CN102039491A - 手动调焦双镜腔激光切割头 - Google Patents

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罗敬文
宋维健
林文元
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Abstract

一种手动调焦双镜腔激光切割头，包括基座、连接头、聚焦镜组件、电容头和喷嘴，还包括防碰撞机构、手动调焦机构和水冷环。聚焦镜组件包括第一镜腔和第二镜腔，第一镜腔内设有第一抽屉式镜座，第二镜腔内设有第二抽屉式镜座，第一抽屉式镜座内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座内安装有5英寸聚焦镜。本发明具有双镜座，可手动安装5英寸或7.5英寸聚焦镜。具有手动调焦功能和防撞功能，可检测径向平面内的任意角度碰撞，并立即停机保护切割头；碰撞减除后，可自动复位到原来位置继续切割。镜片采用水冷却的方式，有效地延长了镜片寿命。

Description

手动调焦双镜腔激光切割头
技术领域
本发明涉及激光切割机，尤其涉及一种激光切割机中的手动调焦双镜腔激光切割头。
背景技术
激光切割作为一种新型热切割技术，具有切割速度快，生产效率高，切割端面质量好，热影响区小和环保等优点，已经成为主要的金属板材切割方式之一，得到了越来越广泛的应用。随着大功率激光技术的不断发展，激光切割的加工能力、效率和质量都在不断提高。但现有大功率激光切割机还存在以下问题：1、切割头的结构简单，功能单一，只能在固定位置安装聚焦镜；2、虽然部分切割头已采用防碰撞的技术，但均为简单的机械方式，在碰撞消除后无法自动恢复；3、采用气冷的冷却方式，镜片冷却不均匀，冷却能力也不足，不能满足大功率激光切割机的要求。上述不足给激光切割的应用带来了较大不便，限制了激光切割的应用领域。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种手动调焦双镜腔激光切割头。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种手动调焦双镜腔激光切割头，安装在激光切割机的机头上，包括基座以及顺序安装在基座上的连接头、聚焦镜组件、电容头和喷嘴，其特点是，还包括防碰撞机构、手动调焦机构和水冷环；所述的聚焦镜组件包括顺序设置在激光光路上的第一镜腔和第二镜腔，第一镜腔内设有第一抽屉式镜座，第二镜腔内设有第二抽屉式镜座，第一抽屉式镜座内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座内安装有5英寸聚焦镜；手动调焦机构包括导轨和调整螺母，导轨设置在基座上，聚焦镜组件架设在导轨上可沿导轨上下移动，调整螺母安装在聚焦镜组件的上端可带动聚焦镜组件上下移动；防碰撞机构包括微动开关和弹簧，微动开关和弹簧分别设置在连接头与激光切割机的机头之间，水冷环设置在第一镜腔和第二镜腔之间。
还包括第一径向调节旋钮和第二径向调节旋钮，第一径向调节旋钮安装在第一镜腔旁边并与第一抽屉式镜座相连用于调节7.5英寸聚焦镜的径向位置，第二径向调节旋钮安装在第二镜腔旁边并与第二抽屉式镜座相连用于调节5英寸聚焦镜的径向位置。
还包括四个喷嘴调节旋钮，四喷嘴调节旋钮周向均匀分布安装在基座的下端并分别与喷嘴接触相连可调节喷嘴的径向位置。
还包括四个同轴调节螺钉，四个同轴调节螺钉周向均匀分布安装在连接头上可调节切割头的径向位置。
本发明手动调焦双镜腔激光切割头由于采用了以上技术方案，具有以下的优点和特点：
1、具有双镜腔和两个抽屉式镜座，用户可以根据切割工艺的需要，快速安装5英寸或7.5英寸聚焦镜，大大增加了激光切割机的适用范围。
2、具有防撞功能，可自动检测径向平面内任意角度的碰撞和即时停机，避免了因操作或编程不当造成切割头损坏，碰撞消除后，可自动恢复到原位继续切割。
3、镜片采用水冷却的方式，提高了冷却效率，延长镜片使用寿命；
附图说明
图1是本发明手动调焦双镜腔激光切割头的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的手动调焦双镜腔激光切割头，安装在激光切割机的机头1上，包括基座2以及顺序安装在基座上的连接头3、聚焦镜组件4、电容头5、喷嘴51、防碰撞机构6、手动调焦机构7和水冷环8。
本发明中的聚焦镜组件4包括顺序设置在激光光路上的第一镜腔41和第二镜腔42，第一镜腔内41设有第一抽屉式镜座411，第二镜腔42内设有第二抽屉式镜座421，第一抽屉式镜座411内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座421内安装有5英寸聚焦镜。在第一镜腔41旁边安装有第一径向调节旋钮43，第一径向调节旋钮43与第一抽屉式镜座411相连用于调节7.5英寸聚焦镜的径向位置，在第二镜腔42旁边安装有第二径向调节旋钮44，第二径向调节旋钮44与第二抽屉式镜座相连用于调节5英寸聚焦镜的径向位置。
手动调焦机构7包括导轨71和调整螺母72，导轨71设置在基座2上，聚焦镜组件4架设在导轨71上可沿导轨上下移动，调整螺母72安装在聚焦镜组件的上端可带动聚焦镜组件上下移动；用于调节两个镜座的轴向位置。
防碰撞机构6包括微动开关61和弹簧62，微动开关61和弹簧62分别设置在连接头3与激光切割机的机头1之间。微动开关61检测碰撞并发出停机信号，弹簧62受迫压缩从而吸收碰撞冲击力，保护切割头。当碰撞消除后，弹簧62复位到保护状态，切割头复位可继续切割。
水冷环8设置在第一镜腔41和第二镜腔42之间。用于冷却两个镜腔及设置在其内的镜座和镜片。
还包括四个喷嘴调节旋钮9，四喷嘴调节旋钮周向均匀分布安装在基座2的下端并分别与喷嘴51接触相连可调节喷嘴的径向位置。
还包括四个同轴调节螺钉10，四个同轴调节螺钉10周向均匀分布安装在连接头3上可调节切割头的径向位置。
本发明的手动调焦双镜腔激光切割头的工作过程和原理可结合图1说明如下：
激光从顶部进入切割头，然后通过安装在第二抽屉式镜座42或第一抽屉式镜座41上的聚焦镜进行聚焦，与辅助气体一同通过电容头5和喷嘴51照射到钢板上，切割钢板。
第二抽屉式镜座42用于安放装5英寸的聚焦镜，第一抽屉式镜座41用于安装7.5英寸的聚焦镜，聚焦镜可手动快速安装或拆卸。第二径向调节旋钮44用于调节5英寸的聚焦镜的径向位置，第一径向调节旋钮43用于调节7.5英寸的聚焦镜的径向位置。手动调焦机构7用于调节两个镜座的轴向位置。同轴调节螺钉10用于调节整个切割头的径向位置。喷嘴调节旋钮9用于调节喷嘴的径向位置。通过协同调整两个径向调节旋钮43和44、手动调焦机构7、同轴调节螺钉10和喷嘴调节旋钮9来实现光路的调整。水冷环8用于冷却镜片。
当切割头在径向平面内发生任意角度碰撞后，微动开关61会迅速检测碰撞并发出停机信号，同时弹簧62被迫压缩从而吸收碰撞冲击力，保护切割头。当碰撞消除后，控制器会自动根据记录的原始位置恢复到原位继续切割，弹簧62变形减除，恢复到保护状态，可避免因操作或编程不当造成的切割头损失。

Claims (4)

1.一种手动调焦双镜腔激光切割头，安装在激光切割机的机头上，包括基座以及顺序安装在基座上的连接头、聚焦镜组件、电容头和喷嘴，其特征在于：还包括防碰撞机构、手动调焦机构和水冷环；所述的聚焦镜组件包括顺序设置在激光光路上的第一镜腔和第二镜腔，第一镜腔内设有第一抽屉式镜座，第二镜腔内设有第二抽屉式镜座，第一抽屉式镜座内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座内安装有5英寸聚焦镜；手动调焦机构包括导轨和调整螺母，导轨设置在基座上，聚焦镜组件架设在导轨上可沿导轨上下移动，调整螺母安装在聚焦镜组件的上端可带动聚焦镜组件上下移动；防碰撞机构包括微动开关和弹簧，微动开关和弹簧分别设置在连接头与激光切割机的机头之间，水冷环设置在第一镜腔和第二镜腔之间。
2.如权利要求1所述的手动调焦双镜腔激光切割头，其特征在于：还包括第一径向调节旋钮和第二径向调节旋钮，第一径向调节旋钮安装在第一镜腔旁边并与第一抽屉式镜座相连用于调节7.5英寸聚焦镜的径向位置，第二径向调节旋钮安装在第二镜腔旁边并与第二抽屉式镜座相连用于调节5英寸聚焦镜的径向位置。
3.如权利要求1所述的手动调焦双镜腔激光切割头，其特征在于：还包括四个喷嘴调节旋钮，四喷嘴调节旋钮周向均匀分布安装在基座的下端并分别与喷嘴接触相连可调节喷嘴的径向位置。
4.如权利要求1所述的手动调焦双镜腔激光切割头，其特征在于：还包括四个同轴调节螺钉，四个同轴调节螺钉周向均匀分布安装在连接头上可调节切割头的径向位置。
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