激光切割头的制作方法_2

文档序号:8722041阅读:来源:国知局
]如图1所示,一实施方式中的激光切割头10,包括第一光学系统100、第二光学系统200、第三光学系统300、气嘴系统400以及整体调整组件500。其中,第一光学系统100、第二光学系统200及第三光学系统300同光轴设置,该光轴即为激光切割头10的光轴12。上述激光切割头10用于加工待切割材料20,光轴12方向即为竖直方向。
[0038]第一光学系统100包括第一外壳110、第一透镜120、第一透镜锁止挡圈130、第一移动台140以及第一动力件150。其中,第一透镜120的焦距为1mm?100mm。
[0039]第一外壳110为两端开口的结构。本实施方式中,激光切割头10为光纤激光器的切割头,其发射的激光束的波长范围为980nm?1600nm。第一外壳110的一端用于安装光纤安装头32及光纤34。具体的,第一外壳110的一端设有安装板112,安装板112上设有供光纤22通过的通孔(图未标),通孔即为第一外壳110的一开口端。光纤安装头32罩设于第一外壳110具有安装板112的一端上,光纤34穿设于光纤安装头32上,并穿过通孔进入第一外壳110内。
[0040]第一透镜120固定于第一外壳110内。在本实施方式中,第一外壳110内设有第一凸缘台114,第一透镜锁止挡圈130自第一外壳110远离安装板112的一端(靠近二透镜220的一端)插入第一外壳110内,以使第一透镜120相对的两表面分别与第一凸缘台114及第一透镜锁止挡圈130抵接,从而将第一透镜120固定于第一外壳110内。可以理解,第一透镜120的固定方式不限于上述描述。其中,第一透镜120可以为单片式透镜,也可以为多片式组合式透镜。第一透镜120相对的两表面分别镀有对激光束高透射的膜层,以便激光束能够高效透射。
[0041]进一步,在本实施方式中,第一透镜锁止挡圈130与第一外壳110可拆卸连接。具体的,第一透镜锁止挡圈130的外壁上设有螺纹,第一外壳110远离安装板112的一端的内壁上设有螺纹,第一透镜锁止挡圈130与第一外壳110螺接。
[0042]进一步,在本实施方式中,第一透镜锁止挡圈130包括第一筒体132及套设于第一筒体132外壁上的第一抵接环134。第一抵接环134与第一筒体132均与第一透镜120抵接,第一抵接环134的外壁上设有螺纹。可以理解,在其他实施方式中,第一抵接环134可以省略。
[0043]第一外壳120固定于第一移动台140内。第一动力件150固定于第一移动台140上,用于驱动第一移动台140沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动,也即驱动第一透镜120沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动。在本实施方式中,第一动力件150为电机。
[0044]在本实施方式中,通过第一动力件150同时驱动第一外壳110、第一透镜120、第一透镜锁止挡圈130及第一移动台140沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动。而为了实现本案,只需要第一透镜120能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动即可。可以理解,使得第一透镜120沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动的方式不限于上述方式。
[0045]第二光学系统200包括第二外壳210、第二透镜220、第二透镜锁止挡圈230、第二移动台240以及第二动力件250。其中,第二透镜220的焦距为1mm?300mm。
[0046]第二外壳210为两端开口的结构。
[0047]第二透镜220固定于第二外壳210内。在本实施方式中,第二外壳210内设有第二凸缘台212,第二透镜锁止挡圈230自第二外壳210靠近第一透镜120的一端插入第二外壳210内,以使第二透镜220相对的两表面分别与第二凸缘台212及第二透镜锁止挡圈230抵接,从而将第二透镜220固定于第二外壳210内。其中,第二透镜220可以为单片式透镜,也可以为多片式组合式透镜。第二透镜220相对的两表面分别镀有对激光束高透射的膜层,以便激光束能够高效透射。
[0048]进一步,在本实施方式中,第二透镜锁止挡圈230与第二外壳210可拆卸连接。具体的,第二透镜锁止挡圈230的外壁上设有螺纹,第二外壳210靠近第一透镜120的一端的内壁上设有螺纹,第二透镜锁止挡圈230与第二外壳210螺接。
[0049]进一步,在本实施方式中,第二透镜锁止挡圈230包括第二筒体232及套设于第二筒体232内壁上的第二抵接环234。第二抵接环234与第二筒体232均与第二透镜220抵接,第二抵接环234的外壁上设有螺纹。可以理解,在其他实施方式中,第二抵接环234可以省略。
[0050]第二外壳220固定于第二移动台240内。第二动力件250固定于第二移动台240上,用于驱动第二移动台240沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动,也即驱动第二透镜220沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动。在本实施方式中,第二动力件250为电机。
[0051]在本实施方式中,通过第二动力件250同时驱动第二外壳210、第二透镜220、第二透镜锁止挡圈230及第二移动台240沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动。而为了实现本案,只需要第二透镜220能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动即可。可以理解,使得第二透镜220沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动的方式不限于上述方式。
[0052]在本实施方式中,第一透镜110及第二透镜220都能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动。可以理解,在其他实施方式中,只要第一透镜110或第二透镜220能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动即可。
[0053]由于第一透镜110与第二透镜220中的至少一者能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动,从而上述激光切割头10能调节激光束聚焦光斑的大小(直径)及焦距。进而当待切割材料改变时,包括材质类型的改变、材质性质的改变、厚度的改变等,需要使用不同的激光能量密度进行加工时,不需要更换不同焦距的第三透镜320,只需要调节第一透镜120与第二透镜220中的至少一者能沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动即可。避免了更换不同焦距的第三透镜320,节省了更换的时间,提高了效率。而且由于第一透镜110与第二透镜220沿光轴12移动,调节第一透镜110及/或第二透镜220的位置后,不需要重新将激光束的光轴调节至与第一透镜110及第二透镜220的光轴重合。
[0054]进一步,在本实施方式中,第一透镜锁止挡圈130远离第一透镜120的一端位于第一外壳110外,第二透镜锁止挡圈230远离第二透镜20的一端位于第二外壳210外,第一透镜锁止挡圈130位于第一外壳110外的一端插入第二透镜锁止挡圈230位于第二外壳外的一端内,且第一透镜锁止挡圈130的外壁与第二透镜锁止挡圈230的内壁接触,第一透镜锁止挡圈130与第二透镜锁止挡圈230重叠的部分的长度在光轴12方向上能增加或减少。也即第一筒体132的外径比第二筒体232的内径稍小,从而第一筒体132能插入第二筒体232内,且第一筒体132的外壁与第二筒体232的内壁接触。从而当第一外壳110及/或第二外壳210沿光轴12朝向或远离第三透镜320移动时,第一透镜锁止挡圈130与第二透镜锁止挡圈230重叠的部分的长度在光轴12方向上增加或减少,能有效防止第一光学系统100和第二光学系统200内进入灰尘,从而保护第一光学系统100和第二光学系统200内的第一透镜120及第二透镜220。
[0055]可以理解,在其他实施方式中,第二透镜锁止挡圈230的外壁与第一透镜锁止挡圈130的内壁接触,第二透镜锁止挡圈230位于第二外壳210外的一端插入第一透镜锁止挡圈130位于第一外壳110外的一端内。
[0056]第三光学系统300包括第三外壳310、第三透镜320、第三透镜锁止挡圈330、保护镜340及保护镜锁止挡圈350。其中,第三透镜320的焦距为1mm?500mm。
[0057]第三外壳310为两端开口的结构。
[0058]第三透镜320固定于第三外壳310内。在本实施方式中,第三外壳310内设有第三凸缘台312,第三透镜锁止挡圈330自第三外壳310靠近第二透镜220的一端插入第三外壳310内,以使第三透镜320相对的两表面分别与第三凸缘台312及第三透镜锁止挡圈330抵接,从而将第三透镜320固定于第三外壳310内。其中,第三透镜320可以为单片式透镜,也可以为多片式组合式透镜。第三透镜320相对的两表面分别镀有对激光束高透射的膜层,以便激光束能够高效透射。
[0059]进一步,在本实施方式中,第三透镜锁止挡圈330与第三外壳310可拆卸连接。具体的,第三透镜锁止挡圈330的外壁上设有螺纹,第三外壳310靠近第二透镜220的一端的内壁上设有螺纹,第三透镜锁止挡圈330与第三外壳310螺接。
[0060]进一步,在本实施方式中,第三透镜锁止挡圈330包括第三筒体332及套设于第三筒体332内壁上的第三抵接环334。第三抵接环334与第三筒体332均与第三透镜320抵接,第三抵接环334的外壁上设有螺纹。可以理解,在其他实施方式中,第三抵接环334可以省略。
[0061]保护镜340固定于第三外壳310内,并位于第三透镜320远离第二透镜220的一侦牝且与第三透镜320同
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