安装结构及激光加工头装置的制作方法

1.本技术涉及激光设备技术领域，具体涉及一种安装结构及激光加工头装置。


背景技术：

2.在对工件进行激光加工的过程，可能涉及诸如激光焊接、激光熔覆、激光切割等多种加工工艺；此时，需要对激光加工设备进行停机，在把光纤接头从当前激光加工头的光学部分拔出后、将该激光加工头从设备上拆卸，随后将所需使用的其他激光加工头安装到激光加工设备上、并将光纤接头插接到更换后的激光加工头的光学部分。上述更换过程操作繁复而需要停机较长时间，导致激光加工作业连续性差而加工效率较低，且光纤接头和激光加工头的光学部分容易受到污染而损坏。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种安装结构及激光加工头装置，可以简化激光加工头的更换操作过程和压缩停机时长，从而提高激光加工作业连续性和加工效率，并避免光纤接头和激光加工头的光学部分遭受污染损坏。
4.一方面，本技术实施例提供一种安装结构，包括依次连接且光路连通的光纤接入座、准直镜组和快换锁紧组件；所述快换锁紧组件包括本体座和至少两个连接座，所述本体座和所述准直镜组连接，所述连接座被配置为和激光加工头连接，所述本体座和所述连接座可拆卸连接且光路连通。
5.在一些实施例中，所述本体座上设有第一止口部，所述连接座上设有和所述第一止口部匹配连接的第二止口部，所述第一止口部和所述第二止口部中的一者为内止口部、而另一者为外止口部。
6.在一些实施例中，所述本体座上设有多个第一连接孔，所述连接座上设有多个第二连接孔，所述多个第一连接孔和所述多个第二连接孔数量相等且一一对应地设置；所述第一连接孔和所述第二连接孔中的一者为光滑通孔、另一者为内螺纹孔，螺纹紧固件穿过所述光滑通孔后和所述内螺纹孔螺纹连接。
7.在一些实施例中，所述多个第一连接孔围绕所述第一止口部依次间隔设置，所述多个第二连接孔围绕所述第二止口部依次间隔设置。
8.在一些实施例中，所述安装结构还包括操控把手，所述操控把手和所述本体座连接。
9.在一些实施例中，所述操控把手上设有控制开关。
10.在一些实施例中，所述光纤接入座、所述快换锁紧组件和所述连接座分别具有中空贯通结构。
11.另一方面，本技术实施例提供一种激光加工头装置，包括激光加工头和以上任一实施例提供的安装结构。
12.在一些实施例中，所述激光加工头为激光熔覆加工头，所述激光熔覆加工头包括
熔覆聚焦镜组、保护镜组、熔覆喷头和送粉管路，所述连接座、所述熔覆聚焦镜组、所述保护镜组和所述熔覆喷头依次连接且光路连通，所述送粉管路和所述熔覆喷头相邻设置。
13.在一些实施例中，所述激光加工头为激光焊接加工头，所述激光焊接加工头包括焊接聚焦镜组、保护镜组和焊接喷头，所述连接座、所述焊接聚焦镜组、所述保护镜组和所述焊接喷头依次连接且光路连通。
14.本技术实施例通过设置包括本体座和至少两个连接座的快换锁紧组件，可以在更换前先行完成将要使用的连接座和激光加工头之间的连接及对位校准，随后快速地将正在使用的连接座和激光加工头整体地从本体座上一次拆卸、继而将已一体连接且将要使用的连接座和激光加工头整体地一次安装到本体座上，相应压缩在激光加工设备上的操作时间和激光加工设备的停机时长，且更换过程无需对光纤接头进行插拔而节约插拔耗时，从而提高激光加工作业连续性和加工效率，并能避免光纤接头和激光加工头的光学部分遭受污染损坏。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
16.图1是本技术一些实施例提供的安装结构的结构图；
17.图2是本技术一些实施例提供的安装结构的局部结构图；
18.图3是本技术一些实施例提供的激光加工头装置的结构图。
19.主要元件符号说明：
20.1-激光加工头装置，100-安装结构，10-光纤接入座，20-准直镜组，30-快换锁紧组件，31-本体座，311-第一止口部，312-第一连接孔，32-连接座，32'-第一连接座，32
”‑
第二连接座，40-操控把手，41-控制开关，200-激光加工头，200'-激光熔覆加工头，201'-熔覆聚焦镜组，202'-保护镜组，203'-熔覆喷头，204'-送粉管路，200
”‑
激光焊接加工头，201
”‑
焊接聚焦镜组，203
”‑
焊接喷头，2-光纤。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]“a和/或b”，包括以下三种组合：仅a，仅b，及a和b的组合。
[0024]
本技术中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0025]
在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
[0026]
如图1～3所示，本技术实施例提供一种安装结构100，该安装结构100包括依次连接且光路连通的光纤接入座10、准直镜组20和快换锁紧组件30，可以简化激光加工头200的更换操作过程和压缩停机时长，从而提高激光加工作业连续性和加工效率，并避免光纤接头和激光加工头200的光学部分遭受污染损坏。
[0027]
光纤接入座10用于连接锁紧光纤接头，以将光纤2连接至光纤接入座10，进而使激光器的激光束可以通过光纤2接入至光纤接入座10。准直镜组20用于准直光路，使从其中经过的激光束由发散光路变成平行光路。
[0028]
快换锁紧组件30包括本体座31和至少两个连接座32，本体座31和连接座32可拆卸连接且光路连通。本体座31和准直镜组20连接，连接座32被配置为和激光加工头200连接。在使用时，本体座31可以通过一连接座32和所需使用的激光加工头200连接，而另一连接座32可以保持闲置；在激光加工过程，激光可以依次穿过光纤接入座10、准直镜组20、本体座31和连接座32而到达激光加工头200，经激光加工头200而照射至工件的对应位置。激光加工头200的类型可以根据实际需要确定，可以采用诸如激光焊接加工头200”、激光熔覆加工头200'等类型，本技术实施例对此不作限定。
[0029]
以下对激光加工头200的更换过程进行说明；为便于说明，将正在使用的连接座32和激光加工头200分别称为第一连接座32'和第一激光加工头200，而将现仍闲置但将要使用的连接座32和激光加工头200称为第二连接座32”和第二激光加工头200。在对第一激光加工头200进行更换前，可以先将第二连接座32”和第二激光加工头200进行连接并对位校准到位；随后使第一连接座32'和本体座31分离、将第一连接座32'和第一激光加工头200整体地从本体座31上拆下，并快速地将第二连接座32”和本体座31连接、使已一体连接的第二连接座32”和第二激光加工头200整体地安装到本体座31上，实现对激光加工头200的快速更换。
[0030]
和相关技术相比，本技术实施例提供的安装结构100通过设置包括本体座31和至少两个连接座32的快换锁紧组件30，可以在更换前先行完成将要使用的连接座32和激光加工头200之间的连接及对位校准，随后快速地将正在使用的连接座32和激光加工头200整体
地从本体座31上一次拆卸、继而将已一体连接且将要使用的连接座32和激光加工头200整体地一次安装到本体座31上，相应压缩在激光加工设备上的操作时间和激光加工设备的停机时长，且更换过程无需对光纤接头进行插拔而节约插拔耗时，从而提高激光加工作业连续性和加工效率，并能避免光纤接头和激光加工头200的光学部分遭受污染损坏。
[0031]
本体座31和连接座32之间可以采用不同的结构实现可拆卸连接，本技术实施例对此不作限定。在一些实施例中，本体座31上可以设有第一止口部311，连接座32上可以设有和第一止口部311匹配连接的第二止口部。这里，第一止口部311和第二止口部中的一者为内止口部、而另一者为外止口部；内止口部具有配合短轴和配合端面，外止口部具有配合短孔和配合端面，配合短轴和配合短孔插接配合、而两个配合端面贴合连接。在一些示例中，第一止口部311为内止口部，而第二止口部为外止口部；在另一些示例中，第一止口部311为外止口部，而第二止口部为内止口部。利用上述止口连接结构，本体座31和连接座32可以快速实现定心连接，能够保证较高的安装精度和安装效率，进一步压缩在激光加工设备上的操作时间和激光加工设备的停机时长。
[0032]
在一些示例中，本体座31上可以设有多个第一连接孔312，而连接座32上可以设有多个第二连接孔。这里，多个第一连接孔312和多个第二连接孔数量相等且一一对应地设置；第一连接孔312和第二连接孔中的一者为光滑通孔、另一者为内螺纹孔，诸如螺栓等螺纹紧固件穿过光滑通孔后和内螺纹孔螺纹连接。示例性的，第一连接孔312为光滑通孔，而第二连接孔为内螺纹孔；又示例性的，第一连接孔312为内螺纹孔，而第二连接孔为光滑通孔。这样，在本体座31和连接座32进行快速定心连接后，可以通过螺纹紧固件对本体座31和连接座32进行快速锁紧。
[0033]
示例性的，多个第一连接孔312可以围绕第一止口部311依次间隔设置，而多个第二连接孔围绕第二止口部依次间隔设置。这样，可以使得第一连接孔312和第二连接孔围绕止口连接结构而进行连接锁紧，保证本体座31和连接座32之间的平衡稳定。
[0034]
在一些实施例中，安装结构100还可以包括操控把手40，操控把手40和本体座31连接。通过操控把手40，操作人员可以对安装结构100进行握持操控、以提供握持随动式操作方式，使得激光加工头200可以随操作人员的握持牵引而到达不同位置、以对位于相应位置的工件部位进行加工，增加激光加工的适用范围和灵活性。
[0035]
在一些示例中，操控把手40上可以设有控制开关41。通过对控制开关41进行操作，操作人员可以对激光器的启闭或光路的通断进行切换控制，具有操作便利、灵活可靠的优点。控制开关41的类型可以根据实际需要确定，可以采用诸如机械按键、滑动开关、触控开关、扳机等类型，本技术实施例对此不作限定。
[0036]
在一些实施例中，光纤接入座10、快换锁紧组件30和连接座32可以分别具有中空贯通结构，以保证光路连通，使得激光器发出的激光能够依次穿过光纤接入座10、准直镜组20、快换锁紧组件30和连接座32而到达激光加工头200。
[0037]
准直镜组20的构造可以根据实际需要确定，可以由一片或多片光学准直镜片构成，本技术实施例对此不作限定。在一些示例中，准直镜组20可以是透射聚焦式的熔融石英镀膜光学镜，其准直焦距可以根据实际加工需求进行选择；示例性的，准直焦距的范围可以是50mm-150mm，例如50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、105mm、115mm、125mm、130mm、140mm、或150mm等。
[0038]
另一方面，本技术实施例提供一种激光加工头装置1，该激光加工头装置1包括激光加工头200和以上任一实施例提供的安装结构100。这里，激光加工头200可以采用如上方式在安装结构100上进行安装更换，能够简化激光加工头200的更换操作过程和压缩停机时长，从而提高激光加工作业连续性和加工效率，并避免光纤接头和激光加工头200的光学部分遭受污染损坏。
[0039]
在一些实施例中，激光加工头200可以为激光熔覆加工头200'。激光熔覆加工头200'的类型可以根据实际需要确定，可以采用诸如旁轴送粉管式激光熔覆加工头、同轴环缝式激光熔覆加工头、同轴多管路式激光熔覆加工头、同轴光内管路式激光熔覆加工头等类型，本技术实施例对此不作限定。在一些示例中，激光熔覆加工头200'可以包括熔覆聚焦镜组201'、保护镜组202'、熔覆喷头203'和送粉管路204'，连接座32、熔覆聚焦镜组201'、保护镜组202'和熔覆喷头203'依次连接且光路连通，送粉管路204'和熔覆喷头203'相邻设置。这里，粉末状材料经由外部送粉通道输入后，再经过送粉管路204'输送至位于工件表面的聚焦光斑内，实现激光熔覆加工。
[0040]
熔覆聚焦镜组201'的构造可以根据实际需要确定，本技术实施例对此不作限定。示例性的，熔覆聚焦镜组201'可以包括一片光学聚焦镜片，该光学聚焦镜片可以采用诸如透射聚焦式的熔融石英镀膜光学镜、透射积分式的熔融石英镀膜光学镜、反射聚焦式的铜镜面光学镜、反射积分式的铜镜面光学镜等类型；该光学聚焦镜片的熔覆聚焦焦距f
w1
可根据实际加工需求进行选择，熔覆聚焦焦距f
w1
的范围可以是100mm-450mm，如100mm、125mm、150mm、170mm、200mm、225mm、250mm、265mm、280mm、300mm、32'mm、350mm、375mm、400mm、420mm、435mm、或450mm等。
[0041]
在一些实施例中，激光加工头200可以为激光焊接加工头200”，激光焊接加工头200”包括焊接聚焦镜组201”、保护镜组202'和焊接喷头203”，连接座32、焊接聚焦镜组201”、保护镜组202'和焊接喷头203”依次连接且光路连通。焊接喷头203”的类型可以根据实际需要确定，本技术实施例对此不作限定。在一些示例中，焊接喷头203”可以是锥形套管式激光喷头。
[0042]
焊接聚焦镜组201”的构造可以根据实际需要确定，本技术实施例对此不作限定。示例性的，焊接聚焦镜组201”可以包括一片光学聚焦镜片，该光学聚焦镜片可以采用诸如透射聚焦式的熔融石英镀膜光学镜、透射积分式的熔融石英镀膜光学镜、反射聚焦式的铜镜面光学镜、反射积分式的铜镜面光学镜等类型；该光学聚焦镜片的焊接聚焦焦距f
w2
可根据实际加工需求进行选择，焊接聚焦焦距f
w2
的范围可以是75mm-300mm，如75mm、90mm、100mm、120mm、150mm、175mm、200mm、225mm、250mm、265mm、280mm、或300mm等。
[0043]
保护镜组202'的构造可以根据实际需要确定，本技术实施例对此不作限定。在一些示例中，保护镜组202'模块可以包括抽屉式快换模块和一片保护镜片，该保护镜片为熔融石英镀增透膜的光学保护镜片，且透光率不低于99％。
[0044]
以上对本技术实施例所提供的安装结构及激光加工头装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。