一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光切割技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，特別涉及一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割有高效率、高加工精度以及利于實現(xiàn)自動化控制的獨特優(yōu)點，進入新世紀以來此項技術(shù)在國內(nèi)外的板材加工中得到越來越多用戶的青睞，激光切割頭是實現(xiàn)激光切割的重要部件，對加工質(zhì)量的好壞有很大的影響。目前國內(nèi)外一些激光切割機主要配置的是手動調(diào)焦切割頭。這些手動調(diào)焦切割頭在調(diào)節(jié)焦點時需要用手去調(diào)節(jié)焦點位置，這大大的降低了激光切割效率。此外，在手動調(diào)焦時，切割頭難免會受灰塵污染，這將縮短切割頭的使用壽命。隨著激光切割技術(shù)的發(fā)展，自動調(diào)焦成為以后的發(fā)展趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，提供一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其結(jié)構(gòu)簡單，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動對焦。
[0004]為了解決以上提出的問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，該切割頭包括擴束鏡、可調(diào)鏡、上導(dǎo)光管、下導(dǎo)光管、聚焦鏡、下保護鏡、上保護鏡、中保護鏡和外部激光束；
[0006]所述外部激光束經(jīng)過擴束鏡作用成平行光束，平行光束經(jīng)過可調(diào)鏡反射至上保護鏡，透過上保護鏡后依次經(jīng)過上導(dǎo)光管和下導(dǎo)光管，并透過中保護鏡后，經(jīng)過聚焦鏡聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透過下保護鏡后，作用在待切板材上；
[0007]所述可調(diào)鏡根據(jù)氣壓大小的改變控制曲率的大小，調(diào)整聚焦光束聚焦焦點的位置。
[0008]所述切割頭還包括光纖接頭、上連接板、下連接板、連接管和切割嘴；其中上連接板和下連接板都加工有中心孔，兩者平行設(shè)置，下連接板下方安裝有連接管，連接管的下方同軸安裝有切割嘴，聚焦光束經(jīng)過切割嘴作用在待切板材上；
[0009]所述上導(dǎo)光管安裝在上連接板上，下導(dǎo)光管安裝在下連接板上，并同軸位于上導(dǎo)光管的下方，兩者的內(nèi)腔均為通光孔；上連接板的中心孔內(nèi)安裝有上保護鏡，可調(diào)鏡呈45°設(shè)置在上連接板的上方，并與上保護鏡的位置相對應(yīng)；光纖接頭水平設(shè)置在可調(diào)鏡的一側(cè)，光纖接頭的內(nèi)腔同軸設(shè)置有與可調(diào)鏡位置相對應(yīng)的擴束鏡；連接管內(nèi)腔由上至下依次設(shè)置有與下導(dǎo)光管通光孔位置相對應(yīng)的中保護鏡、聚焦鏡和下保護鏡。
[0010]所述上導(dǎo)光管和下導(dǎo)光管的外表面安裝有防塵罩，防塵罩的上端通過上壓圈固定在上連接板上，下端通過下壓圈固定在下連接板上。
[0011]所述連接管上并位于下保護鏡的下方加工有吹氣口。
[0012]所述下連接板上加工有與其中心孔相連通的安裝槽，安裝槽內(nèi)安裝氣管，氣管的端部連接氣囊。
[0013]所述切割嘴的外表面設(shè)置有距離傳感器。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型中通過改變切割頭內(nèi)的氣壓大小控制可調(diào)鏡的曲率大小，從而實現(xiàn)聚焦光束聚焦焦點的自動調(diào)節(jié)，其整體結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)節(jié)且易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型光纖激光的自動調(diào)焦切割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:1_光纖接頭、2-擴束鏡、3-可調(diào)鏡、4-上連接板、5-防塵罩、6_上導(dǎo)光管、7-下導(dǎo)光管、8-下連接板、9-聚焦模塊、10-下保護鏡組件、11-連接管、12-氣囊、
13-上保護鏡、14-距離傳感器、15-切割嘴、16-中保護鏡、17-氣管、18-下壓圈、19-上壓圈
【具體實施方式】
[0018]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0019]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0020]參閱圖1所示，本實用新型提供的一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，該切割頭包括光纖接頭1、擴束鏡2、可調(diào)鏡3、上連接板4、防塵罩5、上導(dǎo)光管6、下導(dǎo)光管7、下連接板8、聚焦鏡9、下保護鏡10、連接管11、氣囊12、上保護鏡13、距離傳感器14、切割嘴15、中保護鏡16、氣管17、下壓圈18和上壓圈19。
[0021]所述上連接板4和下連接板8都加工有中心孔，兩者平行設(shè)置，上導(dǎo)光管6安裝在上連接板4上，下導(dǎo)光管7安裝在下連接板8上，并同軸位于上導(dǎo)光管6的下方。上導(dǎo)光管6和下導(dǎo)光管7的內(nèi)腔均為通光孔，下導(dǎo)光管7的上端置于上導(dǎo)光管6的通光孔內(nèi)。上導(dǎo)光管6和下導(dǎo)光管7的外表面安裝有防塵罩5，防塵罩5的上端通過上壓圈19固定在上連接板4上，下端通過下壓圈18固定在下連接板8上。
[0022]上連接板4的中心孔內(nèi)安裝有上保護鏡13，可調(diào)鏡3呈45°設(shè)置在上連接板4的上方，并與上保護鏡13的位置相對應(yīng)。光纖接頭I水平設(shè)置在可調(diào)鏡3的一側(cè)，光纖接頭I的內(nèi)腔同軸設(shè)置有與可調(diào)鏡3位置相對應(yīng)的擴束鏡2。
[0023]下連接板8下方安裝有連接管11，連接管11內(nèi)腔由上至下依次設(shè)置有與下導(dǎo)光管7通光孔位置相對應(yīng)的中保護鏡16、聚焦鏡9和下保護鏡10。下保護鏡10用來擋住切割時待切板材表面產(chǎn)生的飛濺和金屬蒸汽，能夠保護聚焦鏡9不受損壞。連接管11的下方同軸安裝有切割嘴15，切割嘴15與待切板材的位置相對應(yīng)。
[0024]切割頭的上連接板4安裝在外圍機床的Z軸橫梁上，下連接板8安裝在機床的絲杠上，絲杠由電機驅(qū)動即可帶動下連接板8及其上的連接管11在Z軸方向上下移動，即切割頭可以實現(xiàn)切割時的隨動。
[0025]上述中，連接管11上并位于下保護鏡10的下方加工有吹氣口(圖上未顯示)。
[0026]上述中，切割嘴15的外表面設(shè)置有距離傳感器14，距離傳感器14能夠識別切割嘴15與待切板材的距離，這樣可保證切割氣壓的穩(wěn)定性，從而保證切割質(zhì)量。
[0027]上述中，下連接板8上加工有與其中心孔相連通的安裝槽，用于安裝氣管17，氣管17的端部連接氣囊12，用以調(diào)節(jié)連接管11內(nèi)部氣壓的穩(wěn)定。
[0028]上述中，防塵罩5采用進口橡膠，其耐疲勞性能好，可隨著下連接板8的上下移動而伸長或者壓縮。其主要作用是防止外面的灰塵進入切割頭內(nèi)部從而污染鏡片。
[0029]本實用新型的工作原理如下:
[0030]光纖接頭I是切割頭與外圍光纖激光器的接口。
[0031]擴束鏡2用以將光纖激光器發(fā)出的發(fā)散激光束變成可用的平行光束。擴束鏡2米用外圍的水冷組件用來冷卻鏡片，可以減小鏡片的熱透鏡效應(yīng)。
[0032]可調(diào)鏡3為特殊的銅鏡，其主要作用是通過改變氣壓的大小來控制曲率的大小，從而實現(xiàn)切割頭聚焦焦點的上下移動，即調(diào)整聚焦光束聚焦焦點的位置，以實現(xiàn)焦點的自動改變。
[0033]平行光束經(jīng)過可調(diào)鏡3反射至上保護鏡13，透過上保護鏡13后依次經(jīng)過上導(dǎo)光管6和下導(dǎo)光管7的通光孔，并進入連接管11內(nèi)。透過中保護鏡16后，經(jīng)過聚焦鏡9聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透過下保護鏡10后，從切割嘴15的穿過后，作用在待切板材上。
[0034]在切割過程中，可從吹氣口吹入保護氣，保護氣進入連接管11內(nèi)腔，并從切割嘴15穿出后，也作用在待切板材表面，對其表面進行保護。
[0035]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:該切割頭包括擴束鏡(2)、可調(diào)鏡(3)、上導(dǎo)光管(6)、下導(dǎo)光管(7)、聚焦鏡(9)、下保護鏡(10)、上保護鏡(13)、中保護鏡(16)和外部激光束； 所述外部激光束經(jīng)過擴束鏡(2)作用成平行光束，平行光束經(jīng)過可調(diào)鏡(3)反射至上保護鏡(13)，透過上保護鏡(13)后依次經(jīng)過上導(dǎo)光管(6)和下導(dǎo)光管(7)，并透過中保護鏡(16)后，經(jīng)過聚焦鏡(9)聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透過下保護鏡(10)后，作用在待切板材上； 所述可調(diào)鏡(3)根據(jù)氣壓大小的改變控制曲率的大小，調(diào)整聚焦光束聚焦焦點的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:所述切割頭還包括光纖接頭(I)、上連接板(4)、下連接板(8)、連接管(11)和切割嘴(15);其中上連接板(4)和下連接板(8)都加工有中心孔，兩者平行設(shè)置，下連接板(8)下方安裝有連接管(11)，連接管(11)的下方同軸安裝有切割嘴(15)，聚焦光束經(jīng)過切割嘴(15)作用在待切板材上； 所述上導(dǎo)光管(6)安裝在上連接板(4)上，下導(dǎo)光管(7)安裝在下連接板(8)上，并同軸位于上導(dǎo)光管(6)的下方，兩者的內(nèi)腔均為通光孔；上連接板(4)的中心孔內(nèi)安裝有上保護鏡(13)，可調(diào)鏡(3)呈45°設(shè)置在上連接板(4)的上方，并與上保護鏡(13)的位置相對應(yīng)；光纖接頭⑴水平設(shè)置在可調(diào)鏡⑶的一側(cè)，光纖接頭⑴的內(nèi)腔同軸設(shè)置有與可調(diào)鏡(3)位置相對應(yīng)的擴束鏡(2);連接管(11)內(nèi)腔由上至下依次設(shè)置有與下導(dǎo)光管(7)通光孔位置相對應(yīng)的中保護鏡(16)、聚焦鏡(9)和下保護鏡(10);上連接板⑷安裝在外圍機床橫梁上，下連接板(8)安裝在外圍機床絲杠上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:所述上導(dǎo)光管(6)和下導(dǎo)光管(7)的外表面安裝有防塵罩(5)，防塵罩(5)的上端通過上壓圈(19)固定在上連接板(4)上，下端通過下壓圈(18)固定在下連接板(8)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:所述連接管(11)上并位于下保護鏡(10)的下方加工有吹氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:所述下連接板(8)上加工有與其中心孔相連通的安裝槽，安裝槽內(nèi)安裝氣管(17)，氣管(17)的端部連接氣囊(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖激光的自動調(diào)焦切割頭，其特征在于:所述切割嘴(15)的外表面設(shè)置有距離傳感器(14)。
【專利摘要】本實用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種光纖激光的自動調(diào)焦切割頭。該切割頭包括擴束鏡、可調(diào)鏡、上導(dǎo)光管、下導(dǎo)光管、聚焦鏡、下保護鏡、上保護鏡、中保護鏡和外部激光束；所述外部激光束經(jīng)過擴束鏡作用成平行光束，平行光束經(jīng)過可調(diào)鏡反射至上保護鏡，透過上保護鏡后依次經(jīng)過上導(dǎo)光管和下導(dǎo)光管，并透過中保護鏡后，經(jīng)過聚焦鏡聚焦形成聚焦光束，聚焦光束透過下保護鏡后，作用在待切板材上；所述可調(diào)鏡根據(jù)氣壓大小的改變控制曲率的大小，調(diào)整聚焦光束聚焦焦點的位置。本實用新型的整體結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)節(jié)且易于實現(xiàn)。
【IPC分類】B23K26-38, B23K26-046
【公開號】CN204524561
【申請?zhí)枴緾N201520053811
【發(fā)明人】張宏圭, 龔歡, 池富鵬, 彭昌坤, 李健, 陳燚, 陳根余, 肖俊君, 高云峰
【申請人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年1月26日