一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，沿激光束传输方向依次包括：光纤接头连接组件；XY及角度调节组件，其与光纤接头连接组件连接，用以对激光束的传输方向进行调节；准直聚焦组件，其与XY及角度调节组件连接，用以将XY及角度调节组件输出的激光束准直和聚焦为焦点；保护组件，其与准直聚焦组件连接；连接组件，其具有用以连接不同功能部件的转接件；焦点调节组件，其设置于保护组件和连接组件之间，用以调节传输到不同功能部件上的焦点位置。本实用新型专利技术提供的多功能中高功率工业应用光纤激光加工头中的结构紧凑，可搭配不同功能部件实现激光焊接、淬火、表面处理和熔覆等功能，方便切换不同的加工方式且操作灵活。

A multi-function and high power industrial application fiber laser machining head

The utility model discloses a multifunctional high power industrial applications of fiber laser processing head, followed by a laser beam along the direction of transmission include: optical fiber connector components; XY and angle adjusting component, and the optical fiber connector assembly is connected with the transmission, direction of the laser beam to adjust; collimating components, and its XY and angle adjusting component is connected to the XY, and the angle adjustment module output laser beam collimating and focusing focus; protection component, which is connected with a collimating component; the connecting component, provided with a connector to connect different functional components; focus adjusting component, which is arranged in the protection of components and connections between components. To focus on functional components with different positions to adjust the transmission. The multifunctional middle and high power industrial fiber laser processing head provided by the utility model has compact structure, and can be matched with different functional components to realize laser welding, quenching, surface treatment and cladding, etc., and is convenient for switching different processing modes and flexible operation.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头
本技术涉及激光加工装置
，更具体地说，本技术涉及一种可实现激光焊接、激光淬火、激光表面处理及激光熔覆的多功能中高功率工业应用光纤激光加工头。
技术介绍
随着大功率、高性能激光加工设备的不断涌现，激光焊接、熔覆及表面处理等技术越来越引起重视，并广泛在汽车、船舶、模具、矿山机械、石油化工设备、航空航天等制造领域得到快速发展，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。激光焊接、淬火、表面处理及熔覆等技术都是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效的加工方法，但是现有的激光加工设备中的加工头只能实现一种功能，当需要切换不同的加工方式时，需要更换不同的加工头，切换方式不灵活，操作繁琐，耽误了加工效率，不能满足市场需求。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术还有一个目的是提供了一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其结构紧凑、可连接不同的功能组件用于中高功率的激光焊接、淬火、表面处理和熔覆等，从而满足市场上中、高功率的激光器对激光焊接、淬火、表面处理及熔覆等激光加工头的复合需求。为了实现上述目的，本技术提供了一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，沿激光束的传输方向依次包括：光纤接头连接组件，其与光纤激光器的光纤接口连接；XY及角度调节组件，其与所述光纤接头连接组件连接，用以对激光束的传输方向进行调节；准直聚焦组件，其与所述XY及角度调节组件连接，用以将所述XY及角度调节组件输出的激光束准直和聚焦为焦点；保护组件，其与所述准直聚焦组件连接；连接组件，其具有用以连接不同功能部件的转接件；焦点调节组件，其设置于所述保护组件和所述连接组件之间，所述焦点调节组件用以调节从所述准直聚焦组件传输到不同功能部件上的焦点位置。优选的是，其中，所述XY及角度调节组件包括：第一调整板，其板面的中间位置开设第一通孔，所述第一调整板的板面上还开设有两个第一贯通孔，所述两个第一贯通孔在所述第一通孔的两侧对称分设；安装块，其固定在所述第一通孔内，且与所述光纤接头连接组件可拆卸固定连接，所述安装块上开设一圆柱形光束通道；第二调整板，其位于所述第一调整板的下方，所述第二调整板上开设有与所述圆柱形光束通道尺寸相同的第二通孔；Z轴角度调节件，其包括两个第一蝶形弹簧组和两个角度调节螺钉，所述两个第一蝶形弹簧组位于所述两个第一贯通孔的正下方，且所述两个第一蝶形弹簧组的一端固定在所述第一调整板上，另一端固定在所述第二调整板上，所述角度调节螺钉依次穿过所述第一贯通孔和所述第一蝶形弹簧组后抵顶在所述第二调整板上；X方向调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第一钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第一安装槽以及部分嵌入所述第一安装槽并顶压所述第一钨钢片的第一球头柱塞，并通过旋拧所述第一球头柱塞，实现所述第一调整板相对于所述第二调整板向一个方向运动；Y方向调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第二钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第二安装槽以及部分嵌入所述第二安装槽并顶压所述第二钨钢片的第二球头柱塞，并通过旋拧所述第二球头柱塞，实现所述第一调整板相对于所述第二调整板向另一个方向运动，所述另一个方向垂直于所述一个方向；X方向和Y方向复位调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第三钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第三安装槽以及部分嵌入所述第三安装槽并顶压所述第三钨钢片的柱塞销，所述第三钨钢片与所述第一钨钢片之间的角度和所述第三钨钢片与所述第二钨钢片之间的角度均为135度，并通过旋拧所述柱塞销，以将所述X方向调节件和所述Y方向调节件调整后的第一调整板的位置进行复位。优选的是，其中，还包括：Z方向调节平衡件，其包括开设在所述第一调整板的板面上的第二贯通孔、固定在所述第一调整板靠近所述第二调整板的板面上并位于所述第二贯通孔正下方的球面轴承、一端固定在所述球面轴承上另一端固定在所述第二调整板上的第二蝶形弹簧组以及角度平衡调节螺钉，所述角度平衡调节螺钉依次穿过所述第二贯通孔、所述球面轴承和所述第二蝶形弹簧组抵顶在所述第二调整板上。优选的是，其中，所述准直聚焦组件包括：矩形壳体，其具有激光束通过腔、第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道分设在所述激光束通过腔两侧并分别与所述激光束通过腔连通，所述矩形壳体的内侧壁与所述激光束通过腔、所述第一通道和所述第二通道之间形成冷却区域，所述激光束通过腔一端与所述XY及角度调节组件可拆卸固定连接；准直部件，其包括带水冷腔的准直镜座、固定在所述准直镜座其中一面上的准直镜以及固定在所述准直镜座另一面上并与所述准直镜座的水冷腔连通的第一冷却水管，所述准直镜座可拆卸地固定在所述矩形壳体的外侧壁上，且所述准直镜穿过所述第一通道并进入所述激光束通过腔，以对位于所述激光束通过腔一端的激光束依次进行准直和反射；聚焦部件，其包括带冷却腔的聚焦镜座、固定在所述聚焦镜座其中一面上的聚焦镜以及固定在所述聚焦镜座另一面上并与所述聚焦镜座的冷却腔连通的第二冷却水管，所述聚焦镜座可拆卸地固定在所述矩形壳体的外侧壁上，所述聚焦镜穿过所述第二通道并进入所述激光束通过腔，以对所述准直镜反射后的激光束进行聚焦并反射后从所述激光束通过腔的另一端射出。优选的是，其中，所述准直聚焦组件还包括：若干个水冷开口，其分别开设在所述矩形壳体的外侧壁、所述准直镜座除去所述准直镜座其中一面的剩余面以及所述聚焦镜座除去所述聚焦镜座其中一面的剩余面上；若干个水冷堵头，其分别堵塞在所述若干个水冷开口处；安装板，其通过螺钉固定在所述矩形壳体的外侧壁上。优选的是，其中，所述保护组件包括：保护镜上盖，与所述准直聚焦组件连接，其内部设有水冷通道，并使用两个水冷接头与两个堵头进行闭合环形密封；这种结构设计保证水冷通道不受气路影响；抽屉块及保护镜片，所述保护镜片通过泛赛封密封安装在所述抽屉块上；此结构设计可以保证保护镜片频繁拆装，保护镜用来保护聚焦镜免受激光加工产生的反渣及其他灰尘等反射到聚焦镜上；保护镜座，所述保护镜座上设有保护气通气孔，保护气通气孔与两个通气接头连接，通过气挡环实现气流均匀分布。优选的是，其中，所述焦点调节组件包括：XY调节部件，其包括大矩形框、第一调节螺钉、第二调节螺钉、第三调节螺钉和第四调节螺钉，所述第一调节螺钉、第二调节螺钉、第三调节螺钉和第四调节螺钉分别穿过大矩形框的外侧壁；第一滑动部件，其位于大矩形框的其中一个开口处，第一滑动部件包括容置在大矩形框内的第一滑动块、固定在所述第一滑动块上并堵塞大矩形框的其中一个开口的第一滑动板以及固定在第一滑动板上的第一固定圈，所述第一滑动块的内部开设两个平行的第一导向槽；所述第一滑动部件具有贯通至大矩形框的空腔的第一光路通道；第二滑动部件，其位于大矩形框的另外一个开口处，第二滑动部件包括容置在大矩形框内的第二滑动块、固定在第二滑动块上并堵塞大矩形框的另外一个开口的第二滑动板以及固定在第二滑动板上的第二固定圈，第二滑动块的内部开设两个平行的第二导向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其特征在于，沿激光束的传输方向依次包括：光纤接头连接组件，其与光纤激光器的光纤接口连接；XY及角度调节组件，其与所述光纤接头连接组件连接，用以对激光束的传输方向进行调节；准直聚焦组件，其与所述XY及角度调节组件连接，用以将所述XY及角度调节组件输出的激光束准直和聚焦为焦点；保护组件，其与所述准直聚焦组件连接；连接组件，其具有用以连接不同功能部件的转接件；焦点调节组件，其设置于所述保护组件和所述连接组件之间，所述焦点调节组件用以调节从所述准直聚焦组件传输到不同功能部件上的焦点位置。

【技术特征摘要】
1.一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其特征在于，沿激光束的传输方向依次包括：光纤接头连接组件，其与光纤激光器的光纤接口连接；XY及角度调节组件，其与所述光纤接头连接组件连接，用以对激光束的传输方向进行调节；准直聚焦组件，其与所述XY及角度调节组件连接，用以将所述XY及角度调节组件输出的激光束准直和聚焦为焦点；保护组件，其与所述准直聚焦组件连接；连接组件，其具有用以连接不同功能部件的转接件；焦点调节组件，其设置于所述保护组件和所述连接组件之间，所述焦点调节组件用以调节从所述准直聚焦组件传输到不同功能部件上的焦点位置。2.根据权利要求1所述的一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其特征在于，所述XY及角度调节组件包括：第一调整板，其板面的中间位置开设第一通孔，所述第一调整板的板面上还开设有两个第一贯通孔，所述两个第一贯通孔在所述第一通孔的两侧对称分设；安装块，其固定在所述第一通孔内，且与所述光纤接头连接组件可拆卸固定连接，所述安装块上开设一圆柱形光束通道；第二调整板，其位于所述第一调整板的下方，所述第二调整板上开设有与所述圆柱形光束通道尺寸相同的第二通孔；Z轴角度调节件，其包括两个第一蝶形弹簧组和两个角度调节螺钉，所述两个第一蝶形弹簧组位于所述两个第一贯通孔的正下方，且所述两个第一蝶形弹簧组的一端固定在所述第一调整板上，另一端固定在所述第二调整板上，所述角度调节螺钉依次穿过所述第一贯通孔和所述第一蝶形弹簧组后抵顶在所述第二调整板上；X方向调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第一钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第一安装槽以及部分嵌入所述第一安装槽并顶压所述第一钨钢片的第一球头柱塞，并通过旋拧所述第一球头柱塞，实现所述第一调整板相对于所述第二调整板向一个方向运动；Y方向调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第二钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第二安装槽以及部分嵌入所述第二安装槽并顶压所述第二钨钢片的第二球头柱塞，并通过旋拧所述第二球头柱塞，实现所述第一调整板相对于所述第二调整板向另一个方向运动，所述另一个方向垂直于所述一个方向；X方向和Y方向复位调节件，其包括固定在所述安装块外周壁上的第三钨钢片、开设在所述第一调整板远离所述第二调整板的板面上并延伸至所述第一通孔的第三安装槽以及部分嵌入所述第三安装槽并顶压所述第三钨钢片的柱塞销，所述第三钨钢片与所述第一钨钢片之间的角度和所述第三钨钢片与所述第二钨钢片之间的角度均为135度，并通过旋拧所述柱塞销，以将所述X方向调节件和所述Y方向调节件调整后的第一调整板的位置进行复位。3.根据权利要求2所述的一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其特征在于，还包括：Z方向调节平衡件，其包括开设在所述第一调整板的板面上的第二贯通孔、固定在所述第一调整板靠近所述第二调整板的板面上并位于所述第二贯通孔正下方的球面轴承、一端固定在所述球面轴承上另一端固定在所述第二调整板上的第二蝶形弹簧组以及角度平衡调节螺钉，所述角度平衡调节螺钉依次穿过所述第二贯通孔、所述球面轴承和所述第二蝶形弹簧组抵顶在所述第二调整板上。4.根据权利要求1所述的一种多功能中高功率工业应用光纤激光加工头，其特征在于，所述准直聚焦组件包括：矩形壳体，其具有激光束通过腔、第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道分设在所述激光束通过腔两侧并分别与所述激光束通过腔连通，所述矩形壳体的内侧壁与所述激光束通过腔、所述第一通道和所述第二通道之间形成冷却区域，所述激光束通过腔一端与所述XY及角度调节组件可拆卸固定连接；准直部件，其包括带水冷腔的准直镜座、固定在所述准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪淑花，姚文俊，李思佳，李思泉，
申请(专利权)人：上海嘉强自动化技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31