CN214815764U - 一种激光雕刻机及其激光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光雕刻机及其激光模组。包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，所述激光头上罩设有保护罩，保护罩上对应于激光头射出激光的路径上设有避让孔以供激光穿过，保护罩的侧面上设置有至少一个连通保护罩内外的通风口，所述壳体的另一端安装有风扇，所述壳体内具有连通风扇的出风口与保护罩的内腔的风道，风扇运行时气流在壳体内经过激光管表面后从保护罩的通风口和避让孔中吹出。本申请的方案结构简单，但却能很好解决目前激光模组常见的飞屑污染激光头以及壳体内热量无法高效散出的技术问题，确保激光模组具有很好的切割效果并延长激光模组的使用寿命。

Description

一种激光雕刻机及其激光模组

技术领域

本实用新型涉及一种激光雕刻机及其激光模组。

背景技术

激光雕刻机是利用激光对需要雕刻的材料进行雕刻的一种先进设备，通过使用激光的热能对材料进行雕刻，激光雕刻机内的激光模组是其核心所在。激光雕刻机的工作原理：激光通过激光管产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。

目前常见的激光雕刻机均有五部分组成:机械平台、光学***、传动***、控制***和辅助***。

其中，传动***由三条高精度四均衡进口直线导轨、皮带、2个步进电机和若干个齿轮组成。机械***由机盖、导轨、底座、反射镜架等机械配件组成。

辅助***包括循环冷却水泵、吹气压缩机、抽烟排风机等。

光学***由激光管、激光电源、三个反射镜和一个聚焦头组成，现有技术均将光学***模块化，将激光管、光学镜组等装在一个壳体上，形成一个独立的模块，成为激光模组或激光雕刻模组，例如授权公告号为CN213163735U所公开的一种激光雕刻模组。

由于激光模组的激光头一般垂直待雕刻材料设置，尤其是对于3D的激光雕刻机，有可能激光头在运动过程中会处于待雕刻材料的下方或者斜下方，激光切割产生的飞屑可能会落在激光头上而导致激光头被污染，影响激光切割的效果。

另一方面，激光模组在长时间使用过程中，激光管及相关组件发热量逐步积累，使得壳体内温度较高，长时间运行会影响激光模组的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光雕刻机，用以解决切割飞屑容易落在激光头上而导致激光头被污染、影响切割效果且激光模组内易发热的技术问题；同时，本实用新型的目的还在于提供一种在上述激光雕刻机上使用的激光模组。

本实用新型的激光模组的技术方案如下：

激光模组包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，所述激光头上罩设有保护罩，保护罩上对应于激光头射出激光的路径上设有避让孔以供激光穿过，保护罩的侧面上设置有至少一个连通保护罩内外的通风口，所述壳体的另一端安装有风扇，所述壳体内具有连通风扇的出风口与保护罩的内腔的风道，风扇运行时气流在壳体内经过激光管表面后从保护罩的通风口和避让孔中吹出。

该方案的有益效果：通过在激光头上设置保护罩，可在很大程度上阻隔切割过程的飞屑落入激光头上，而避让孔的设置则确保激光可以毫无阻拦的穿过保护罩，但是避让孔依然可能会有进入飞屑的可能，为此，特意设计了风扇将保护罩吹风，使得保护罩内时刻有气流向外吹出，向外吹出的气流可以有效阻挡飞屑从避让孔中进入，但是考虑到壳体内的激光管的部件发热的问题，为了充分利用风扇，达到一举两得的目的，故而在壳体内于激光管等部件外表面与壳体内壁之间设置可通过气流的通道，并将风扇设置在另一端，确保风扇吹出的气流首先经过壳体内部以将壳体内部的热量带走，然后气流进入保护罩内，为了进一步加大气流的排出速度以达到更好降温的目的，同时也尽量避免万一进入飞屑从避让孔经过的话会干扰激光，所以在保护罩的侧面设置了通风口。由此可知，本申请的方案结构简单，但却能很好解决目前激光模组常见的飞屑污染激光头以及壳体内热量无法高效散出的技术问题，确保激光模组具有很好的切割效果并延长激光模组的使用寿命。

进一步地，激光模组还包括装有电子元器件的PCB板，PCB板安装在所述风扇的远离所述壳体的一端，PCB板与风扇间隔设置，风扇的进风口正对PCB板设置，外部气流经过PCB板与风扇之间的间隙进入风扇以带走PCB板上的热量。

该方案的有益效果：由于激光模组为一个独立部件，其PCB板上设置有许多电子元器件，使得PCB板也成为一个发热量较大的部件，因此，将PCB板设置在壳体的外部，并使得PCB板的四周处于开放状态以便与大气接触，方便散热，同时，为了进一步提高散热效果，也是最大化利用上述风扇，达到一举三得的目的，故而将PCB板设置在靠近风扇的进风口处，使得进入风扇的气流首先经过PCB板的表面，从而带走PCB板表面的热量。

进一步地，所述壳体为长方体形状，所述保护罩为方形，所述通风口有多个，分别设置在保护罩的一对相对的侧面上。

该方案的有益效果：通风口相对设置在两个对应的侧面上，具有方便对流的效果，即使风扇不工作或停止工作时，可以依靠自然风在两相对的通风口之间的流动达到将壳体内热量抽吸出来的效果，这种效果主要体现在激光模组停止工作后的散热过程。

进一步地，所述保护罩为透明材质，保护罩通过螺钉安装在壳体上。

本实用新型的激光雕刻机的技术方案如下：

激光雕刻机包括机械平台、传动***、控制***、辅助***、电源模块和激光模组，激光模组包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，所述激光头上罩设有保护罩，保护罩上对应于激光头射出激光的路径上设有避让孔以供激光穿过，保护罩的侧面上设置有至少一个连通保护罩内外的通风口，所述壳体的另一端安装有风扇，所述壳体内具有连通风扇的出风口与保护罩的内腔的风道，风扇运行时气流在壳体内经过激光管表面后从保护罩的通风口和避让孔中吹出。

该方案的有益效果：通过在激光头上设置保护罩，可在很大程度上阻隔切割过程的飞屑落入激光头上，而避让孔的设置则确保激光可以毫无阻拦的穿过保护罩，但是避让孔依然可能会有进入飞屑的可能，为此，特意设计了风扇将保护罩吹风，使得保护罩内时刻有气流向外吹出，向外吹出的气流可以有效阻挡飞屑从避让孔中进入，但是考虑到壳体内的激光管的部件发热的问题，为了充分利用风扇，达到一举两得的目的，故而在壳体内于激光管等部件外表面与壳体内壁之间设置可通过气流的通道，并将风扇设置在另一端，确保风扇吹出的气流首先经过壳体内部以将壳体内部的热量带走，然后气流进入保护罩内，为了进一步加大气流的排出速度以达到更好降温的目的，同时也尽量避免万一进入飞屑从避让孔经过的话会干扰激光，所以在保护罩的侧面设置了通风口。由此可知，本申请的方案结构简单，但却能很好解决目前激光模组常见的飞屑污染激光头以及壳体内热量无法高效散出的技术问题，确保激光模组具有很好的切割效果并延长激光模组的使用寿命。

进一步地，激光模组还包括装有电子元器件的PCB板，PCB板安装在所述风扇的远离所述壳体的一端，PCB板与风扇间隔设置，风扇的进风口正对PCB板设置，外部气流经过PCB板与风扇之间的间隙进入风扇以带走PCB板上的热量。

该方案的有益效果：由于激光模组为一个独立部件，其PCB板上设置有许多电子元器件，使得PCB板也成为一个发热量较大的部件，因此，将PCB板设置在壳体的外部，并使得PCB板的四周处于开放状态以便与大气接触，方便散热，同时，为了进一步提高散热效果，也是最大化利用上述风扇，达到一举三得的目的，故而将PCB板设置在靠近风扇的进风口处，使得进入风扇的气流首先经过PCB板的表面，从而带走PCB板表面的热量。

进一步地，所述壳体为长方体形状，所述保护罩为方形，所述通风口有多个，分别设置在保护罩的一对相对的侧面上。

该方案的有益效果：通风口相对设置在两个对应的侧面上，具有方便对流的效果，即使风扇不工作或停止工作时，可以依靠自然风在两相对的通风口之间的流动达到将壳体内热量抽吸出来的效果，这种效果主要体现在激光模组停止工作后的散热过程。

进一步地，所述保护罩为透明材质，保护罩通过螺钉安装在壳体上。

附图说明

图1为本实用新型的激光模组的一种实施方式的结构示意图(前侧)；

图2为本实用新型的激光模组的一种实施方式的结构示意图(后侧)；

图3为激光模组纵向剖开后的内部结构示意图(光学镜组等部件为示出)；

图4为保护罩与激光头位置关系示意图；

图5为激光模组安装保护罩之前的局部结构示意图；

图6为激光模组设置保护罩一端的纵剖视图；

图7为激光模组设置风扇和PCB板一端的结构示意图；

图8为激光模组设置风扇和PCB板一端的结构示意图(拆除护板后)；

图9为激光模组的仰视图；

图中：1-激光模组，11-壳体，111-安装板，112-光孔(用于穿螺钉)，113-散热翅片，12-激光管，13-激光头，14-保护罩，141-避让孔，142-通风口，15-风扇，16-风道，17-PCB板，171-电子元器件，18-螺钉，19-护板(用于防护PCB板)，20-支撑柱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的激光模组的一种实施方式：本实施例的激光模组专用于激光雕刻机，是一种大功率的激光模组。激光模组包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，以上结构为现有技术，不再详细赘述。

作为本申请的主要改进，如图1-9所示，激光头13上罩设有保护罩14，保护罩14上对应于激光头13射出激光的路径上设有避让孔141以供激光穿过，避让孔141为圆形孔，保护罩14的侧面上设置有至少一个连通保护罩14内外的通风口142(多个通风口142呈格栅状结构)，壳体11的另一端安装有风扇15(选用微型风扇15)，壳体11内具有连通风扇15的出风口与保护罩14的内腔的风道16(本实施例中有四个)，风扇15运行时气流在壳体11内经过激光管12表面后从保护罩14的通风口142和避让孔141中吹出。通过在激光头13上设置保护罩14，可在很大程度上阻隔切割过程的飞屑落入激光头13上，而避让孔141的设置则确保激光可以毫无阻拦的穿过保护罩14，但是避让孔141依然可能会有进入飞屑的可能，为此，特意设计了风扇15将保护罩14吹风，使得保护罩14内时刻有气流向外吹出，向外吹出的气流可以有效阻挡飞屑从避让孔141中进入，但是考虑到壳体11内的激光管12的部件发热的问题，为了充分利用风扇15，达到一举两得的目的，故而在壳体11内于激光管12等部件外表面与壳体11内壁之间设置可通过气流的通道，并将风扇15设置在另一端，确保风扇15吹出的气流首先经过壳体11内部以将壳体11内部的热量带走，然后气流进入保护罩14内，为了进一步加大气流的排出速度以达到更好降温的目的，同时也尽量避免万一进入飞屑从避让孔141经过的话会干扰激光，所以在保护罩14的侧面设置了通风口142。由此可知，本申请的方案结构简单，但却能很好解决目前激光模组1常见的飞屑污染激光头13以及壳体11内热量无法高效散出的技术问题，确保激光模组1具有很好的切割效果并延长激光模组1的使用寿命。

激光模组1还包括装有电子元器件171的PCB板17，PCB板17安装在风扇15的远离壳体11的一端，PCB板17与风扇15间隔设置，风扇15的进风口正对PCB板17设置，外部气流经过PCB板17与风扇15之间的间隙进入风扇15以带走PCB板17上的热量。由于激光模组1为一个独立部件，其PCB板17上设置有许多电子元器件171，使得PCB板17也成为一个发热量较大的部件，因此，将PCB板17设置在壳体11的外部，并使得PCB板17的四周处于开放状态以便与大气接触，方便散热，同时，为了进一步提高散热效果，也是最大化利用上述风扇15，达到一举三得的目的，故而将PCB板17设置在靠近风扇15的进风口处，使得进入风扇15的气流首先经过PCB板17的表面，从而带走PCB板17表面的热量。

壳体11为长方体形状，保护罩14为方形，通风口142有多个，分别设置在保护罩14的一对相对的侧面上。通风口142相对设置在两个对应的侧面上，具有方便对流的效果，即使风扇15不工作或停止工作时，可以依靠自然风在两相对的通风口142之间的流动达到将壳体11内热量抽吸出来的效果，这种效果主要体现在激光模组1停止工作后的散热过程。

保护罩14为透明材质，保护罩14通过螺钉18安装在壳体11上。

特别地，为了防止激光辐射对人体眼镜的损伤，保护罩可以选用防辐射、带过滤隔离功能的护目镜材质，也可使用非透明材质。

本实用新型的激光雕刻机的具体实施例：激光雕刻机包括机械平台、传动***、控制***、辅助***、电源模块和激光模组，其中机械平台、传动***、控制***、辅助***、电源模块均为现有技术，不再赘述，激光模组的具体结构与上述激光模组实施例中的结构相同，不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.激光模组，包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，其特征在于，所述激光头上罩设有保护罩，保护罩上对应于激光头射出激光的路径上设有避让孔以供激光穿过，保护罩的侧面上设置有至少一个连通保护罩内外的通风口，所述壳体的另一端安装有风扇，所述壳体内具有连通风扇的出风口与保护罩的内腔的风道，风扇运行时气流在壳体内经过激光管表面后从保护罩的通风口和避让孔中吹出。

2.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，激光模组还包括装有电子元器件的PCB板，PCB板安装在所述风扇的远离所述壳体的一端，PCB板与风扇间隔设置，风扇的进风口正对PCB板设置，外部气流经过PCB板与风扇之间的间隙进入风扇以带走PCB板上的热量。

3.根据权利要求1或2所述的激光模组，其特征在于，所述壳体为长方体形状，所述保护罩为方形，所述通风口有多个，分别设置在保护罩的一对相对的侧面上。

4.根据权利要求3所述的激光模组，其特征在于，所述保护罩为透明材质，保护罩通过螺钉安装在壳体上。

5.激光雕刻机，包括机械平台、传动***、控制***、辅助***、电源模块和激光模组，激光模组包括壳体以及安装在壳体内的激光管、光学镜组和激光头，激光头位于壳体的长度方向的一端，其特征在于，所述激光头上罩设有保护罩，保护罩上对应于激光头射出激光的路径上设有避让孔以供激光穿过，保护罩的侧面上设置有至少一个连通保护罩内外的通风口，所述壳体的另一端安装有风扇，所述壳体内具有连通风扇的出风口与保护罩的内腔的风道，风扇运行时气流在壳体内经过激光管表面后从保护罩的通风口和避让孔中吹出。

6.根据权利要求5所述的激光雕刻机，其特征在于，激光模组还包括装有电子元器件的PCB板，PCB板安装在所述风扇的远离所述壳体的一端，PCB板与风扇间隔设置，风扇的进风口正对PCB板设置，外部气流经过PCB板与风扇之间的间隙进入风扇以带走PCB板上的热量。

7.根据权利要求5或6所述的激光雕刻机，其特征在于，所述壳体为长方体形状，所述保护罩为方形，所述通风口有多个，分别设置在保护罩的一对相对的侧面上。

8.根据权利要求7所述的激光雕刻机，其特征在于，所述保护罩为透明材质，保护罩通过螺钉安装在壳体上。

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