一种高功率激光切割头制造技术

本申请公开了一种高功率激光切割头，该激光切割头包括：喷头本体、设置在所述喷头本体上的陶瓷环、设置在所述喷头本体下方的螺纹片和喷嘴；所述螺纹片上设置有贯穿所述陶瓷环的导热柱；所述导热柱上方安装有金属弹性探针，所述金属弹性探针的外侧设置有温度感应片，所述温度感应片上连接有第一信号线，所述第一信号线用于将所述温度感应片采集到的温度数据传输至温度处理模块。传输至温度处理模块。传输至温度处理模块。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率激光切割头


[0001]本申请涉及激光切割领域，尤其涉及一种高功率激光切割头。

技术介绍

[0002]喷嘴高温是激光加工中一种常见现象，激光切割头内部出现大量的杂散光，部分会被喷嘴吸收导致其高温，激光的不同轴、长时间密集加工也会造成喷嘴高温；高温导致喷嘴变形，影响激光切割机的随动，导致切割和穿孔高度异常，严重的会引起加工事故。
[0003]现有技术中的普遍做法是切割时使用高压冷却气体吹至喷嘴结合面进行降温，其缺点有以下几点：
[0004]1、难以根据喷嘴高低的温度反馈，开机即喷嘴吹气，浪费气体和能源；
[0005]2、喷嘴高温会影响电容调高，影响切割和穿孔高度进而影响加工效果；
[0006]3、尤其在激光光偏、镜片脏污、长时间大功率密集加工时会造成喷嘴的温度骤升，常规冷却气体已无法起作用，不能立即停机进行保护，进而造成事故；
[0007]基于此，在不改变现有激光头原理性结构的前提下，需要一种能够实时监控喷嘴温度的装置，以保证在激光切割过程中的安全性。

技术实现思路

[0008]本申请提供了一种高功率激光切割头，解决了当喷嘴出现异常温度时难以及时察觉，导致加工事故的技术问题。
[0009]一种高功率激光切割头，包括：
[0010]喷头本体、设置在所述喷头本体上的陶瓷环、设置在所述喷头本体下方的螺纹片和喷嘴；
[0011]所述螺纹片上设置有贯穿所述陶瓷环的导热柱；
[0012]所述导热柱上方安装有金属弹性探针，所述金属弹性探针的外侧设置有温度感应片，所述温度感应片上连接有信号线，所述信号线用于将所述温度感应片采集到的温度数据传输至温度处理模块。
[0013]在本申请的一种实施例中，还包括温度感应模块；所述温度感应模块包括所述导热柱、所述金属弹性探针、所述温度感应片、绝缘导热结构、所述信号线；所述金属弹性探针被绝缘导热结构紧密环绕，所述金属弹性探针的上端连接有第二信号线，所述第二信号线用于将电容信号导出到嵌入式控制器；所述绝缘导热结构上半部分通过螺纹固定在所述喷头本体上，所述绝缘导热结构的下半部分被温度感应片紧密环绕；所述温度感应片一端设置有第一信号线，用于实时采集温度数据，并通过所述第一信号线传输温度信号到温度处理模块。
[0014]在本申请的一种实施例中，所述温度处理模块采用嵌入式处理芯片，用于对来自所述温度感应片的所述温度信号进行处理。
[0015]在本申请的一种实施例中，所述温度处理模块包括控制单元；所述控制单元，用于
根据所述第一信号线接收到的温度信号，获取温度值；当检测到所述喷嘴温度低于第二预警温度值时，发送信号给电磁阀，关闭侧吹气体；当检测到所述喷嘴温度高于所述第二预警温度值时，发送信号给所述电磁阀，打开侧吹气体。
[0016]在本申请的一种实施例中，还包括报警模块；所述报警模块与所述温度处理模块连接，用于当检测到喷嘴温度高于第一预警温度值时，触发急停指令，输出低电平到急停信号端子，关闭激光保护设备和喷头开关。
[0017]在本申请的一种实施例中，所述喷头本体、所述陶瓷环、所述螺纹片、所述喷嘴顺序连接；其中，所述陶瓷环与所述螺纹片一体连接，所述喷嘴通过螺纹紧密固定于螺纹片上。
[0018]在本申请的一种实施例中，所述温度感应模块设置在所述喷头本体内部。
[0019]在本申请的一种实施例中，所述绝缘导热结构为导热塑料。
[0020]在本申请的一种实施例中，所述导热柱为铜柱。
[0021]本申请提供了一种高功率激光切割头，至少包括以下有益效果：通过陶瓷环上的铜柱实时监测喷嘴温度，能够在喷嘴即将出现温度异常前做出及时反馈直至停机，大幅度提高了激光切割设备使用的安全性和可靠性。通过将温度感应模块完全隐藏于机体内部，能够对温度感应片起到较好的保护作用，在高效测温的同时，不会对喷嘴电容造成影响，同时也达到了传感器免维护的目的。通过在激光切割设备内部的嵌入式控制器对接收的温度数据、电容数据等进行分析和处理，通过控制电磁阀对冷却气体进行控制，在温度达到第一预警阈值时可以及时发出报警信号进行保护，同时嵌入式控制器输出的针对喷嘴的温度生成的信号，可以发送至调高器进行内部校准，提高了设备的可靠性和智能性。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本申请实施例提供的喷嘴温度检测结构示意图。
[0024]附图标记
[0025]喷头本体1，陶瓷环2，螺纹片3，喷嘴4，导热柱5，金属弹性探针6，温度感应片7，绝缘导热结构8，第一信号线9，第二信号线10
具体实施方式
[0026]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，本领域普通技术人员在没有做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。
[0027]需要说明的是，本技术实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。
[0028]另外，还需要说明的是，本技术实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运
动。
[0029]最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
[0030]激光切割头的喷嘴主要作用有两个，一是整形气流，切割气体进入切割头底部经导气环整流后，变为流速相对均匀的气体，打在下保护镜下部，而后从喷嘴流出；二是电容采集，即作为电容的一极，与待加工的金属板材之间行成一个可变电容器，调高设备通过该电容计算喷嘴和待加工板材之间的相对距离。
[0031]喷嘴高温是激光加工中一种常见现象，激光切割头内部出现大量的杂散光，部分会被喷嘴吸收导致其高温，激光的不同轴、长时间密集加工也会造成喷嘴高温；高温导致喷嘴变形，影响激光切割机的随动，导致切割和穿孔高度异常，严重的会引起加工事故。
[0032]喷嘴冷却的普遍做法是切割时使用高压冷却气体吹至喷嘴结合面进行降温，其缺点有以下几点：
[0033]1、无根据喷嘴高低的温度反馈，开机即喷嘴吹气，浪费气体和能源；
[0034]2、喷嘴高温会影响电容调高，影响切割和穿孔高度进而影响加工效果；
[0035]3、尤其在激光光偏、镜片脏污、长时间大功率密集加工时会造成喷嘴的温度骤升，常规冷却气体已无法起作用，不能立即停机进行保护，进而造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率激光切割头，其特征在于，包括：喷头本体、设置在所述喷头本体上的陶瓷环、设置在所述喷头本体下方的螺纹片和喷嘴；所述螺纹片上设置有贯穿所述陶瓷环的导热柱；所述导热柱上方安装有金属弹性探针，所述金属弹性探针的外侧设置有温度感应片，所述温度感应片上连接有第一信号线，所述第一信号线用于将所述温度感应片采集到的温度数据传输至温度处理模块。2.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割头，其特征在于，还包括温度感应模块；所述温度感应模块包括所述导热柱、所述金属弹性探针、所述温度感应片、绝缘导热结构、所述信号线；所述金属弹性探针被绝缘导热结构紧密环绕，所述金属弹性探针的上端连接有第二信号线，所述第二信号线用于将电容信号导出到嵌入式控制器；所述绝缘导热结构上半部分通过螺纹固定在所述喷头本体上，所述绝缘导热结构的下半部分被温度感应片紧密环绕；所述温度感应片一端设置有第一信号线，用于实时采集温度数据，并通过所述第一信号线传输温度信号到温度处理模块。3.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割头，其特征在于，所述温度处理模块采用嵌入式处理芯片，用于对来自所述温度感应片的所述温度数据进行处理。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绪广，林高令，牛满钝，陈传明，张永泽，
申请(专利权)人：济南邦德激光股份有限公司，
类型：新型
国别省市：