一种光纤激光的自动调焦切割头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光切割技术领域，更具体的说，特别涉及一种光纤激光的自动调焦切割头。
【背景技术】
[0002]激光切割有高效率、高加工精度以及利于实现自动化控制的独特优点，进入新世纪以来此项技术在国内外的板材加工中得到越来越多用户的青睐，激光切割头是实现激光切割的重要部件，对加工质量的好坏有很大的影响。目前国内外一些激光切割机主要配置的是手动调焦切割头。这些手动调焦切割头在调节焦点时需要用手去调节焦点位置，这大大的降低了激光切割效率。此外，在手动调焦时，切割头难免会受灰尘污染，这将缩短切割头的使用寿命。随着激光切割技术的发展，自动调焦成为以后的发展趋势。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种光纤激光的自动调焦切割头，其结构简单，并能够实现自动对焦。
[0004]为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0005]—种光纤激光的自动调焦切割头，该切割头包括扩束镜、可调镜、上导光管、下导光管、聚焦镜、下保护镜、上保护镜、中保护镜和外部激光束；
[0006]所述外部激光束经过扩束镜作用成平行光束，平行光束经过可调镜反射至上保护镜，透过上保护镜后依次经过上导光管和下导光管，并透过中保护镜后，经过聚焦镜聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透过下保护镜后，作用在待切板材上；
[0007]所述可调镜根据气压大小的改变控制曲率的大小，调整聚焦光束聚焦焦点的位置。
[0008]所述切割头还包括光纤接头、上连接板、下连接板、连接管和切割嘴；其中上连接板和下连接板都加工有中心孔，两者平行设置，下连接板下方安装有连接管，连接管的下方同轴安装有切割嘴，聚焦光束经过切割嘴作用在待切板材上；
[0009]所述上导光管安装在上连接板上，下导光管安装在下连接板上，并同轴位于上导光管的下方，两者的内腔均为通光孔；上连接板的中心孔内安装有上保护镜，可调镜呈45°设置在上连接板的上方，并与上保护镜的位置相对应；光纤接头水平设置在可调镜的一侧，光纤接头的内腔同轴设置有与可调镜位置相对应的扩束镜；连接管内腔由上至下依次设置有与下导光管通光孔位置相对应的中保护镜、聚焦镜和下保护镜。
[0010]所述上导光管和下导光管的外表面安装有防尘罩，防尘罩的上端通过上压圈固定在上连接板上，下端通过下压圈固定在下连接板上。
[0011]所述连接管上并位于下保护镜的下方加工有吹气口。
[0012]所述下连接板上加工有与其中心孔相连通的安装槽，安装槽内安装气管，气管的端部连接气囊。
[0013]所述切割嘴的外表面设置有距离传感器。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0015]本实用新型中通过改变切割头内的气压大小控制可调镜的曲率大小，从而实现聚焦光束聚焦焦点的自动调节，其整体结构简单、方便调节且易于实现。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型光纤激光的自动调焦切割头的结构示意图。
[0017]附图标记说明:1_光纤接头、2-扩束镜、3-可调镜、4-上连接板、5-防尘罩、6_上导光管、7-下导光管、8-下连接板、9-聚焦模块、10-下保护镜组件、11-连接管、12-气囊、
13-上保护镜、14-距离传感器、15-切割嘴、16-中保护镜、17-气管、18-下压圈、19-上压圈
【具体实施方式】
[0018]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，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，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。
[0019]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。
[0020]参阅图1所示，本实用新型提供的一种光纤激光的自动调焦切割头，该切割头包括光纤接头1、扩束镜2、可调镜3、上连接板4、防尘罩5、上导光管6、下导光管7、下连接板8、聚焦镜9、下保护镜10、连接管11、气囊12、上保护镜13、距离传感器14、切割嘴15、中保护镜16、气管17、下压圈18和上压圈19。
[0021]所述上连接板4和下连接板8都加工有中心孔，两者平行设置，上导光管6安装在上连接板4上，下导光管7安装在下连接板8上，并同轴位于上导光管6的下方。上导光管6和下导光管7的内腔均为通光孔，下导光管7的上端置于上导光管6的通光孔内。上导光管6和下导光管7的外表面安装有防尘罩5，防尘罩5的上端通过上压圈19固定在上连接板4上，下端通过下压圈18固定在下连接板8上。
[0022]上连接板4的中心孔内安装有上保护镜13，可调镜3呈45°设置在上连接板4的上方，并与上保护镜13的位置相对应。光纤接头I水平设置在可调镜3的一侧，光纤接头I的内腔同轴设置有与可调镜3位置相对应的扩束镜2。
[0023]下连接板8下方安装有连接管11，连接管11内腔由上至下依次设置有与下导光管7通光孔位置相对应的中保护镜16、聚焦镜9和下保护镜10。下保护镜10用来挡住切割时待切板材表面产生的飞溅和金属蒸汽，能够保护聚焦镜9不受损坏。连接管11的下方同轴安装有切割嘴15，切割嘴15与待切板材的位置相对应。
[0024]切割头的上连接板4安装在外围机床的Z轴横梁上，下连接板8安装在机床的丝杠上，丝杠由电机驱动即可带动下连接板8及其上的连接管11在Z轴方向上下移动，即切割头可以实现切割时的随动。
[0025]上述中，连接管11上并位于下保护镜10的下方加工有吹气口(图上未显示)。
[0026]上述中，切割嘴15的外表面设置有距离传感器14，距离传感器14能够识别切割嘴15与待切板材的距离，这样可保证切割气压的稳定性，从而保证切割质量。
[0027]上述中，下连接板8上加工有与其中心孔相连通的安装槽，用于安装气管17，气管17的端部连接气囊12，用以调节连接管11内部气压的稳定。
[0028]上述中，防尘罩5采用进口橡胶，其耐疲劳性能好，可随着下连接板8的上下移动而伸长或者压缩。其主要作用是防止外面的灰尘进入切割头内部从而污染镜片。
[0029]本实用新型的工作原理如下:
[0030]光纤接头I是切割头与外围光纤激光器的接口。
[0031]扩束镜2用以将光纤激光器发出的发散激光束变成可用的平行光束。扩束镜2米用外围的水冷组件用来冷却镜片，可以减小镜片的热透镜效应。
[0032]可调镜3为特殊的铜镜，其主要作用是通过改变气压的大小来控制曲率的大小，从而实现切割头聚焦焦点的上下移动，即调整聚焦光束聚焦焦点的位置，以实现焦点的自动改变。
[0033]平行光束经过可调镜3反射至上保护镜13，透过上保护镜13后依次经过上导光管6和下导光管7的通光孔，并进入连接管11内。透过中保护镜16后，经过聚焦镜9聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透过下保护镜10后，从切割嘴15的穿过后，作用在待切板材上。
[0034]在切割过程中，可从吹气口吹入保护气，保护气进入连接管11内腔，并从切割嘴15穿出后，也作用在待切板材表面，对其表面进行保护。
[0035]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:该切割头包括扩束镜(2)、可调镜(3)、上导光管(6)、下导光管(7)、聚焦镜(9)、下保护镜(10)、上保护镜(13)、中保护镜(16)和外部激光束； 所述外部激光束经过扩束镜(2)作用成平行光束，平行光束经过可调镜(3)反射至上保护镜(13)，透过上保护镜(13)后依次经过上导光管(6)和下导光管(7)，并透过中保护镜(16)后，经过聚焦镜(9)聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透过下保护镜(10)后，作用在待切板材上； 所述可调镜(3)根据气压大小的改变控制曲率的大小，调整聚焦光束聚焦焦点的位置。
2.根据权利要求1所述的光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:所述切割头还包括光纤接头(I)、上连接板(4)、下连接板(8)、连接管(11)和切割嘴(15);其中上连接板(4)和下连接板(8)都加工有中心孔，两者平行设置，下连接板(8)下方安装有连接管(11)，连接管(11)的下方同轴安装有切割嘴(15)，聚焦光束经过切割嘴(15)作用在待切板材上； 所述上导光管(6)安装在上连接板(4)上，下导光管(7)安装在下连接板(8)上，并同轴位于上导光管(6)的下方，两者的内腔均为通光孔；上连接板(4)的中心孔内安装有上保护镜(13)，可调镜(3)呈45°设置在上连接板(4)的上方，并与上保护镜(13)的位置相对应；光纤接头⑴水平设置在可调镜⑶的一侧，光纤接头⑴的内腔同轴设置有与可调镜(3)位置相对应的扩束镜(2);连接管(11)内腔由上至下依次设置有与下导光管(7)通光孔位置相对应的中保护镜(16)、聚焦镜(9)和下保护镜(10);上连接板⑷安装在外围机床横梁上，下连接板(8)安装在外围机床丝杠上。
3.根据权利要求2所述的光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:所述上导光管(6)和下导光管(7)的外表面安装有防尘罩(5)，防尘罩(5)的上端通过上压圈(19)固定在上连接板(4)上，下端通过下压圈(18)固定在下连接板(8)上。
4.根据权利要求2或3所述的光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:所述连接管(11)上并位于下保护镜(10)的下方加工有吹气口。
5.根据权利要求4所述的光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:所述下连接板(8)上加工有与其中心孔相连通的安装槽，安装槽内安装气管(17)，气管(17)的端部连接气囊(12)。
6.根据权利要求5所述的光纤激光的自动调焦切割头，其特征在于:所述切割嘴(15)的外表面设置有距离传感器(14)。
【专利摘要】本实用新型涉及激光加工技术领域，公开了一种光纤激光的自动调焦切割头。该切割头包括扩束镜、可调镜、上导光管、下导光管、聚焦镜、下保护镜、上保护镜、中保护镜和外部激光束；所述外部激光束经过扩束镜作用成平行光束，平行光束经过可调镜反射至上保护镜，透过上保护镜后依次经过上导光管和下导光管，并透过中保护镜后，经过聚焦镜聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透过下保护镜后，作用在待切板材上；所述可调镜根据气压大小的改变控制曲率的大小，调整聚焦光束聚焦焦点的位置。本实用新型的整体结构简单、方便调节且易于实现。
【IPC分类】B23K26-38, B23K26-046
【公开号】CN204524561
【申请号】CN201520053811
【发明人】张宏圭, 龚欢, 池富鹏, 彭昌坤, 李健, 陈燚, 陈根余, 肖俊君, 高云峰
【申请人】大族激光科技产业集团股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年1月26日