本发明涉及激光头领域，尤其涉及一种激光头调焦方法、装置及激光切割机。
背景技术：
在激光加工系统中，对于激光切割、激光焊接及激光熔覆等加工形式，都需要控制激光头随着工件材质、工件厚度的变化，调整激光头的工作焦点相对于工件的位置，例如，调整工作焦点位于工件表面、或内部、或低部。
在现有技术中，控制器获取工作人员输入的加工参数，控制调焦筒沿调焦滑道朝向或远离激光嘴运动，图像采集器采集该过程中投射至待加工工件表面上的光斑图像，控制器获取光斑图像并根据其中的光斑直径大小而发出反馈信号至驱动机构。在调焦筒朝向某一方向运动的过程中，若光斑图像上光斑直径逐渐变大，则控制器发出反馈信号至驱动机构以使其带动调焦筒朝相反的方向滑动；若光斑图像上光斑直径逐渐变小，则控制器发出反馈信号至驱动机构以使其带动调焦筒继续沿该方向滑动，直至获取的光斑图像上光斑直径为最小时，控制器发出反馈信号至驱动机构而使得调焦筒停止运动。
但是，每一个激光头对应一个固定焦距的聚焦镜片，在该焦距的基础上只能手动上下调整小幅度的焦距。如果想大幅度增大或减小焦距，需要整体更换安装对应焦距聚焦镜片的激光头。这样导致切割工作量大，而且影响切割工作效率。
技术实现要素：
为了克服大幅度增大或减小焦距，需要整体更换安装对应焦距聚焦镜片的激光头，导致切割工作量大，而且影响切割工作效率的技术问题，本发明提供一种实现了多焦距镜片通用激光头。可实现不同厚度板材的切割；方便更换聚焦镜片，提高切割效率的调焦激光头装置，包括：聚焦组件，准直组件，喷嘴组件以及用于与激光器光纤连接，接入光信号的光纤接口组件；
聚焦组件包括：激光头本体，激光头本体的一端设有入光口，激光头本体的另一端设有与入光口相适配的出光口；
在入光口和出光口之间设置有聚焦镜安装筒，聚焦镜安装筒一端设置有用于安置长焦距镜片的长焦距聚焦镜片安装座，聚焦镜安装筒另一端设置有用于安置短焦距镜片的短焦距聚焦镜片安装座以及聚焦镜安装筒。
优选地，准直组件包括：准直保护壳体，准直保护件，用于将光纤接口组件接收的光信号转变成准直光的准直镜片组以及用于调节准直光中心位置的准直镜片调节机构以及准直冷却单元；
准直镜片组插置于准直保护壳体内部，准直保护壳体上设有准直保护孔，准直保护孔壁设有内螺纹，准直保护件设有与准直保护孔壁内螺纹相适配的外螺纹，准直保护件的外螺纹与准直保护孔壁内螺纹螺纹配合，准直保护件插置于准直保护孔内，准直保护件的插置端部与准直镜片组相抵持；
准直保护壳体上还设有至少两个具有内螺纹的准直镜片调节孔，准直镜片调节孔的轴向设置方向与准直镜片组的准直光中心线方向相垂直；准直镜片调节孔上连接有准直镜片调节螺栓，准直镜片调节螺栓的端部与准直镜片组相抵持。
优选地，长焦距聚焦镜片安装座靠近入光口设置，长焦距聚焦镜片安装座上压设有长焦距镜片压套；
短焦距聚焦镜片安装座靠近出光口设置，短焦距聚焦镜片安装座上压设有短焦距镜片压套。
优选地，长焦距聚焦镜片安装座靠近出光口设置，长焦距聚焦镜片安装座上压设有长焦距镜片压套；
短焦距聚焦镜片安装座靠近入光口设置，短焦距聚焦镜片安装座上压设有短焦距镜片压套。
优选地，聚焦组件还包括：聚焦镜腔体，聚焦镜腔体内设有调焦激光头和聚焦镜腔体冷却机构，聚焦镜腔体外部固设有调焦机构和聚焦保护组件。
优选地，喷嘴组件包括：喷嘴本体，喷嘴本体一端与聚焦镜腔体连接，喷嘴本体的另一端设有喷嘴，喷嘴套设有陶瓷环；
喷嘴本体上设有高压气体接入口。
优选地，聚焦镜腔体冷却机构包括：冷却液入口管道，冷却液上循环管道，冷却液u形管道，冷却液下循环管道以及冷却液出口管道；
冷却液出口管道的出液口和冷却液入口管道的入液口均延伸出聚焦镜腔体，且冷却液出口管道的出液口和冷却液入口管道的入液口均靠近喷嘴组件位置设置；
冷却液上循环管道和冷却液下循环管道的设置方向均为沿着聚焦镜腔体中心线方向设置；冷却液u形管道围绕调焦激光头设置；
冷却液上循环管道一端与冷却液入口管道连接，冷却液上循环管道另一端与冷却液u形管道第一端连接；
冷却液下循环管道一端与冷却液出口管道连接，冷却液下循环管道另一端与冷却液u形管道第二端连接。
优选地，喷嘴本体上还设有高度传感器；所述高度传感器用于感应喷嘴与切割物体之间高度；
还包括：距离传感器；距离传感器用于感应装置与工件间的距离，以及装置与物体之间的距离。
一种激光切割机，其特征在于，包括：设备本体设有切割平台，切割平台的两侧部分别设有x轴行走轨道，x轴行走轨道上设有沿着x轴行走轨道移动的切割组件，切割组件横跨在切割平台上；切割组件设有用于驱动切割组件沿着x轴行走轨道行走的x轴行走驱动装置和y轴行走轨道，y轴行走轨道上设有沿着y轴行走轨道移动的切割机构；
切割机构设有用于驱动切割机构沿着y轴行走轨道移动的y轴行走驱动装置和z轴升降机构，z轴升降机构上设有沿着z轴升降机构升降的调焦激光头装置以及用于驱动调焦激光头装置沿着z轴升降机构升降的z轴升降驱动装置；
切割平台的端部，且在切割组件沿着x轴行走轨道移动的范围内设有喷嘴更换装置；
喷嘴更换装置包括：基板，基板上安置有喷嘴安置组件、喷嘴更换驱动电机、与喷嘴更换驱动电机输出轴连接的减速机以及安装在减速机输出轴的带轮；喷嘴安置组件设有若干个喷嘴浮动旋转安置位；带轮与每个喷嘴浮动旋转安置位采用带传动连接；
设备本体包括：控制装置；
控制装置包括：行走升降驱动控制模块，切割平台坐标设置模块，喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块，喷嘴更换驱动电机控制模块，切割线长预设模块，板材设置模块，喷嘴更换设置模块，喷嘴数量设置模块，喷嘴更换点设置模块，喷嘴更换执行模块，空位喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块；
行走升降驱动控制模块分别与x轴行走驱动装置，y轴行走驱动装置和z轴升降驱动装置连接，行走升降驱动控制模块用于通过分别控制x轴行走驱动装置，y轴行走驱动装置和z轴升降驱动装置运行，控制调焦激光头装置移动；
切割平台坐标设置模块用于在切割平台建立x轴，y轴，z轴坐标平台；
喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块用于设置每个喷嘴浮动旋转安置位的坐标值，使行走升降驱动控制模块根据喷嘴浮动旋转安置位的坐标值控制调焦激光头装置运行至对应的喷嘴浮动旋转安置位进行喷嘴更换；
喷嘴更换驱动电机控制模块与喷嘴更换驱动电机连接，喷嘴更换驱动电机控制模块用于控制喷嘴更换驱动电机运行；
切割线长预设模块用于预设待切割板材的切割路径，并折算成切割线的总长度；
板材设置模块用于设置待切割板材的厚度和板材的材质；
喷嘴更换设置模块用于根据待切割板材的厚度和板材的材质，预设喷嘴实现的切割长度；
喷嘴数量设置模块用于根据折算的切割线总长度和预设的喷嘴切割长度设置当次切割过程的喷嘴安置组件上设置备用喷嘴的数量；
喷嘴更换点设置模块用于根据预设的喷嘴切割长度和折算的切割线总长度，设置在切割过程中，每次更换喷嘴的更换平台坐标位，还设置喷嘴安置组件上喷嘴浮动旋转安置位的更换次序以及设置每次更换喷嘴对应的喷嘴浮动旋转安置位坐标位；
空位喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块用于在喷嘴安置组件的喷嘴浮动旋转安置位中设有至少一个未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，设置所述喷嘴浮动旋转安置位的坐标位；
喷嘴更换执行模块用于在执行切割过程中，当正在执行切割的喷嘴达到预设切割长度，或正在执行切割的调焦激光头装置运行至更换喷嘴的更换平台坐标位时，记录当前更换喷嘴坐标位，根据设置的喷嘴安置组件上喷嘴浮动旋转安置位的更换次序以及设置的更换喷嘴对应的预设喷嘴浮动旋转安置位坐标位，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置运行至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，喷嘴更换执行模块通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机将喷嘴卸至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，喷嘴更换执行模块再通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置运行至预设喷嘴浮动旋转安置位坐标位，通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机进行喷嘴安装，喷嘴安装完成后，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置返回更换喷嘴坐标位。
一种激光头调焦方法，方法包括：
获取调焦激光头装置中聚焦镜片的焦距，以及待加工物体的厚度和硬度；
根据所述待加工物体的厚度和硬度，确定所述调焦激光头装置工作焦点的位置坐标；
根据所述聚焦镜片的焦距，以及所述工作焦点的位置，控制调焦激光头装置移动，直至所述工作焦点移动至所述工作焦点的位置坐标。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
在激光头本体的两端设有用于安置长焦距镜片的长焦距聚焦镜片安装座和用于安置短焦距镜片的短焦距聚焦镜片安装座。
在切割厚板时，聚焦镜片使用长焦距镜片，将长焦距镜片安装到长焦距聚焦镜片安装座，根据喷嘴与切割物体之间的距离，以及切割物体的厚度，调整聚焦组件工作焦点的高度，使焦点落在厚板的设定的位置。调整完成后，长焦距聚焦镜片安装在长焦距聚焦镜片安装座内，然后用长焦距镜片压套压紧，安装到位后，安装在聚焦组件内，配上准直镜片等其他部件后，可实现对厚板的切割。
在切割厚板时，聚焦镜片使用短焦距镜片，短焦距镜片安装到短焦距聚焦镜片安装座根据喷嘴与切割物体之间的距离，以及切割物体的厚度，调整聚焦组件工作焦点的高度，通过调整镜筒上下移动或者激光头上下移动实现，使焦点落在薄板的设定的位置。
这样，变更切割板的板厚时，不需要整体更换安装对应焦距聚焦镜片的激光头，仅仅调整聚焦镜片中的焦距镜片即可实现不同板厚板材的切割，而且更换聚焦镜片中的焦距镜片不需要拆除喷嘴组件，仅仅调整聚焦镜片，这样提高了切割效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为调焦激光头装置整体示意图；
图2为调焦激光头装置实施例示意图；
图3为调焦激光头装置实施例示意图；
图4为聚焦镜腔体冷却机构实施例示意图；
图5为激光切割机实施例示意图；
图6为喷嘴更换装置实施例示意图；
图7为喷嘴更换装置底部实施例示意图；
图8为喷嘴浮动旋转安置位实施例示意图；
图9为图8的b-b侧示意图；
图10为图8的a-a侧示意图；
图11为激光头调焦方法流程图。
附图标记说明：1激光头本体，2入光口，3出光口，4长焦距镜片压套，5长焦距聚焦镜片安装座，7聚焦镜安装筒，9短焦距聚焦镜片安装座，10短焦距镜片压套，11聚焦组件，12准直组件，13光纤接口组件，17喷嘴组件，21聚焦镜腔体，22调焦激光头，23调焦机构，24聚焦镜腔体冷却机构，25准直保护壳体，26准直保护件，27聚焦保护组件，31喷嘴本体，32喷嘴，33陶瓷环，34高压气体接入口，35高度传感器，41冷却液入口管道，42冷却液上循环管道，43冷却液u形管道，44冷却液下循环管道，101设备本体，102切割平台，103x轴行走轨道，104切割组件，105y轴行走轨道，106切割机构，107调焦激光头装置，108喷嘴更换装置，111喷嘴更换驱动电机，112减速机，113基板，116喷嘴浮动旋转安置位，121带轮，122皮带，123张紧轮调整装置，124从动带轮，131喷嘴托盘，132中心轴，133弹簧，134限位管，135轴承座，136从动轮，137螺栓，138空腔
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种调焦激光头，如图1、图2、图3所示，包括：聚焦组件11，准直组件12，喷嘴组件17以及用于与激光器光纤连接，接入光信号的光纤接口组件13；
聚焦组件11包括：激光头本体1，激光头本体1的一端设有入光口2，激光头本体1的另一端设有与入光口2相适配的出光口3；在入光口2和出光口3之间设置有聚焦镜安装筒，聚焦镜安装筒一端设置有用于安置长焦距镜片的长焦距聚焦镜片安装座5，聚焦镜安装筒另一端设置有用于安置短焦距镜片的短焦距聚焦镜片安装座9以及聚焦镜安装筒7。
当切割厚板时，聚焦镜片使用长焦距镜片，将长焦距镜片安装到长焦距聚焦镜片安装座5，根据喷嘴与切割物体之间的距离，以及切割物体的厚度，调整激光头焦点的高度，使焦点落在厚板的设定的位置。
长焦距聚焦镜片安装在长焦距聚焦镜片安装座5内，然后用长焦距镜片压套4压紧，安装到位后，安装在聚焦组件11内，配上准直镜片等其他部件后，可实现对厚板的切割。
当切割薄板时，聚焦镜片使用短焦距镜片，短焦距镜片安装到短焦距聚焦镜片安装座9根据喷嘴与切割物体之间的距离，以及切割物体的厚度，调整激光头焦点的高度，通过调整镜筒上下移动或者激光头上下移动实现，使焦点落在薄板的设定的位置。
短焦距聚焦镜片安装在短焦距聚焦镜片安装座9内，然后用短焦距镜片压套10压紧，安装到位后，安装在聚焦组件11内，配上准直镜片等其他部件后，可实现对薄板的切割。这样满足了板材切割时不同板厚，使用不同焦距的镜片。调焦激光头实现了多焦距镜片通用激光头。可实现不同厚度板材的切割；方便更换聚焦镜片，提高切割效率。
在本实施例给出两种长焦距聚焦镜片安装座5和短焦距聚焦镜片安装座9的设置位置关系。
具体的，长焦距聚焦镜片安装座5靠近入光口2设置，长焦距聚焦镜片安装座5上压设有长焦距镜片压套4；短焦距聚焦镜片安装座9靠近出光口3设置，短焦距聚焦镜片安装座9上压设有短焦距镜片压套10。
还有一种位置关系为长焦距聚焦镜片安装座5靠近出光口3设置，长焦距聚焦镜片安装座5上压设有长焦距镜片压套4；短焦距聚焦镜片安装座9靠近入光口2设置，短焦距聚焦镜片安装座9上压设有短焦距镜片压套10。
当需要切割厚板时，在聚焦安装筒7的一端只安装长焦距聚焦镜片；当需要切割薄板时，在聚焦安装筒7的一端只安装短焦距聚焦镜片。
比如将安置短焦距镜片安置到短焦距聚焦镜片安装座进行切割薄板，控制装置通过依据预设的聚焦镜片的焦距以及待加工物体的厚度调节焦距和激光头位置，开始进行切割操作。
切割薄板后，在切割平台上铺设了厚板，这时就需要调整聚焦镜片，将长焦距镜片安置到长焦距聚焦镜片安装座上，将短焦距镜片从短焦距聚焦镜片上取下，这样控制装置通过依据预设的聚焦镜片的焦距以及待加工物体的厚度调节焦距和激光头位置，开始进行切割操作。
这样，变更切割板的板厚时，不需要整体更换安装对应焦距聚焦镜片的激光头，仅仅调整聚焦镜片中的焦距镜片即可实现不同板厚板材的切割，而且更换聚焦镜片中的焦距镜片不需要拆除喷嘴组件，仅仅调整聚焦镜片，这样提高了切割效率。
在本实施例中，聚焦镜安装筒7设置在长焦距聚焦镜片安装座5和短焦距聚焦镜片安装座9之间。
上述调焦激光头中，可根据需要使用短焦距聚焦镜片或长焦距聚焦镜片。使用镜筒下面的短焦距聚焦镜片时，在激光头可调整的高度距离内调整焦距，同理，在长焦距聚焦镜片的焦距距离和激光头可调整的高度的前提下，调整焦距。
在使用时，用户可通过人机交互机的显示器输入聚焦镜片的焦距，控制器根据输入的焦距，确定当前聚焦镜片的焦距。
在激光头中的镜筒上下两端可分别设置长焦距聚焦镜片和短焦距聚焦镜片，短焦距聚焦镜片用于切割薄板，长焦距聚焦镜片用于切割厚板，并且，在两个聚焦镜片焦距的基础上可以调整焦距。
调焦机构23采用电机驱动，实现对聚焦组件11的空间移动，提高在线切割效率，而且还便于操作。聚焦组件11可根据不同功率的激光器，配备不同的聚焦镜片，实现一机配多种镜片。
光纤接口组件13采用qbh接口，是与激光器光纤连接器，提供行业标准的光纤接入口。
在本实施例中，准直组件12包括：准直保护壳体25，准直保护件26，用于将光纤接口组件13接收的光信号转变成准直光的准直镜片组以及用于调节准直光中心位置的准直镜片调节机构以及准直冷却单元；
准直镜片组插置于准直保护壳体25内部，准直保护壳体25上设有准直保护孔，准直保护孔壁设有内螺纹，准直保护件26设有与准直保护孔壁内螺纹相适配的外螺纹，准直保护件26的外螺纹与准直保护孔壁内螺纹螺纹配合，准直保护件26插置于准直保护孔内，准直保护件26的插置端部与准直镜片组相抵持；
准直保护壳体25上还设有至少两个具有内螺纹的准直镜片调节孔，准直镜片调节孔的轴向设置方向与准直镜片组的准直光中心线方向相垂直；准直镜片调节孔上连接有准直镜片调节螺栓，准直镜片调节螺栓的端部与准直镜片组相抵持。
准直镜片组插置于准直保护壳体25内部采用抽屉式安装，更换方便。准直保护件26采用4-m4螺丝固定于准直保护壳体25上。可以起到防护准直镜不会因更换光纤接口时进入灰尘。
在本实施例中，聚焦组件11还包括：聚焦镜腔体21，聚焦镜腔体21内设有调焦激光头22和聚焦镜腔体冷却机构24，聚焦镜腔体21外部固设有调焦机构23和聚焦保护组件27。
在本实施例中，喷嘴组件17包括：喷嘴本体31，喷嘴本体31一端与聚焦镜腔体21连接，喷嘴本体31的另一端设有喷嘴32，喷嘴32套设有陶瓷环33；喷嘴本体31上设有高压气体接入口34。
陶瓷环33和喷嘴32为高精密制造，从而保证更换喷嘴时，喷嘴和陶瓷环中心的一致性，减少调整甚至不用调整。与传感器配合，提供电容信号搜集及不同板材的调节作用。
在本实施例中，聚焦镜腔体冷却机构24包括：冷却液入口管道41，冷却液上循环管道42，冷却液u形管道43，冷却液下循环管道44以及冷却液出口管道41；
冷却液出口管道41的出液口和冷却液入口管道41的入液口均延伸出聚焦镜腔体21，且冷却液出口管道41的出液口和冷却液入口管道41的入液口均靠近喷嘴组件17位置设置；
冷却液上循环管道42和冷却液下循环管道44的设置方向均为沿着聚焦镜腔体21中心线方向设置；冷却液u形管道43围绕调焦激光头22设置；冷却液上循环管道42一端与冷却液入口管道41连接，冷却液上循环管道42另一端与冷却液u形管道43第一端连接；冷却液下循环管道44一端与冷却液出口管道41连接，冷却液下循环管道44另一端与冷却液u形管道43第二端连接。
聚焦镜腔体冷却机构24的冷却保证提高镜片使用寿命，保证镜片不会因过热而损坏。冷却液上循环管道42，冷却液u形管道43，冷却液下循环管道44，实现在不增加水管接头的前提下，保证冷却效果，实现对装置的冷却；在保证精度的前提下，适合高功率长时间切割。
在本实施例中，喷嘴本体31上还设有用于感应喷嘴32与切割物体之间距离的高度传感器35。
高度传感器35位于喷嘴本体31外部，用4-m6螺丝与喷嘴本体31连接；传感器为调高系统提供距离信号；传感器为光感传感器，可用于感应激光头的喷嘴与切割物体之间的距离。
装置还包括：距离传感器，距离传感器用于感应装置与工件间的距离，以及装置与物体之间的距离。装置的控制器通过距离传感器获取装置与工件间的距离，以及装置与物体之间的距离。
为确保切割时切割头与金属板材之间的距离，以及装置与物体之间的距离，防止装置触碰到其他物体，损坏装置。还可以实现，激光头配有光感式的距离感应系统接口，提供距离信号搜集功能。在使用感应系统的情况下，确保喷嘴和工件间的距离，从而确保聚焦位置。
在本实施例中，装置上预置有气源接口，激光头能够在25bar2.5mpa的切割气体压力下工作。切割气体同时也有冷却保护镜的功用。辅助气体中的杂质如碳氢化合物和水蒸气会损坏镜片，引起切割功率波动，同时也会导致工件前后表面不一致。
本发明还提供一种激光切割机，如图5至10所示，包括：设备本体101设有切割平台102，切割平台的两侧部分别设有x轴行走轨道103，x轴行走轨道103上设有沿着x轴行走轨道103移动的切割组件104，切割组件104横跨在切割平台102上；切割组件104设有用于驱动切割组件104沿着x轴行走轨道103行走的x轴行走驱动装置和y轴行走轨道105，y轴行走轨道105上设有沿着y轴行走轨道105移动的切割机构106；
切割机构106设有用于驱动切割机构106沿着y轴行走轨道105移动的y轴行走驱动装置和z轴升降机构，z轴升降机构上设有沿着z轴升降机构升降的调焦激光头装置107以及用于驱动调焦激光头装置107沿着z轴升降机构升降的z轴升降驱动装置；
切割平台102的端部，且在切割组件104沿着x轴行走轨道103移动的范围内设有喷嘴更换装置108；
喷嘴更换装置108包括：基板113，基板113上安置有喷嘴安置组件、喷嘴更换驱动电机111、与喷嘴更换驱动电机111输出轴连接的减速机112以及安装在减速机112输出轴的带轮121；喷嘴安置组件设有若干个喷嘴浮动旋转安置位116；带轮121与每个喷嘴浮动旋转安置位116采用带传动连接；
设备本体101包括：控制装置；控制装置包括：行走升降驱动控制模块，切割平台坐标设置模块，喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块，喷嘴更换驱动电机控制模块，切割线长预设模块，板材设置模块，喷嘴更换设置模块，喷嘴数量设置模块，喷嘴更换点设置模块，喷嘴更换执行模块，空位喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块；
行走升降驱动控制模块分别与x轴行走驱动装置，y轴行走驱动装置和z轴升降驱动装置连接，行走升降驱动控制模块用于通过分别控制x轴行走驱动装置，y轴行走驱动装置和z轴升降驱动装置运行，控制调焦激光头装置107移动；
切割平台坐标设置模块用于在切割平台102建立x轴，y轴，z轴坐标平台；
喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块用于设置每个喷嘴浮动旋转安置位116的坐标值，使行走升降驱动控制模块根据喷嘴浮动旋转安置位116的坐标值控制调焦激光头装置107运行至对应的喷嘴浮动旋转安置位116进行喷嘴更换；
喷嘴更换驱动电机控制模块与喷嘴更换驱动电机111连接，喷嘴更换驱动电机控制模块用于控制喷嘴更换驱动电机111运行；
切割线长预设模块用于预设待切割板材的切割路径，并折算成切割线的总长度；
板材设置模块用于设置待切割板材的厚度和板材的材质；
喷嘴更换设置模块用于根据待切割板材的厚度和板材的材质，预设喷嘴实现的切割长度；
喷嘴数量设置模块用于根据折算的切割线总长度和预设的喷嘴切割长度设置当次切割过程的喷嘴安置组件上设置备用喷嘴的数量；
喷嘴更换点设置模块用于根据预设的喷嘴切割长度和折算的切割线总长度，设置在切割过程中，每次更换喷嘴的更换平台坐标位，还设置喷嘴安置组件上喷嘴浮动旋转安置位116的更换次序以及设置每次更换喷嘴对应的喷嘴浮动旋转安置位坐标位；
空位喷嘴浮动旋转安置位坐标设置模块用于在喷嘴安置组件的喷嘴浮动旋转安置位116中设有至少一个未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位116，设置所述喷嘴浮动旋转安置位116的坐标位；
喷嘴更换执行模块用于在执行切割过程中，当正在执行切割的喷嘴达到预设切割长度，或正在执行切割的调焦激光头装置107运行至更换喷嘴的更换平台坐标位时，记录当前更换喷嘴坐标位，根据设置的喷嘴安置组件上喷嘴浮动旋转安置位116的更换次序以及设置的更换喷嘴对应的预设喷嘴浮动旋转安置位坐标位，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107运行至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，喷嘴更换执行模块通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机111将喷嘴卸至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，喷嘴更换执行模块再通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107运行至预设喷嘴浮动旋转安置位坐标位，通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机111进行喷嘴安装，喷嘴安装完成后，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107返回更换喷嘴坐标位。这样在激光切割机的控制装置控制下，调焦激光头装置107可以沿着z轴升降，沿着y轴行走，沿着x轴行走来调节切割位置，实现切割过程。沿着z轴升降可以调节工作焦距，达到切割要求。
本实施例中，喷嘴浮动旋转安置位116包括：用于安置托放备用喷嘴的喷嘴托盘131，中心轴132，弹簧133，轴承座135以及从动轮136；
喷嘴托盘131设有空腔138，空腔138开口向上，备用喷嘴固设在空腔138内；
空腔138底壁，轴承座135中心以及从动轮136中心均设有与中心轴132相适配的通孔；中心轴132依次穿过空腔138底壁的通孔，轴承座135中心的通孔以及从动轮136的通孔；中心轴132第一端延伸至空腔138内，中心轴132第一端通过弹簧卡卡设在空腔138内；
中心轴132第二端延伸出从动轮136的通孔，中心轴132第二端通过弹簧卡卡设在从动轮136通孔的外壁上；
弹簧133套设在空腔138底壁和轴承座135之间的中心轴132上；
基板113上设有数量与喷嘴浮动旋转安置位116相适配的安置通孔，轴承座135安置于安置通孔内，通过螺栓与安置通孔固设连接；从动轮136设置在基板113的底部，喷嘴托盘131设置在基板113的上部；
带轮121与喷嘴浮动旋转安置位116的从动轮136采用带传动连接，使从动轮136通过中心轴132将旋转动作和扭矩传递给喷嘴托盘131；
喷嘴浮动旋转安置位116还包括：限位管134；
限位管134套设在空腔138底壁和轴承座135之间的中心轴132上；限位管134与轴承座135的上端面连接，弹簧133设置在中心轴132和限位管134之间；弹簧133一端与空腔138底壁相顶持，弹簧133另一端与轴承座135的上端面相抵持；限位管134的高度低于弹簧133自然安置的高度，限位管134的顶端与更换喷嘴时，受到调焦激光头装置107下压的喷嘴托盘131底端相抵持，限制喷嘴托盘131下压高度。
基板113上还设有用于通过拧螺钉调整皮带松紧的张紧轮调整装置123；基板113底部设有与从动带轮124，带轮121，从动带轮124以及每个喷嘴浮动旋转安置位116采用皮带122传动连接。喷嘴安置组件的喷嘴浮动旋转安置位116并排设置在基板113上。中心轴132通过单面扁、双面扁、或者花键将从动轮136的旋转动作和扭矩传递给喷嘴托盘131。
本实施例中，喷嘴与调焦激光头装置107采用螺纹连接；喷嘴浮动旋转安置位116还包括：用于在更换喷嘴时，感应调焦激光头装置107对喷嘴托盘131下压力的激光切割头下压感应模块；
调焦激光头装置107设有喷嘴脱离感应装置和喷嘴安装到位感应装置；
控制装置还包括：喷嘴脱离获取模块，喷嘴安装到获取模块，激光切割头下压获取模块；
喷嘴脱离获取模块用于通过喷嘴脱离感应装置获取喷嘴脱离调焦激光头装置107的感应信号；
喷嘴安装到获取模块用于通过喷嘴安装到位感应装置获取喷嘴在调焦激光头装置107上安装到位感应信号；
激光切割头下压获取模块用于通过激光切割头下压感应模块感应调焦激光头装置107对喷嘴托盘131的下压力；
喷嘴更换执行模块还用于在执行切割过程中，当正在执行切割的喷嘴达到预设切割长度，或正在执行切割的调焦激光头装置107运行至更换喷嘴的更换平台坐标位时，记录当前更换喷嘴坐标位，根据设置的喷嘴安置组件上喷嘴浮动旋转安置位116的更换次序以及设置的更换喷嘴对应的喷嘴浮动旋转安置位坐标位，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107运行至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，调焦激光头装置107对喷嘴浮动旋转安置位116的喷嘴托盘131进行下压，激光切割头下压感应模块实时感应下压力，激光切割头下压获取模块实时获取下压力，当达到预设的下压力时，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107停止下压，喷嘴更换执行模块通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机111将喷嘴卸至未安置喷嘴的喷嘴浮动旋转安置位，喷嘴脱离获取模块通过喷嘴脱离感应装置获取喷嘴脱离调焦激光头装置107感应信号后，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107运行至预设喷嘴浮动旋转安置位坐标位；
调焦激光头装置107对喷嘴浮动旋转安置位116的喷嘴托盘131进行下压，激光切割头下压感应模块实时感应下压力，激光切割头下压获取模块实时获取下压力，当达到预设的下压力时，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107停止下压，通过控制喷嘴更换驱动电机控制模块控制喷嘴更换驱动电机111进行喷嘴安装，喷嘴安装到获取模块通过喷嘴安装到位感应装置获取喷嘴在调焦激光头装置107上安装到位感应信号后，喷嘴更换执行模块通过控制工作行走升降驱动控制模块控制调焦激光头装置107返回更换喷嘴坐标位。
本发明还提供一种激光头调焦方法，具体为应用于上述激光切割机来实现，参见图11所示，方法包括：
步骤s101，获取调焦激光头装置中聚焦镜片的焦距，以及待加工物体的厚度和硬度
这里的获取方式可以是用户在切割前，通过人机交互系统的显示器将聚焦镜片的焦距以及待加工物体的厚度和硬度输入至激光切割机，激光切割机将此作为预设值，来实现后续的切割过程，并依据预设的聚焦镜片的焦距以及待加工物体的厚度调节焦距和激光头位置。
步骤s102，根据所述待加工物体的厚度和硬度，确定所述调焦激光头装置工作焦点的位置坐标；
步骤s103，根据所述聚焦镜片的焦距，以及所述工作焦点的位置，控制调焦激光头装置移动，直至所述工作焦点移动至所述工作焦点的位置坐标。
根据预设的聚焦镜片的焦距以及待加工物体的厚度和硬度，激光切割机的控制装置折算成针对当前切割件的工作焦点，并由此来调整工作焦点，适应不同的板厚切割。具体的可以通过z轴升降驱动装置驱动调焦激光头装置沿着z轴升降机构升降调节。
先预设待加工物体的厚度值和硬度值与切割所述待加工物体所需的工作焦点坐标之间的关系；将预设待加工物体的厚度值和硬度值与切割所述待加工物体所需的工作焦点坐标之间形成一一对应的关系，形成一一对应表格文件，或一一对应树形文件，形成的一一对应表格文件，或一一对应树形文件并将进行储存；
获取待加工物体的厚度值和硬度值，根据获取的待加工物体的厚度值和硬度值，在一一对应表格文件中，或一一对应树形文件查找工作焦点坐标；
基于查找的工作焦点坐标，通过z轴升降驱动装置驱动调焦激光头装置沿着z轴升降机构调节至当前待加工物体的工作焦点高度；
通过x轴行走驱动装置和y轴行走驱动装置，将调焦激光头装置运行至当前待加工物体的起始加工位置，并根据查找的工作焦点坐标由待加工物体的起始加工位置，执行切割操作。
在上述过程中，如果更换了待加工物体，即变换了待加工物体，这时需要重新确定的厚度值和硬度值，根据获取的待加工物体的厚度值和硬度值，在一一对应表格文件中，或一一对应树形文件查找工作焦点坐标。
在对调焦激光头装置进行调焦时，如果无法通过z轴升降驱动装置驱动调焦激光头装置沿着z轴升降机构调节至当前待加工物体的工作焦点高度，则需要更换聚焦镜片，如可以在长焦距聚焦镜片安装座上安置长焦距镜片，或在短焦距聚焦镜片安装座上安置短焦距聚焦镜片，也可以分别通过在长焦距聚焦镜片安装座上安置长焦距镜片，以及在短焦距聚焦镜片安装座上安置短焦距聚焦镜片，综合调焦，实现对工作焦点的调节。
当然在更换镜片后，再通过z轴升降驱动装置驱动调焦激光头装置沿着z轴升降机构调节至当前待加工物体的工作焦点高度，来实现具体对工作焦距的调节。
例如，待加工物体的厚度是1cm，此时根据以往切割经验，激光切割机的控制装置根据预设经验值，计算工作焦点的位置坐标，预设经验值可以是预设的表格文件或树形文件，通过查找的方式查找1cm厚度时的工作焦点坐标。
通常待加工物体的厚度具有一定的波动，也即在一定的允许范围内存在厚度波动，在切割过程中，采用高精度距离传感器可以采集装置与物体之间的距离，如果待加工物体的厚度具有一定的波动，则可以通过距离传感器进行反馈，反馈至调焦激光头装置进行实时调整，实现精准实时调节保证切割的精准度。
也可以预设不同材料、硬度的加工物体和不同厚度对应的工作焦点坐标，加工物体材料的硬度越大，工作焦点越低，保证待加工物体可以被切透，并且切面光滑。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。