带准直功能的光纤激光切割头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种带准直功能的光纤激光切割头，涉及激光切割技术领域。所述光纤激光切割头从上至下依次包括用于安装光纤头的光纤头抱紧装置、准直镜调焦装置、准直镜保护装置、切割头固定装置、聚焦保护镜锁紧装置及切割头本体，所述准直调焦装置内设有第一抽屉孔，所述准直调教装置与准直固定装置之间设有第二抽屉孔，所述切割头固定装置内设有第三抽屉孔，所述聚焦保护镜锁紧装置内设有第四抽屉孔，以上抽屉孔中分别设有准直镜片、聚焦镜片及保护镜片及其调焦部件。该光纤激光切割头采用模块化设计，方便维护和更换准直镜片、聚焦镜片及保护镜片，同时准直和聚焦焦距均可调，能得到理想的光束，且实现了全身水冷，整个水路贯穿全身。
【专利说明】
带准直功能的光纤激光切割头
技术领域
[0001]本实用新型涉及激光切割技术领域，具体是指一种带准直功能的光纤激光切割头。
【背景技术】
[0002]近年来国内对激光切割机床的需求迅速增加，光纤激光切割机床由于拥有便于维护，消耗成本低，切割断面优良等诸多优点所以需求的增长显得尤为突出。而光纤激光切割头作为光纤激光切割机床的重要组成部件，直接影响光纤激光切割机床对板材的切割质量。现有的带准直功能的光纤激光切割头普遍存在一下缺陷，一，现有的带准直功能的光纤激光切割头更换和维护镜片步骤非常繁琐耗时;二，很难调出理想的平行光束，为了得到理想的平行光束只能通过增加或减少垫片的的方式，工作量非常之大，难度非常之高，所以必须由原厂的专业人士才能完成。由于聚焦镜片的理论焦距和实际焦距有误差(每块聚焦镜片的误差还不相同)，所以每次更换聚焦镜片后，所得到的平行光束必然存在偏差，这样就存在两个问题、(I)返回原厂调整周期长增加机床的闲置时间，(2)如果不做调整对断面的切割质量造成很大的影响;三，现有带准直功能的光纤激光切割头对于光纤头的安装夹紧方式均普遍采用下压加锥度定心的方式，方法很好但其对精度要求很高，加工工艺难度很大，所以现有的带准直功能的光纤激光切割头都存在夹不紧的现象，机床在切割时光纤头产生摇晃，所以无法得到稳定的入射光，严重影响切割质量；四，现有的激光切割头冷却方式均采用局部水冷，导致冷却效率不高，严重影响准直镜和聚焦镜的寿命。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种带准直功能的光纤激光切割头，该光纤激光切割头采用模块化设计，方便维护和更换准直镜片、聚焦镜片及保护镜片，同时能够有效保证聚焦镜的表面清洁，提高工作效率，准直和聚焦焦距均可调，能得到理想的光束，且实现了全身水冷，整个水路贯穿全身。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下:
[0005]本实用新型提出一种带准直功能的光纤激光切割头，所述光纤激光切割头从上至下依次包括用于安装光纤头的光纤头抱紧装置、准直镜调焦装置、准直镜保护装置、切割头固定装置、聚焦保护镜锁紧装置及切割头本体，所述准直镜调焦装置内设有第一抽屉孔，所述准直镜调焦装置与准直镜固定装置之间设有第二抽屉孔，所述切割头固定装置内设有第三抽屉孔，所述聚焦保护镜锁紧装置内设有第四抽屉孔，其中，所述第一抽屉孔内设有准直镜保护装置，所述第二抽屉孔内设有准直镜调中装置，所述第三抽屉孔内设有调焦装置，所述第四抽屉孔内设有聚焦保护镜装置。
[0006]进一步的，所述准直镜保护装置通过防脱螺钉固定于第一抽屉孔之内，所述准直镜调中装置通过圆柱销进行定位并采用防脱螺钉进行固定，所述调焦装置通过销钉进行定位并采用防脱螺钉进行固定，所述聚焦保护镜装置可直接插入到聚焦保护镜锁紧装置内并通过聚焦保护镜锁紧装置进行固定。
[0007]进一步的，所述聚焦保护镜锁紧装置包括从上至下重叠设置的安装主板及抽屉限位板，所述抽屉限位板短于所述安装主板，所述抽屉限位板上设有一 “U”形缺口，所述“U”形缺口与安装主板及切割头本体形成所述第四抽屉孔。
[0008]进一步的，所述安装主板长于抽屉限位板之处设有凹槽，所述凹槽朝向抽屉限位板，所述安装主板上还设有第一通孔，所述第一通孔贯穿所述凹槽，所述第一通孔的一端设有堵头，所述第一通孔内设有连接杆，所述连接杆的一端抵接于所述堵头，所述连接杆的另一端设有按钮，连接杆上从堵头至按钮方向依次设有压簧、导向块及密封圈，所述导向块固定设于连接杆之上，所述导向块上设有突出所述导向块表面的凸起;所述抽屉限位板在“U” 形缺口的底部设有第二通孔，所述第二通孔内设有抽屉顶起柱，所述抽屉顶起柱通过压簧连接于封盖，所述封盖固定于抽屉限位板的底部，且所述封盖与抽屉限位板之间具有一定的空隙。
[0009]进一步的，所述凹槽外还盖有导向限位板，所述导向限位板上设有供所述凸起插入的限位槽。
[0010]进一步的，所述导向块为两个，所述导向限位板上设有两个供凸起插入的限位槽。
[0011]进一步的，所述聚焦保护镜装置设有“7”字形凹槽，所述凸起可在所述“7”字形凹槽内滑动。
[0012]进一步的，所述光纤头抱紧装置包括半圆柱状的锁紧座及半圆柱状的准直夹紧套，所述锁紧座通过圆柱头螺钉安装在准直夹紧套之上，所述锁紧座及准直夹紧套之间设有压簧，所述锁紧座及准直夹紧套外包有端面密封盖，所述端面密封盖内设有防尘罩。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]1、模块化设计，方便维护和更换准直镜片、聚焦镜片及保护镜片；
[0015]2、操作方便快捷，大大缩短了激光切割机床由于更换和维护镜片时闲置的时间， 从而大副提尚工作效率；
[0016]3、减少聚焦镜裸露在开放环境中的时间，保证聚焦镜的表面清洁延长准直镜片， 聚焦镜片，延长镜片的使用寿命；
[0017]4、准直和聚焦焦距均可调节，可以非常方便简单准确调出最理想的平行光束，从而得到最理想的光束质量，显著提高被切割工件的质量；
[0018]5、解决机床在高速移动时，由于传统光纤头抱紧装置夹不紧所带来的晃动的问题，显著提高被切割工件的质量；
[0019]6、降低加工成本。【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的准直镜保护装置的安装示意图；
[0022]图3为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的准直镜调中装置的安装示意图；
[0023]图4为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的聚焦保护镜装置的安装示意图；
[0024]图5为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的聚焦保护镜锁紧装置的爆炸图；
[0025]图6为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的聚焦保护镜装置的结构示意图；
[0026]图7为本实用新型一种带准直功能的光纤激光切割头的光纤头抱紧装置的爆炸图。[〇〇27] 其中，100-第一抽屉孔，200-第二抽屉孔，300-第三抽屉孔，400-第四抽屉孔，1-光纤头抱紧装置，2-准直镜调焦装置，3-准直镜固定装置，4-切割头固定装置，5-聚焦保护镜锁紧装置，6-切割头本体，7-准直镜保护装置，8-准直镜调中装置，9-调焦装置，10-聚焦保护镜装置，11-锁紧座，12-准直夹紧套，13-压簧，14-端面密封盖，15-防尘罩，51-安装板， 52-抽屉限位板，53-堵头，54-连接杆，55-按钮，56-压簧，57-导向块，58-密封圈，59-抽屉顶起柱，60-压簧，61-封盖，101-“7”字形凹槽，511-凹槽，512-第一通孔，513-导向限位板， 521-“U”形缺口，522-第二通孔，571-凸起，5131-限位槽。【具体实施方式】
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]如图1所示，本实用新型提出一种带准直功能的光纤激光切割头，所述光纤激光切割头从上至下依次包括用于安装光纤头的光纤头抱紧装置1、准直镜调焦装置2、准直镜保护装置3、切割头固定装置4、聚焦保护镜锁紧装置5及切割头本体6,所述准直镜调焦装置2 内设有第一抽屉孔1〇〇,所述准直镜调焦装置2与准直镜固定装置3之间设有第二抽屉孔 200，所述切割头固定装置4内设有第三抽屉孔300，所述聚焦保护镜锁紧装置5内设有第四抽屉孔400,其中，所述第一抽屉孔100内设有准直镜保护装置7,所述第二抽屉孔200内设有准直镜调中装置8,所述第三抽屉孔300内设有调焦装置9,所述第四抽屉孔400内设有聚焦保护镜装置10。本实用新型将准直镜保护装置7、准直镜调中装置8、调焦装置9及聚焦保护镜装置10以抽屉的方式安装于其它部件之内或者其它部件之间，并将所有的部件模块化设计，使得本实用新型方便维护和更换准直镜片、聚焦镜片及保护镜片，操作方便快捷，大大缩短了激光切割机床由于更换和维护镜片时闲置的时间，从而大副提高工作效率，还能减少聚焦镜裸露在开放环境中的时间，保证聚焦镜的表面清洁延长准直镜片，聚焦镜片，延长镜片的使用寿命。
[0030]其中，在本实施例中，上述以抽屉的方式安装的准直镜保护装置7、准直镜调中装置8及调焦装置9是通过以下方式来进行定位或者固定的，比如，如图2所示，准直镜保护装置7通过防脱螺钉固定于第一抽屉孔100之内；如图3所示，准直镜调中装置8通过圆柱销进行定位并采用防脱螺钉进行固定;所述调焦装置9通过销钉进行定位并采用防脱螺钉进行固定;再如图4所示，聚焦保护镜装置10可直接插入到聚焦保护镜锁紧装置5内并通过聚焦保护镜锁紧装置5进行固定。当然，以上定位及固定方式只是本实用新型的优选方式，而不局限于以上方式。根据前文所述，聚焦保护镜装置10可直接插入到聚焦保护镜锁紧装置5内并通过聚焦保护镜锁紧装置5进行固定，下面将详细说明聚焦保护镜锁紧装置5是如何实现聚焦保护镜装置10的固定的。
[0031]参照图5，聚焦保护镜锁紧装置5包括从上至下重叠设置的安装主板51及抽屉限位板52，所述抽屉限位板52短于所述安装主板51，所述抽屉限位板52上设有一 “U”形缺口 521，所述“U”形缺口 521与安装主板51及切割头本体6形成所述第四抽屉孔400。上述聚焦保护镜装置10就是直接插入到上述“U”形缺口521之内的。具体的，安装主板51长于抽屉限位板52之处设有凹槽511，所述凹槽511朝向抽屉限位板52，所述安装主板51上还设有第一通孔512，所述第一通孔512贯穿所述凹槽511，所述第一通孔512的一端设有堵头53，所述第一通孔512内设有连接杆54，所述连接杆54的一端抵接于所述堵头53，所述连接杆54的另一端设有按钮55，连接杆54上从堵头53至按钮55方向依次设有压簧56、导向块57及密封圈58，所述导向块57固定设于连接杆54之上，所述导向块57上设有突出所述导向块57表面的凸起571;所述抽屉限位板52在“U”形缺口 521的底部设有第二通孔522，所述第二通孔522内设有抽屉顶起柱58，所述抽屉顶起柱58通过压簧59连接于封盖60，所述封盖60固定于抽屉限位板52的底部，且所述封盖60与抽屉限位板52之间具有一定的空隙。参照图6，聚焦保护镜装置10设有“7”字形凹槽101，所述凸起571可在所述“7”字形凹槽101内滑动。本实用新型将聚焦保护镜装置10插入到聚焦保护镜锁紧装置5的过程如下:当将聚焦保护镜装置10慢慢插入到聚焦保护镜锁紧装置5的过程中，导向块57表面的凸起571会沿着“7”字形凹槽101并向“7”字形凹槽101的里面滑动，当滑动至“7”字形凹槽101的底部时，导向块57会随着连接杆5的在凹槽511内做出小幅度的移动，此时，导向块57表面的凸起571就会沿着“7”字形凹槽1I的底部移动并最终卡入其中，实现了对聚焦保护镜装置10的固定；当需要将聚焦保护镜装置10从聚焦保护镜锁紧装置5中移除时，此时只需要按压位于连接杆54端部的按钮55就可使得导向块57表面的凸起571沿着相反的方向滑出“7”字形凹槽1I的底部，此时，由于抽屉顶起柱58与封盖6059之间的压簧是处于收缩状态的，一旦导向块57表面的凸起571脱离开“7”字形凹槽101的限制，抽屉顶起柱58就会把聚焦保护镜装置10弹出“U”形缺口521即第四抽屉孔400。
[0032]作为一种优选方案，本实用新型为了保证产品的外观，保证导向块57能够稳定的在第一通孔512以及凹槽511内移动，本实用新型在凹槽511外还盖有导向限位板513，所述导向限位板513上设有供所述凸起571插入的限位槽5131，所述限位槽5131的大小与上述“7”字形凹槽101的底部长度相适应。优选的，上述导向块57为两个，所述导向限位板513上设有两个供凸起571插入的限位槽513。
[0033]通过以上所述可知，本实用新型的准直和聚焦焦距均可调节，可以非常方便简单准确调出最理想的平行光束，从而得到最理想的光束质量，显著提高被切割工件的质量。
[0034]除了以上所述之外，本实用新型的光纤头抱紧装置I还能够解决机床在高速移动时，由于传统光纤头抱紧装置夹不紧所带来的晃动的问题。其方案为，光纤头抱紧装置I包括半圆柱状的锁紧座11及半圆柱状的准直夹紧套12，所述锁紧座11通过圆柱头螺钉安装在准直夹紧套12之上，所述锁紧座11及准直夹紧套12之间设有压簧13，所述锁紧座11及准直夹紧套13外包有端面密封盖14，所述端面密封盖14内设有防尘罩15。上述结构的限定，使得当激光器未插入时，在压簧的作用力下锁紧座和准直夹紧套之间会保留微小间隙，端面密封盖、锁紧座和准直夹紧套能够始终保持同轴，确保了激光器的同心，能够很好的防止光纤头的晃动。
[0035]需要说明的是，本实用新型还配有水冷装置，其水路贯穿准直固定装置、切割头固定装置、保护镜锁紧装置，形成完善的水路循环，实现全身水冷。
[0036]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述光纤激光切割头从上至下依次包 括用于安装光纤头的光纤头抱紧装置(1)、准直镜调焦装置(2)、准直镜固定装置(3)、切割 头固定装置(4)、聚焦保护镜锁紧装置(5)及切割头本体(6)，所述准直镜调焦装置(2)内设 有第一抽屉孔(100)，所述准直镜调焦装置(2)与准直镜固定装置(3)之间设有第二抽屉孔 (200)，所述切割头固定装置(4)内设有第三抽屉孔(300)，所述聚焦保护镜锁紧装置(5)内 设有第四抽屉孔(400)，其中，所述第一抽屉孔(100)内设有准直镜保护装置(7)，所述第二 抽屉孔(200)内设有准直镜调中装置(8)，所述第三抽屉孔(300)内设有调焦装置(9)，所述 第四抽屉孔(400)内设有聚焦保护镜装置(10)。2.根据权利要求1所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述准直镜保护 装置(7)通过防脱螺钉固定于第一抽屉孔(100)之内，所述准直镜调中装置(8)通过圆柱销 进行定位并采用防脱螺钉进行固定，所述调焦装置(9)通过销钉进行定位并采用防脱螺钉 进行固定，所述聚焦保护镜装置(10)可直接插入到聚焦保护镜锁紧装置(5)内并通过聚焦 保护镜锁紧装置(5)进行固定。3.根据权利要求1或2所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述聚焦保 护镜锁紧装置(5)包括从上至下重叠设置的安装主板(51)及抽屉限位板(52)，所述抽屉限 位板(52)短于所述安装主板(51)，所述抽屉限位板(52)上设有一“U”形缺口(521)，所述“U” 形缺口(521)与安装主板(51)及切割头本体(6)形成所述第四抽屉孔(400)。4.根据权利要求3所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述安装主板(51)长于抽屉限位板(52)之处设有凹槽(511)，所述凹槽(511)朝向抽屉 限位板(52)，所述安装主板(51)上还设有第一通孔(512)，所述第一通孔(512)贯穿所述凹 槽(511)，所述第一通孔(512)的一端设有堵头(53)，所述第一通孔(512)内设有连接杆(54)，所述连接杆(54)的一端抵接于所述堵头(53)，所述连接杆(54)的另一端设有按钮(55)，连接杆(54)上从堵头(53)至按钮(55)方向依次设有压簧(56,56,13)、导向块(57)及 密封圈(58)，所述导向块(57)固定设于连接杆(54)之上，所述导向块(57)上设有突出所述 导向块表面的凸起(571);所述抽屉限位板(52)在“U”形缺口(521)的底部设有第二通孔(522)，所述第二通孔 (522)内设有抽屉顶起柱(59)，所述抽屉顶起柱(59)通过压簧(60,56,13)连接于封盖(61)， 所述封盖(61)固定于抽屉限位板(52)的底部，且所述封盖(61)与抽屉限位板(52)之间具有 一定的空隙。5.根据权利要求4所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述凹槽(511) 外还盖有导向限位板(513)，所述导向限位板(513)上设有供所述凸起(571)插入的限位槽 (5131)〇6.根据权利要求4或5所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述导向块 (57)为两个，所述导向限位板(513)上设有两个供凸起(571)插入的限位槽(5131)。7.根据权利要求6所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述聚焦保护镜 装置(10)设有“7”字形凹槽(101)，所述凸起(571)可在所述“7”字形凹槽(101)内滑动。8.根据权利要求1所述的带准直功能的光纤激光切割头，其特征在于，所述光纤头抱紧 装置(1)包括半圆柱状的锁紧座(11)及半圆柱状的准直夹紧套(12)，所述锁紧座(11)通过 圆柱头螺钉安装在准直夹紧套(12)之上，所述锁紧座(11)及准直夹紧套(12)之间设有压簧(13，55，59)，所述锁紧座(11)及准直夹紧套(12)外包有端面密封盖(14)，所述端面密封盖(14)内设有防尘罩(15)。
【文档编号】B23K26/06GK205587836SQ201620368864
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】石中, 陈夕, 何兴顺
【申请人】深圳欧斯普瑞智能科技有限公司