激光切割系统用光纤激光切割头技术方案

本发明专利技术涉及激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气装置和切割头，其特征在于：调焦装置中，调焦筒活动装配于调焦筒滑道内，调焦旋钮座紧固于焦点调节座上，调焦刻度盘与调焦旋钮座紧固在一起，调焦旋钮通过调焦刻度盘卡装在调焦旋钮座内孔中，调焦旋钮能顺畅旋转运动但不能轴向移动；调焦筒连接板外侧设有一卡槽，调焦旋钮内侧设有一环形凸台，环形凸台中心与调焦旋钮的旋转中心偏置，环形凸台配合嵌置在卡槽内；聚焦镜片安装在调焦筒内。本发明专利技术调焦调节快速，能够确保切割质量；保护镜拆卸方便，拆装后不需调整；导气装置能有效辅助激光切割，提高切割质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气装置和切割头，其特征在于：调焦装置中，调焦筒活动装配于调焦筒滑道内，调焦旋钮座紧固于焦点调节座上，调焦刻度盘与调焦旋钮座紧固在一起，调焦旋钮通过调焦刻度盘卡装在调焦旋钮座内孔中，调焦旋钮能顺畅旋转运动但不能轴向移动；调焦筒连接板外侧设有一卡槽，调焦旋钮内侧设有一环形凸台，环形凸台中心与调焦旋钮的旋转中心偏置，环形凸台配合嵌置在卡槽内；聚焦镜片安装在调焦筒内。本专利技术调焦调节快速，能够确保切割质量；保护镜拆卸方便，拆装后不需调整；导气装置能有效辅助激光切割，提高切割质量。【专利说明】激光切割系统用光纤激光切割头
本专利技术涉及一种激光切割系统用光纤激光切割头，属于激光加工
。
技术介绍
激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料 加热到几千甚至上万摄氏度，使材料瞬间熔化或汽化，再用高压气体将熔化或汽化物质从 切缝中吹走，从而达到切割材料的目的。光纤切割比传统切割速度更快效率更高，加工时间短，热影响区小，热变形和加工 变形小。激光束聚焦光斑小，可进行更加精细的微加工，传导与聚焦性能更加优越，功率与 能量易控。紧凑轻便的模块化机械组件设计，重量轻便，尤其适合于工厂车间使用。近年国内对激光材料加工的需求，尤其是光纤激光切割的需求迅速增加。而且国 产设备近几年来销售量也大增，激光企业近年发展势头迅猛。但是纵观这些激光企业，其主 要高端核心部件一光纤激光切割头的技术水平仍然不高，极大地限制了激光切割行业的 进一步发展。光纤激光切割头一般包括光纤接头、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气 装置和切割头几大部分，这几大部分从上到下顺次连接，它们的轴向中心位于同一轴线上。 其中的光纤接头用于与激光发生器的光纤输出单元连接，接收激光。由于接收到的激光属 于发散光，需要用水平调节装置来调整入射光角度，将发散的激光通过安装在水平调节装 置内部的准直镜片转换成平行激光才能继续使用。调节后的平行激光再次经过调焦装置中 的聚焦镜片，到达切割表面；为了获得最佳的切割效果，可以旋转调焦装置上的调焦旋钮， 根据板材厚度调整到最合适的焦点。保护镜装置用于将外界与切割头内部的光路隔绝，保 证光路的密封，防止灰尘和杂质进入光路，延长整个光纤激光切割头的使用寿命。导气装置 用于在激光切割加工过程中辅助激光切割。切割头连接在导气装置之下，切割头上安装有 传感器，传感器接头与传感信号处理电路和线性驱动控制电路连接，能使切割头与工件表 面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获得最佳的切割质量提供保证。但现有的光纤激光切割头一般存在下述问题:1、在调焦装置中，传统的激光头焦距调节主要采用手动调节旋钮方式，也就是通过相 关机构将旋转运动转化为直线运动，从而实现焦点位置的上下调节。但由于采用手动调节 的扭矩相对较小，相关零部件的配合较松，容易出现焦距调节后焦点中心位置发生变化的 问题，影响切割质量。2、在保护镜装置中，激光头保护镜的使用寿命短，在实际使用中需经常拆卸更换。 传统的保护镜装置在拆卸保护镜时要先用工具拆卸4颗锁紧螺栓，然后拔出安装座，在更 换保护镜后再将其插回，重新锁紧4个紧固螺栓。传统的激光头保护镜中，保护镜座安装座 在拆卸安装后易导致焦点中心偏离，因此每次拆卸后都必须重新调节焦点中心位置，工作 量较大，工作效率较低。另外在使用时间较长后，密封圈老化易发生漏气现象。3、在导气装置中，传统的激光头内部气道一端被位于进气口上方的保护镜密封，另一端为孔径很小的喷嘴，直通大气。气流直接通过通气接头进入激光头内部气道，再杂乱 无章地从喷嘴流出，辅助激光进行切割。这种吹气方式中的气流是垂直射入激光头内部气 道，因此气流在内部传输方向紊乱，一定程度上降低了气体流动速度，从而降低了辅助激光 切割的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种全新设计的激光切割系 统用光纤激光切割头，其结构巧妙合理，调焦装置调节快速，调节好激光焦距位置后焦点中 心位置非常稳定，能够确保切割质量；保护镜装置中的保护镜拆卸更换方便，在拆卸过程中 激光头的焦点中心位置不会发生任何变化，拆装后不需任何调整，方便快捷；导气装置能够 让激光头内部气道中的气流保持均匀，气流流出时速度快，有效辅助激光切割，提高切割质 量和效率，并且对保护镜具有一定的保护效果，能够延长保护镜的使用寿命。按照本专利技术提供的技术方案:激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺 次同轴连接的光纤接头、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气装置和切割头，其特征 在于:所述调焦装置包括焦点调节座、调焦旋钮座、调焦刻度盘、调焦旋钮、调焦筒连接板、 调焦筒和聚焦镜片；所述焦点调节座内设有调焦筒滑道，调焦筒活动装配于调焦筒滑道内， 调焦筒与调焦筒连接板连接成一个能够沿着调焦筒滑道进行上下滑动的刚体结构；所述调 焦旋钮座紧固于焦点调节座上，调焦刻度盘与调焦旋钮座紧固在一起，调焦旋钮通过调焦 刻度盘卡装在调焦旋钮座内孔中，调焦刻度盘限制调焦旋钮往外移动，调焦旋钮能顺畅旋 转运动但不能轴向移动；所述调焦筒连接板外侧设有一卡槽，所述调焦旋钮内侧设有一环 形凸台，该环形凸台中心与调焦旋钮的旋转中心偏置，环形凸台配合嵌置在调焦筒连接板 上的卡槽内，调焦旋钮旋转带动环形凸台旋转，环形凸台旋转驱动调焦筒连接板和调焦筒 沿着调焦筒滑道进行上下滑动；聚焦镜片安装在调焦筒内，跟随调焦筒同步移动。作为本专利技术的进一步改进，所述保护镜装置包括保护镜座、保护镜座安装座、保护 镜压圈、密封圈、紧固螺栓和保护镜座支架；所述保护镜座安装座内设有安装腔，所述保护 镜座设置在安装腔内并可从保护镜座安装座一侧的开口抽出；所述保护镜置于保护镜座 内，保护镜压圈设置在保护镜之上，密封圈设置在保护镜之下；所述保护镜座底部设有圆凹 槽，所述密封圈紧装配在圆凹槽内，密封圈的上唇口与保护镜下表面接触，密封圈的下唇口 与下方导气装置中导气筒座的顶面接触；所述保护镜座支架与保护镜座连接成一体，保护 镜座支架通过紧固螺栓紧固连接在保护镜座安装座上。作为本专利技术的进一步改进，所述导气装置包括导气筒座和导气筒，导气筒座和导 气筒位于保护镜下方，导气筒座内设有导气筒安装腔，导气筒安装在导气筒安装腔中，导气 筒下部外壁与导气筒安装腔内壁密封配合，导气筒中部外周壁上设有环形槽，导气筒上部 外壁与导气筒安装腔内壁之间留有环形缝隙，导气筒顶面与保护镜下表面之间留有顶部缝 隙，导气筒中心设有导气通道；所述导气筒座下方连接切割头，切割头内设有激光头内部气 道，激光头内部气道下端安装喷嘴；所述导气筒座上设有进气口，该进气口依次通过环形 槽、环形缝隙、顶部缝隙和导气通道与激光头内部气道连通。作为本专利技术的进一步改进，所述调焦旋钮外周壁上设有环形凹槽，该环形凹槽内 装有第一 0型密封圈，所述第一 0型密封圈与调焦旋钮座内孔壁紧配合。作为本专利技术的进一步改进，所述调焦筒两端的外周壁上设有环形凹槽，环形凹槽 内装有第二 0型密封圈，所述第二 0型密封圈与调焦筒滑道壁紧配合。作为本专利技术的进一步改进，所述调焦旋钮本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光切割系统用光纤激光切割头，包括从上向下顺次同轴连接的光纤接头（1）、水平调节装置（2）、调焦装置（3）、保护镜装置（4）、导气装置（5）和切割头（6），其特征在于：所述调焦装置（3）包括焦点调节座（3.1）、调焦旋钮座（3.2）、调焦刻度盘（3.3）、调焦旋钮（3.4）、调焦筒连接板（3.5）、调焦筒（3.9）和聚焦镜片（3.11）；所述焦点调节座（3.1）内设有调焦筒滑道（3.1a），调焦筒（3.9）活动装配于调焦筒滑道（3.1a）内，调焦筒（3.9）与调焦筒连接板（3.5）连接成一个能够沿着调焦筒滑道（3.1a）进行上下滑动的刚体结构；所述调焦旋钮座（3.2）紧固于焦点调节座（3.1）上，调焦刻度盘（3.3）与调焦旋钮座（3.2）紧固在一起，调焦旋钮（3.4）通过调焦刻度盘（3.3）卡装在调焦旋钮座（3.2）内孔中，调焦刻度盘（3.3）限制调焦旋钮（3.4）往外移动，调焦旋钮（3.4）能顺畅旋转运动但不能轴向移动；所述调焦筒连接板（3.5）外侧设有一卡槽（3.5a），所述调焦旋钮（3.4）内侧设有一环形凸台（3.4a），该环形凸台（3.4a）中心与调焦旋钮（3.4）的旋转中心偏置，环形凸台（3.4a）配合嵌置在调焦筒连接板（3.5）上的卡槽（3.5a）内，调焦旋钮（3.4）旋转带动环形凸台（3.4a）旋转，环形凸台（3.4a）旋转驱动调焦筒连接板（3.5）和调焦筒（3.9）沿着调焦筒滑道（3.1a）进行上下滑动；聚焦镜片（3.11）安装在调焦筒（3.9）内，跟随调焦筒（3.9）同步移动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾军河，陈继良，彭文斌，
申请(专利权)人：无锡庆源激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：