保并能实现柔性加工和超微细加工的优点，在汽车、电子电路、电器、航空航天、钢铁冶金、机械制造等领域得到了广泛的应用，且在某些行业(例如汽车、电子行业等)已经达到较高的水平。对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
[0003]与传统的激光器相比，光纤激光器体积更小，效率更高，成本更低，易于系统集成，另外还具有长寿命、高稳定性等优点，而且其输出光束质量更好，能够得到高质量的近似基模的输出光束，采用光纤激光器本身能够非常容易实现柔性加工，因此非常适合各类激光加工，近年来，光纤激光在工业激光加工中应用发展迅速，且应用范围越来越广泛。
[0004]激光切割、打孔是激光加工中比较常见，应用也比较广泛的一种方式。随着激光切割、打孔在各个领域的广泛使用，各种材料的加工使用到激光切割、打孔方式。
[0005]激光切割、打孔一般采用切割头装置，将光纤激光聚焦到待切割材料上进行加工。对于不同材料的激光切割、打孔应用，因为材料类型、性质不同，材料对激光光束的吸收也不同，所以一般需要使用不同的激光能量密度进行加工，因此需要调节激光束聚焦光斑的大小，一般需要更换焦距不同的聚焦镜；即使对于同一材料的激光切割、打孔应用，当材料厚度改变时，也需要调节激光束聚焦光斑的大小以及焦距。例如当材料厚度变厚时，需要更大焦距聚焦镜，此时一般需要更换更大焦距的聚焦镜，但是一般激光切割头装置更换激光聚焦镜复杂、工作量大、耗费时间。
【实用新型内容】
[0006]基于此，有必要提供一种能够调节聚焦光斑的大小及焦距的激光切割头装置。
[0007]一种激光切割头，包括:
[0008]第一光学系统，包括第一透镜；
[0009]第二光学系统，包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜的一侧；
[0010]第三光学系统，包括第三透镜，所述第三透镜位于所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧；以及
[0011]气嘴系统，位于所述第三透镜远离所述第二透镜的一侧；
[0012]其中，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜同光轴设置，且所述第一透镜能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动及/或所述第二透镜能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动。
[0013]在其中一个实施例中，所述气嘴系统能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动。
[0014]在其中一个实施例中，还包括总移动台及总动力件，所述第一光学系统、第二光学系统、第三光学系统及所述气嘴系统固定于所述总移动台内，所述总动力件固定于所述总移动台上，用于驱动所述总移动台沿所述光轴移动。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一光学系统还包括第一外壳、第一移动台及第一动力件，所述第一外壳为两端开口的结构，所述第一透镜固定于所述第一外壳内，所述第一外壳固定于所述第一移动台内，所述第一动力件固定于所述第一移动台上，用于驱动所述第一移动台沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动；
[0016]所述第二光学系统还包括第二外壳、第二移动台及第二动力件，所述第二外壳为两端开口的结构，所述第二透镜固定于所述第二透镜内，所述第二外壳固定于所述第二移动台内，所述第二动力件固定于所述第二移动台上，用于驱动所述第二移动台沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动；
[0017]所述第三光学系统还包括第三外壳，所述第二外壳为两端开口的结构，所述第二透镜固定于所述第三外壳内，所述气嘴系统穿设于所述第三外壳远离所述第二透镜的一端内。
[0018]在其中一个实施例中，所述气嘴系统包括气嘴连接件及气嘴，所述气嘴连接件为两端开口的结构，所述气嘴连接件一端穿设于所述第三外壳远离所述第二透镜的一端内，所述气嘴设于所述气嘴连接件远离所述第三外壳的一端，且所述气嘴连接件的外壁上设有螺纹，所述第三外壳远离所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述气嘴连接件与所述第三外壳螺接。
[0019]在其中一个实施例中，所述第一光学系统还包括第一透镜锁止挡圈，所述第一外壳内设有第一凸缘台，所述第一透镜锁止挡圈自所述第一外壳靠近所述第二透镜的一端插入所述第一外壳内，以使所述第一透镜相对的两表面分别与所述第一凸缘台及所述第一透镜锁止挡圈抵接；
[0020]所述第二光学系统还包括第二透镜锁止挡圈，所述第二外壳内设有第二凸缘台，所述第二透镜锁止挡圈自所述第二外壳靠近所述第一透镜的一端插入所述第二外壳内，以使所述第二透镜相对的两表面分别与所述第二凸缘台及所述第二透镜锁止挡圈抵接；
[0021]所述第三光学系统还包括第三透镜锁止挡圈，所述第三外壳内设有第三凸缘台，所述第三透镜锁止挡圈自所述第三外壳靠近所述第二透镜的一端插入所述第三外壳内，以使所述第三透镜相对的两表面分别与所述第三凸缘台及所述第三透镜锁止挡圈抵接。
[0022]在其中一个实施例中，所述第一透镜锁止挡圈远离所述第一透镜的一端位于所述第一外壳外，所述第二透镜锁止挡圈远离所述第二透镜的一端位于所述第二外壳外，所述第一透镜锁止挡圈位于所述第一外壳外的一端插入所述第二透镜锁止挡圈位于所述第二外壳外的一端内或者所述第二透镜锁止挡圈位于所述第二外壳外的一端插入所述第一透镜锁止挡圈位于所述第一外壳外的一端内，且所述第一透镜锁止挡圈的外壁与所述第二透镜锁止挡圈的内壁接触或者所述第二透镜锁止挡圈的外壁与所述第一透镜锁止挡圈的内壁接触，所述第一透镜锁止挡圈与所述第二透镜锁止挡圈重叠的部分的长度在光轴方向上能增加或减少；
[0023]所述第三透镜锁止挡圈靠近所述第二透镜的一端位于所述第三外壳外，所述第三透镜锁止挡圈套设于所述第二外壳上或者所述第三透镜锁止挡圈插入所述第二外壳内，且所述第三透镜锁止挡圈的内壁与所述第二外壳的外壁接触或者所述第三透镜锁止挡圈的外壁与所述第二外壳的内壁接触，所述第三透镜锁止挡圈与所述第二外壳重叠的部分的长度在所述光轴方向上能增加或减少。
[0024]在其中一个实施例中，所述第一透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第一外壳靠近所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第一透镜锁止挡圈与所述第一外壳螺接；
[0025]所述第二透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第二外壳靠近所述第一透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第二透镜锁止挡圈与所述第二外壳螺接；
[0026]所述第三透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第三外壳靠近所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第三透镜锁止挡圈与所述第三外壳螺接。
[0027]在其中一个实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜为单片式透镜或多片式组合式透镜，且所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜相对的两表面分别镀有对激光束高透射的膜层。
[0028]在其中一个实施例中，所述第三光学系统还包括保护镜，所述保护镜设于所述第三透镜与所述气嘴系统之间，且所述保护镜与所述第三透镜同光轴设置。
[0029]由于第一透镜与第二透镜中的至少一者能沿光轴朝向或远离第三透镜移动，从而上述激光切割头能调节激光束聚焦光斑的大小及焦距。进而当待切割材料改变(包括材质的改变、厚度的改变等)时，不需要更换不同焦距的第三透镜，只需要调节第一透镜与第二透镜中的至少一者能沿光轴朝向或远离第三透镜移动即可。避免了更换不同焦距的第三透镜，节省了更换的时间，提高了效率。而且由于第一透镜与第二透镜沿光轴移动，调节第一透镜及/或第二透镜的位置后，不需要重新将激光束的光轴调节至与第一透镜及第二透镜的光轴重合。
【附图说明】
[0030]图1为一实施方式中的激光切割头的结构示意图；
[0031]图2为只调节第一光学系统时的光路示意图；
[0032]图3为只调节第二光学系统时的光路示意图；
[0033]图4为同时调节第一光学系统及第二光学系统时的光路示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型的激光切割头进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0035]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0036]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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
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