用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，其包括金属本体、绝缘体、喷嘴基座、喷嘴和导线；金属本体内开有通孔；绝缘体外壁与金属本体内的通孔的内壁连接，内有通孔；喷嘴基座外壁与绝缘体内部通孔的内壁连接，内有通孔；喷嘴与喷嘴基座连接；导线外表面设有绝缘层，通过金属本体上设置的与内部通孔相连的一个孔及所述绝缘体上对应部位的一个通孔与管状喷嘴基座相连。本发明专利技术提供的激光切割头结构在使用中只有喷嘴一个部件需要更换，且喷嘴与电容传感头通过精密螺纹相连，可以同时保证精度和密封性。该电容传感头的使用，将降低激光切割中气体的使用成本、提高切割效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构


[0001]本专利技术属于激光加工领域，尤其涉及一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构。

技术介绍

[0002]在激光切割加工中，需要实时控制切割头辅助气体喷嘴到被切割表面的距离，所以激光切割中需要实时测量喷嘴端面到切割面的距离。目前商用激光切割设备普遍采用测量喷嘴端面与被切割金属表面之间的电容来获得两者之间的高度信息。为了准确测量这个电容量，需要将喷嘴与切割头本体绝缘，并用高频线使喷嘴与外部保持电导通，该导线使喷嘴作为一电极连接到电容传感器测量电路，实现电容测量。
[0003]目前广泛商业应用的激光切割头与喷嘴的结构关系是：由依次连接的金属本体、陶瓷环和喷嘴组成，陶瓷环固定在本体上，喷嘴固定在陶瓷环上，三者中心同轴设置有通孔，供激光束通过。在这种结构中：陶瓷环将金属本体与喷嘴间电气绝缘；陶瓷环内孔壁和与喷嘴连接的面覆铜，内孔铜壁上有螺纹，用于与铜喷嘴连接；在金属本体与陶瓷环的接触面上的某一相同区域上，分别设有铜接头，其中陶瓷环上的铜接头由瓷环内部设有的通道与内孔的铜螺纹相连，金属本体上的铜接头通过金属本体内部的绝缘通道用导线引出金属本体。这样就在保证金属本体与喷嘴电绝缘的情况下，实现了导线与喷嘴的电导通。该信号线接入激光切割设备上的调高器，就可以实现信号的提取。
[0004]由于陶瓷环和喷嘴在日常使用中要经常更换，目前这种商用的激光切割头与喷嘴的结构关系存在的主要问题是喷嘴更换位置精度低，这是由陶瓷绝缘环制造精度低造成的。它会带来以下几个问题：
[0005]一、对于高端切割头，为了消除更换精度低的问题，激光切割头上带有垂直光轴方向的两维位置调整装置，增加了成本，影响了使用便利性。
[0006]二、对于低端激光切割头，通常不带有喷嘴位置调整装置，为了避免喷嘴和陶瓷环互换可能带来的喷嘴内壁与通过它的激光束相干涉，需增大喷嘴气孔直径，这导致用气量增大、使用成本增加。
[0007]三、在低激光功率使用环境中，为了增加密封效果，通常需要增加密封圈来解决陶瓷环精度低带来的漏气问题；在高激光功率使用环境中，由于喷嘴处温度升高，密封圈无法使用，这时漏气量大、气压无法按需要增加，这一方面增加气体使用成本，一方面，影响切割效率。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种在使用中仅需更换喷嘴、喷嘴更换精度高、成本低、性能可靠的用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，彻底解决现有激光切割头使用中存在的上述问题。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种用于绝缘地保持导电喷嘴的
激光切割头结构，包括金属本体、绝缘体、喷嘴基座、喷嘴和导线，其中：金属本体内开有通孔；绝缘体外壁与所述金属本体的内壁连接，绝缘体内有通孔；喷嘴基座(3)外壁与所述绝缘体的内壁连接，喷嘴基座内有通孔；喷嘴设置在喷嘴基座的通孔内，所述喷嘴与所述喷嘴基座连接；导线的一端依次穿过金属本体和绝缘体与所述喷嘴基座连接，所述导线的另一端伸出金属本体，且导线外表面设有绝缘层；
[0010]进一步的，绝缘体为玻璃管；
[0011]进一步的，玻璃管的管壁厚度不超过毫米；玻璃管的外壁与金属本体的内壁用胶密封连接；玻璃管的内壁与喷嘴基座的外壁用胶密封连接。
[0012]进一步的，玻璃管管壁外径与金属本体内孔径的配合间隙在0.05毫米以内。
[0013]进一步的，所述玻璃管的内径与所述喷嘴基座的外径的配合间隙在0.05毫米以内。
[0014]进一步的，所述绝缘体为绝缘胶层，所述绝缘胶层将所述喷嘴基座的外壁和所述金属本体的内壁粘接在一起，用于实现喷嘴基座和金属本体的连接以及相互之间的绝缘，所述绝缘胶层的厚度在0.3毫米以内。
[0015]进一步的，所述喷嘴基座的下端向外延伸，形成第一延伸层，所述第一延伸层与所述绝缘层用胶连接，所述第一延伸层用于遮挡切割辐射；
[0016]进一步的，所述喷嘴的下端向外延伸，形成第二延伸层，第二延伸层的延伸距离不超过所述喷嘴基座的外径。
[0017]进一步的，所述金属本体、喷嘴基座和喷嘴由铜制造。
[0018]进一步的，所述喷嘴基座的内壁设置有螺纹；所述喷嘴的外部设置有螺纹，所述喷嘴与所述喷嘴基座螺纹连接，所述螺纹为细牙螺纹。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0020]本专利技术提供的用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，使激光切割加工中的频繁更换的易损件由现在的陶瓷环、密封圈和喷嘴，减少为只需更换喷嘴，在使用中只有喷嘴一个部件需要更换，简化了部件更换的步骤，降低了激光切割头中各部件的损耗；能够进一步降低激光切割中气体的使用成本、提高切割效率。
[0021]进一步的，本专利技术的绝缘层采用玻璃管或绝缘胶层，玻璃管具备绝缘效果，并且具备非常高的加工精度，其厚度比陶瓷环更易控制，玻璃管与金属本体和喷嘴基座用胶密封连接，三者之间的间距易于控制；采用玻璃管进行绝缘隔离或者直接将金属本体和喷嘴基座通过绝缘胶层粘接在一起，都能很好的保持激光切割头各个部件之间的精密配合度，特别是在更换喷嘴时，本专利技术的连接关系具有更高的可靠性和精度，避免出现喷嘴的内壁与通过喷嘴的激光束相干涉，导致用气量增大、使用成本增加的问题。
[0022]进一步的，本专利技术中喷嘴与喷嘴基座采用细牙螺纹连接，一方面便于喷嘴的拆卸和更换，另一方面大幅提升了喷嘴更换的精度及密封效果，不仅有效降低气体的使用量，降低成本；而且可以提高气压，增加切割效率；本专利技术还具备结构简单连接关系可靠性高的优点，不需要在设备中设置两维精密调整装置，不仅有效降低了成本，而且方便操作。
[0023]进一步的，本专利技术的金属本体、喷嘴基座和喷嘴由铜制成，铜具有良好的导热性和较高的导电率，可以保证良好的电容信号。
[0024]进一步的，本专利技术中喷嘴基座的下端向外延伸形成第一延伸层，该第一延伸层起
绝缘的情况下与喷嘴4实现电导通。
[0038]图2A为按本专利技术提出的第一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构给出的一种切割头的具体结构。在这里：金属本体1的一端收口，其上可以安装保护玻璃并与切割头的镜头的外壳体连接；绝缘体2为圆柱玻璃管，玻璃管壁厚度通常小于1毫米，其外径与金属本体内孔径的配合间隙通常控制在0.05毫米以内，与金属本体用胶粘接在一起；喷嘴基座3由铜制作，内孔上有细牙螺纹，其外径与玻璃管绝缘体的内径间隙通常控制在0.05毫米以内；喷嘴基座3的下端向外延伸形成一个圆盘形延伸层，该延伸层用于遮挡切割辐射，以免切割辐射进入玻璃管，并且该延伸层增加了喷嘴与喷嘴基座的接触面积，与玻璃管之间用胶粘接；具有绝缘层的导线5与穿过金属本体1和玻璃绝缘管2上的孔与喷嘴基座3连接；喷嘴4外部上端有细牙螺纹，与喷嘴基座3螺纹连接，这种连接容易更换并能保证互换精度，喷嘴下端向外延伸形成一个圆盘形延伸层，该圆盘形延伸层延伸距离不超过喷嘴基座3的外径，用于增大喷嘴端面与喷嘴基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，其特征是：包括金属本体(1)、绝缘体(2)、喷嘴基座(3)、喷嘴(4)和导线(5)，其中：所述金属本体(1)内开有通孔；所述绝缘体(2)外壁与所述金属本体(1)的内壁连接，所述绝缘体(2)内有通孔；所述喷嘴基座(3)外壁与所述绝缘体(2)的内壁连接，所述喷嘴基座(3)内有通孔；所述喷嘴(4)设置在所述喷嘴基座(3)的通孔内，所述喷嘴(4)与所述喷嘴基座(3)连接；所述导线(5)的一端依次穿过金属本体(1)和绝缘体(2)与所述喷嘴基座(3)连接，所述导线(5)的另一端伸出金属本体(1)，且导线(5)外表面设有绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，其特征是：所述绝缘体(2)为玻璃管(21)。3.根据权利要求2所述的一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，其特征是：所述玻璃管(21)的管壁厚度不超过1毫米；所述玻璃管(21)的外壁与所述金属本体(1)的内壁用胶密封连接；所述玻璃管(21)的内壁与所述喷嘴基座(3)的外壁用胶密封连接。4.根据权利要求2所述的一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构，其特征是：所述玻璃管(21)管壁外径与所述金属本体(1)内孔径的配合间隙在0.05毫米以内。5.根据权利要求2所述的一种用于绝缘地保持导电喷嘴的激光切割头结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：方笑尘，方强，
申请(专利权)人：方笑尘，
类型：发明
国别省市：