一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头的制作方法

本实用新型属于工业激光应用技术领域，具体涉及一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头。

背景技术：

随着激光切割技术因其具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐取代于传统的金属切割工艺设备。近年来，随着激光在金属切割领域的应用日渐成熟，整个金属加工行业对激光切割机的需要也是越来越强烈，作为激光切割机的重要组成部件，激光切割头的技术发展也经历了多翻革新，由于激光聚焦的特性决定了激光切割不同厚度材料时，焦点位置需要进行不断的调整，才可以获得一个良好的切割效果，因此焦距调整的过程是激光加工中一个必须的且非常频繁操作的过程，其技术也在不断的改进和升降。

早期的激光切割机，一般采用手动调焦方式，这些操作方式由于主要依靠操作人员手动调整很容易产生误差和误操作等问题，严重影响激光加工的效率和效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服传统的手动调焦方式存在的不足，提供一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头,包含有聚焦镜体组件、激光头调焦组件、安装背板、保护镜盒组件、QBH光纤接口组件及喷嘴连接组件，所述的聚焦镜体组件设置在安装背板上，所述激光头调焦组件设置聚焦镜体组件与安装背板之间，所述保护镜盒组件设置在聚焦镜体组件一端，所述QBH光纤接口组件设置在聚焦镜体组件另一端，所述保护镜盒组件还顺序连接着喷嘴连接组件；

其中，所述聚焦镜体组件由聚焦镜壳体、聚焦镜筒及聚焦复合镜盒组成，所述激光头调焦组件由步进电机控制系统、齿轮传动系统及齿轮盖组成，所述保护镜盒组件由保护镜底座、保护镜抽屉及保护镜盒盖板组成，所述QBH光纤接口组件由QBH光纤接口准直增高件、QBH光纤接口连接件及QBH光纤接口定位夹头组成，所述喷嘴连接组件由喷嘴连接件、陶瓷体、压紧环、出光嘴以及设置在喷嘴连接件上的一SMA接头组件组成。

进一步，所述聚焦镜筒及聚焦复合镜盒均设置在聚焦镜壳体内部，所述聚焦镜筒又由内部镜筒及套设在内部镜筒上的滑动筒组成，在内部镜筒的内腔中设置有第一垫环、第二垫环、第一丝圈及第一复合镜片，在所述聚焦复合镜盒内设置有第二复合镜片及第二丝圈。

进一步，在所述聚焦镜壳体的侧壁上还设置有一定位孔，在定位孔内设置有一定位销钉，在所述滑动筒的外壁沿轴向设置有一与定位销钉配合的U型凹槽。

进一步，所述步进电机控制系统由电路板及步进电机组成，所述齿轮传动系统由电机齿轮及传动齿轮组成，所述的步进电机通过电机驱动轴与电机齿轮连接，所述电机齿轮与传动齿轮通过轮齿啮合连接，所述传动齿轮套设在聚焦镜筒的滑动筒上，通过丝扣配合连接。

进一步，所述齿轮盖包含有电机齿轮底盖和传动齿轮底盖。

进一步，所述保护镜底座上还设置有快拧气嘴。

进一步，所述QBH光纤接口准直增高件分别连接着聚焦镜体组件连接和QBH光纤接口连接件，在QBH光纤接口连接件上套设着所述QBH光纤接口定位夹头。

进一步，所述的陶瓷体一端与喷嘴连接件相连，一端与出头嘴相连，所述压紧环套设在陶瓷体与喷嘴连接件的连接部位。

进一步，所述SMA接头组件由SMA接头基座和SMA接头组成，SMA接头基座设置在喷嘴连接件上，SMA接头设置在SMA接头基座内。

本实用新的激光切割头调焦原理是：通过步进电机控制系统驱动电机齿轮转动，再由电机齿轮带动与之啮合的传动齿轮转动，传动齿轮转动就带动着丝扣转动，丝扣转动就会带动镜筒(镜筒因被定位销定位，使之只能上下移动，而不能转动)上下移动，随着镜筒的移动便实现激光头的焦距的调节，进而实现达到调节焦点的目的。

本实用新型的一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头，采用了步进电机系统、齿轮传动系统以及丝扣三者的配合传动技术，能够在没有人为干预的情况下快速完成不同加工需求的焦点调节工作，不仅速度快且定位精准，免去了人为手动频繁调整的麻烦，极大的避免人工调整带来的误差，工作效率低下等问题。

附图说明

图1为本实用新型的装配立体结构图；

图2为本实用新型的组装立体结构图；

图3为本实用新型的聚焦镜体组件的正面图；

图4为本实用新型的聚焦镜体组件的A-A剖面图；

图5为本实用新型的聚焦镜壳体与聚焦镜筒装配截面示意图。

图中：1-聚焦镜体组件；11-聚焦镜壳体；12-聚焦镜筒；121-内部镜筒；122-滑动筒；122a-U型凹槽；123-第一垫环；124-第二垫环；125-第一丝圈；126-第一复合镜片；13-聚焦复合镜盒；131-第二复合镜片；132-第二丝圈；2-激光头调焦组件；21-电路板；22-步进电机；23-电机齿轮；24-电机齿轮底盖板；25-传动齿轮；26-传动齿轮底盖；3-安装背板；4-QBH光纤接口组件；41-QBH光纤接口准直增高件；42-QBH光纤接口连接件；43-QBH光纤接口定位夹头；5-保护镜盒组件；51-保护镜底座；52-保护镜抽屉；53-保护镜盒盖板；6-喷嘴连接组件；61-喷嘴连接件；62-压紧环；63-陶瓷体；64-出光嘴；7-快拧气嘴；8-SMA接头组件；81-SMA接头基座；82-SMA接头；9-定位孔；10-定位销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述：

如图1～5所示，本实用新型一种步进电机和齿轮传动的电动调焦激光切割头,包含有聚焦镜体组件1、激光头调焦组件2、安装背板3、QBH光纤接口组件4、保护镜盒组件5及喷嘴连接组件6，所述的聚焦镜体组件1设置在磁铁基座3上，所述激光头调焦组件2设置聚焦镜体组件1与安装背板3之间，所述保护镜盒组件5设置在聚焦镜体组件1一端，所述QBH光纤接口组件4设置在聚焦镜体组件1另一端，所述保护镜盒组件5还顺序连接着喷嘴连接组件6；

所述聚焦镜体组件1由聚焦镜壳体11、聚焦镜筒12及聚焦复合镜盒13组成，所述聚焦镜筒12及聚焦复合镜盒13均设置在聚焦镜壳体11内部，在所述聚焦镜壳体11的侧壁上设置有一定位孔9，在定位孔9内设置有定位销钉10，用于对内部的聚焦镜筒12进行定位，所述聚焦镜筒12又由内部镜筒121及套设在内部镜筒上的滑动筒122组成，在所述内部镜筒121内腔中还设置有第一垫环123、第二垫环124、第一丝圈125及第一复合镜片126，在所述滑动筒122的外壁沿轴向还设置有与定位销钉10配合的一U型凹槽122a，在所述聚焦复合镜盒13内设置有第二复合镜片131及第二丝圈132；

上述激光头调焦组件2包含有电路板21、步进电机22、电机齿轮23及电机齿轮底盖板24、传动齿轮25及传动齿轮底盖26，所述的步进电机22通过电机驱动轴与电机齿轮23连接、所述电机齿轮23与传动齿轮24通过各自的轮齿啮合连接，所述传动齿轮24套设在聚焦镜筒12的滑动筒122上，两者连接处通过丝扣配合连接；

上述QBH光纤接口组件4，包含有QBH光纤接口准直增高件41、QBH光纤接口连接件42及QBH光纤接口定位夹头43，所述QBH光纤接口准直增高件41一端直接与聚焦镜体组件1连接，另一端直接与QBH光纤接口连接件52连接，所述QBH光纤接口定位夹头43套设在QBH光纤接口连接件42上；

上述保护镜盒组件5由保护镜底座51、保护镜抽屉52及保护镜盒盖板53组成，所述保护镜底座51上还设置有快拧气嘴7。

上述喷嘴连接组件6包含有喷嘴连接件61、压紧环62、陶瓷体63，出光嘴64以及设置在喷嘴连接件上的一SMA接头组件8，所述的所述的陶瓷体63一端与喷嘴连接件61相连，一端与出头嘴64相连，所述压紧环62套设在陶瓷体63与喷嘴连接件61的连接处，所述SMA接头组件8由SMA接头基座81和SMA接头82组成，所述SMA接头基座81设置在喷嘴连接件61上，所述SMA接头82设置在SMA接头基座81内。

本实用新型激光切割头调焦的原理是：通过步进电机控制系统驱动电机齿轮转动，再由电机齿轮带动与之啮合的传动齿轮转动，传动齿轮转动就带动着丝扣转动，丝扣转动就会带镜筒(镜筒因被定位销定位，使之只能上下移动，而不能转动)在聚焦镜壳体内上下移动，随着镜筒的移动便实现激光头的焦距的调节，进而实现达到调节焦点的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。