CN105499790A - 一种激光加工头 - Google Patents

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周少华
丁维书
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam

Abstract

本发明涉及激光加工技术领域，提供一种激光加工头，包括固定聚光透镜座、聚光透镜腔体、转动聚光透镜座、伺服马达、长焦聚光透镜、短焦聚光透镜、传动齿轮，所述长焦聚光透镜固定于固定聚光透镜座上，所述短焦聚光透镜固定于转动聚光透镜座上，所述转动聚光透镜座与传动齿轮相连，传动齿轮与伺服马达相连，所述固定聚光透镜座和转动聚光透镜座上下固连垂直安装于聚光透镜腔体内，长焦聚光透镜和短焦聚光透镜的焦点不重合，长焦聚光透镜焦点在短焦聚光透镜焦点下方。本发明利用两个圆柱形非球面聚焦镜片将激光光束聚焦为一个椭圆型光点，有效提高加工速度。

Description

一种激光加工头
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，具体的说是一种激光加工头。
背景技术
在激光加工机的加工头中，保持有会聚激光光束的聚光光学***，聚光透镜会聚的激光光束以及辅助气体供给口供给的辅助气体从加工头的加工喷嘴朝向被加工工件，由此加工件被加工。
近年来，在激光加工中，随着性能的提高，加工动作的高速化及超高速化也在发展。传统的激光加工头通过单个双弧面聚焦镜片把激光束聚焦为一个圆形的光点进行加工，但是加工速度受到了一定的限制，在不提高激光器的功率的情况下很难提高加工速度。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种激光加工头，它利用两个圆柱形非球面聚焦镜片将激光光束聚焦为一个椭圆型光点，有效提高加工速度。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种激光加工头，包括固定聚光透镜座、聚光透镜腔体、转动聚光透镜座、气体密封腔体、喷嘴、伺服马达、长焦聚光透镜、短焦聚光透镜、传动齿轮、保护镜片，所述长焦聚光透镜固定于固定聚光透镜座上，所述短焦聚光透镜固定于转动聚光透镜座上，所述转动聚光透镜座与传动齿轮相连，传动齿轮与伺服马达相连，所述固定聚光透镜座和转动聚光透镜座上下固连垂直安装于聚光透镜腔体内，长焦聚光透镜和短焦聚光透镜的焦点不重合，长焦聚光透镜焦点在短焦聚光透镜焦点下方，所述聚光透镜腔体下方连接喷嘴，喷嘴入光口处设有保护镜片，保护镜片下方为气体密封腔体。
在上述技术方案中，所述气体密封腔体与切割气体送气装置相连。
在上述技术方案中，所述长焦聚光透镜和短焦聚光透镜均为圆柱形非球面聚焦镜片，其入光面为曲面，出光面为平面，且长焦聚光透镜的焦距为短焦聚光透镜的2倍。
本发明激光加工头利用双圆柱形非球面聚焦镜片将激光光束聚焦为一个椭圆形光点，加工的过程中沿椭圆形光点的长轴方向进行移动加工，在加工的过程中始终保持椭圆光点的长轴方向沿着加工图形边框切线方向加工，从而使加工速度提高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中双圆柱形非球面聚焦镜片形成椭圆光点的示意图。
图中：1、固定聚光透镜座，2、聚光透镜腔体，3、激光，4、转动聚光透镜座，5、气体密封腔体，6、喷嘴，7、伺服马达，8、长焦聚光透镜，9、短焦聚光透镜，10、传动齿轮，11、保护镜片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1、2所示，本实施例提供一种激光加工头，包括固定聚光透镜座1、聚光透镜腔体2、转动聚光透镜座4、气体密封腔体5、喷嘴6、伺服马达7、长焦聚光透镜8、短焦聚光透镜9、传动齿轮10、保护镜片11，所述长焦聚光透镜8固定于固定聚光透镜座1上，所述短焦聚光透镜9固定于转动聚光透镜座4上，所述转动聚光透镜座4与传动齿轮10相连，传动齿轮10与伺服马达7相连，所述固定聚光透镜座1和转动聚光透镜座4上下固连垂直安装于聚光透镜腔体2内，长焦聚光透镜8和短焦聚光透镜9的焦点不重合，长焦聚光透镜焦点在短焦聚光透镜焦点下方，在伺服马达7和传动齿轮10的作用下固定聚光透镜座1和转动聚光透镜座4一起旋转，所述聚光透镜腔体2下方连接喷嘴6，喷嘴6入光口处设有保护镜片10，保护镜片10下方为气体密封腔体5。
在上述技术方案中，所述气体密封腔体5与切割气体送气装置相连。
在上述技术方案中，所述长焦聚光透镜8和短焦聚光透镜9均为圆柱形非球面聚焦镜片，其入光面为曲面，出光面为平面，且长焦聚光透镜8的焦距为短焦聚光透镜9的2倍。
本发明通过聚光光学***会聚激光束并通过加工喷嘴照射，同时从加工喷嘴喷射辅助气体并进行激光加工被加工工件。本发明工作时，在沿激光的光轴方向经过长焦聚光透镜8聚焦后再通过短焦聚光透镜9后把激光束聚焦为一个椭圆形的光点，调节长焦聚光透镜8和短焦聚光透镜9的距离可以调节聚焦后椭圆光点的大小，旋转长焦聚光透镜8和短焦聚光透镜9可以改变聚焦后椭圆光点的方向，通过伺服马达7、传动齿轮10带动转动聚光透镜座4转动而让椭圆光点的长轴方向始终沿加工图形边框切线方向工作，从而提高加工速度。
本发明的上述实例仅仅为清楚说明本发明所作的举例，而非本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种激光加工头，其特征是：包括固定聚光透镜座、聚光透镜腔体、转动聚光透镜座、气体密封腔体、喷嘴、伺服马达、长焦聚光透镜、短焦聚光透镜、传动齿轮、保护镜片，所述长焦聚光透镜固定于固定聚光透镜座上，所述短焦聚光透镜固定于转动聚光透镜座上，所述转动聚光透镜座与传动齿轮相连，传动齿轮与伺服马达相连，所述固定聚光透镜座和转动聚光透镜座上下固连垂直安装于聚光透镜腔体内，所述长焦聚光透镜和短焦聚光透镜的焦点不重合，长焦聚光透镜焦点在短焦聚光透镜焦点下方，所述聚光透镜腔体下方连接喷嘴，喷嘴入光口处设有保护镜片，保护镜片下方为气体密封腔体。
2.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征是：所述气体密封腔体与切割气体送气装置相连。
3.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征是：所述长焦聚光透镜和短焦聚光透镜均为圆柱形非球面聚焦镜片，其入光面为曲面，出光面为平面，且长焦聚光透镜的焦距为短焦聚光透镜的2倍。
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