超精细焦距调整激光切割头的制作方法

本技术涉及激光切割头，特别涉及一种超精细焦距调整激光切割头。

背景技术：

1、随着科技的发展，激光切割技术被广泛应用到金属加工领域。在激光加工中，为了达到更佳的切割效果，需要准确的将激光聚焦至指定的位置，通常会使用调焦机构进行调节激光束焦点位置。目前市场上用于精密加工领域的激光切割头通常都存调整精度低而难以进行微米级别的超精细调节，以及体积太大的通病，特别是对于医疗和半导体等需要激光精微加工极高的场合，则需要对激光聚焦镜片的焦距进行几十微米甚至几微米的超精细调节，常用的激光切割头往往都不能满足加工要求。因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种超精细焦距调整激光切割头，通过旋转调焦盘驱动调整块沿水平方向运动并将动力传递给与之配合的聚焦镜座，使聚焦镜座可以带动聚焦镜片在竖直方向上实现超小距离的精确调节。

2、本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超精细焦距调整激光切割头，包括：切割头本体、喷嘴安装座、喷嘴、聚焦镜片和调焦机构，所述喷嘴通过所述喷嘴安装座安装在所述切割头本体的下端，所述聚焦镜片内置于所述切割头本体中；所述调焦机构具有聚焦镜座、调整块和调焦操纵部件，所述聚焦镜座和所述调整块均安装在所述切割头本体内，且其各自的上下端均贯通以形成供激光穿过的光路通道，所述聚焦镜片固定在所述聚焦镜座内；所述调整块的顶部设置有第一斜面，所述聚焦镜座的底部设置有与该第一斜面滑动贴合的第二斜面，所述调焦操纵部件转动安装在所述切割头本体的一侧，以用来驱动所述调整块沿水平方向运动，并通过所述第一斜面与所述第二斜面的配合转化为所述聚焦镜座的竖直方向运动。

3、作为本实用新型的进一步改进，所述第一斜面及所述第二斜面靠近于所述调焦操纵部件的一侧均向上倾斜设置，其与水平面的夹角均为θ，且0＜θ＜45°。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述调焦操纵部件具有位于所述切割头本体外侧的调焦盘，所述调焦盘的一侧固定连接有与之同轴的调焦螺杆，所述调焦螺杆螺纹连接在所述切割头本体上，且其一端抵置在调整块上。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述调焦盘上环形等间距设置有若干刻度线，所述切割头本体上设置有指向该刻度线的刻度指示。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述聚焦镜座与所述切割头本体的内腔滑动配合，且其外形轮廓仿形于所述切割头本体的内腔，以限制所述聚焦镜座仅能够沿所述切割头本体的内腔竖向滑动。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述调整块与所述切割头本体的内腔滑动配合，且所述调整块在所述切割头本体及所述聚焦镜座的限位下仅能够横向滑动。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述调焦机构还具有一弹簧，所述弹簧弹性抵置在所述聚焦镜座的上端，所述聚焦镜座在该弹簧的弹力作用下具有向下运动的趋势。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述切割头本体的下端固定有切割嘴调整座，所述切割嘴调整座的底部固定有调整座压板，且所述切割嘴调整座与所述调整座压板之间形成有环槽，所述喷嘴安装座通过设置在其外周上的环形凸台安装在所述环槽内，并在所述环形凸台与该环槽之间留有活动空间；所述切割嘴调整座上环形间隔安装有若干调节螺钉，若干所述调节螺钉各自的一端均伸入所述环槽内并抵靠在所述环形凸台的外周上。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述喷嘴安装座的顶部安装有与所述聚焦镜片相对的保护镜片。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述切割头本体的上端固定有光纤杆固定座，所述光纤杆固定座上设置有半环形的缺口，并于该缺口内安装有光纤杆固定环。

12、本实用新型的有益效果是：

13、1)本实用新型提供一种超精细焦距调整激光切割头，通过旋转调焦盘驱动调整块沿水平方向运动，利用调整块的第一斜面与聚焦镜座的第二斜面滑动配合，将动力传递给聚焦镜座，进而对调焦螺杆的螺距进行细分，将调整块较大距离的水平运动转化为聚焦镜座竖直方向超微小行程的调节，实现人工手动对聚焦镜片焦距微米级别的超精细调节；

14、2)本实用新型采用模块化设计，其中聚焦镜模块、保护镜模块、切割嘴模块等均可以单独进行拆装，维护和更换非常简单便捷；且该结构设计使得激光切割头整体体积小巧，重量轻便，有效节约设备的装配空间和切割距离，能够最大程度的减小轴系加工中的负载，为高速高精密加工提供保障；

15、3)本实用新型还能够通过调节螺钉方便调整喷嘴安装座的位置，使得喷嘴的中心和聚焦镜片的中心重合。

技术特征：

1.一种超精细焦距调整激光切割头，包括切割头本体(1)、喷嘴安装座(2)、喷嘴(3)和聚焦镜片(4)，所述喷嘴(3)通过所述喷嘴安装座(2)安装在所述切割头本体(1)的下端，所述聚焦镜片(4)内置于所述切割头本体(1)中；其特征在于：还包括调焦机构，所述调焦机构具有聚焦镜座(5)、调整块(6)和调焦操纵部件，所述聚焦镜座(5)和所述调整块(6)均安装在所述切割头本体(1)内，且其各自的上下端均贯通以形成供激光穿过的光路通道，所述聚焦镜片(4)固定在所述聚焦镜座(5)内；所述调整块(6)的顶部设置有第一斜面(601)，所述聚焦镜座(5)的底部设置有与该第一斜面(601)滑动贴合的第二斜面(501)，所述调焦操纵部件转动安装在所述切割头本体(1)的一侧，以用来驱动所述调整块(6)沿水平方向运动，并通过所述第一斜面(601)与所述第二斜面(501)的配合转化为所述聚焦镜座(5)的竖直方向运动。

2.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述第一斜面(601)及所述第二斜面(501)靠近于所述调焦操纵部件的一侧均向上倾斜设置，其与水平面的夹角均为θ，且0＜θ＜45°。

3.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述调焦操纵部件具有位于所述切割头本体(1)外侧的调焦盘(7)，所述调焦盘(7)的一侧固定连接有与之同轴的调焦螺杆(8)，所述调焦螺杆(8)螺纹连接在所述切割头本体(1)上，且其一端抵置在调整块(6)上。

4.根据权利要求3所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述调焦盘(7)上环形等间距设置有若干刻度线(701)，所述切割头本体(1)上设置有指向该刻度线(701)的刻度指示(101)。

5.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述聚焦镜座(5)与所述切割头本体(1)的内腔滑动配合，且其外形轮廓仿形于所述切割头本体(1)的内腔，以限制所述聚焦镜座(5)仅能够沿所述切割头本体(1)的内腔竖向滑动。

6.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述调整块(6)与所述切割头本体(1)的内腔滑动配合，且所述调整块(6)在所述切割头本体(1)及所述聚焦镜座(5)的限位下仅能够横向滑动。

7.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述调焦机构还具有一弹簧(9)，所述弹簧(9)弹性抵置在所述聚焦镜座(5)的上端，所述聚焦镜座(5)在该弹簧(9)的弹力作用下具有向下运动的趋势。

8.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述切割头本体(1)的下端固定有切割嘴调整座(10)，所述切割嘴调整座(10)的底部固定有调整座压板(11)，且所述切割嘴调整座(10)与所述调整座压板(11)之间形成有环槽，所述喷嘴安装座(2)通过设置在其外周上的环形凸台(201)安装在所述环槽内，并在所述环形凸台(201)与该环槽之间留有活动空间；所述切割嘴调整座(10)上环形间隔安装有若干调节螺钉(12)，若干所述调节螺钉(12)各自的一端均伸入所述环槽内并抵靠在所述环形凸台(201)的外周上。

9.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述喷嘴安装座(2)的顶部安装有与所述聚焦镜片(4)相对的保护镜片(13)。

10.根据权利要求1所述的超精细焦距调整激光切割头，其特征在于：所述切割头本体(1)的上端固定有光纤杆固定座(14)，所述光纤杆固定座(14)上设置有半环形的缺口，并于该缺口内安装有光纤杆固定环(15)。

技术总结
本技术公开了一种超精细焦距调整激光切割头，包括：切割头本体、喷嘴安装座、喷嘴、聚焦镜片和调焦机构，喷嘴通过喷嘴安装座安装在切割头本体的下端，调焦机构具有聚焦镜座、调整块和调焦操纵部件，聚焦镜座和调整块均安装在切割头本体内，且其各自的上下端均贯通以形成供激光穿过的光路通道，聚焦镜片固定在聚焦镜座内；调整块的顶部设置有第一斜面，聚焦镜座的底部设置有与该第一斜面滑动贴合的第二斜面，调焦操纵部件转动安装在切割头本体的一侧，用于驱动调整块沿水平方向运动，并通过第一斜面与第二斜面的配合转化为聚焦镜座的竖直方向运动。本技术能够实现人工手动对聚焦镜片焦距微米级别的超精细调节，且体积小巧，重量轻便。

技术研发人员：胡罡,仲其雨,王震宇
受保护的技术使用者：苏州天沐兴智能科技有限公司
技术研发日：20230329
技术公布日：2024/1/13