CN220178431U - 一种结构紧凑型激光切割头组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构紧凑型激光切割头组件，涉及激光切割技术领域，其包括A轴组合，A轴组合的输出端设置有C轴组合，C轴组合的输出端设置有切割头；切割头包括切割头基座，切割头基座的一侧设置有切割头连接板，切割头连接板与C轴组合的输出端固定连接，切割头基座的另一侧设置有反光镜座二；在反光镜座二的下方，所述切割头基座内从上往下依次设置有随动机构、防撞机构、调焦机构、抽拉式镜片安装机构、供气机构、电容机构和切割嘴。本实用新型通过对切割头基座内部结构进行合理的布局和调整，即将随动机构、调焦机构布置在切割头基座内部，从而大大减小了整个切割头组件的尺寸，并使整个激光切割头组件的结构更加紧凑，运动更加灵活。

Description

一种结构紧凑型激光切割头组件

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，具体涉及一种结构紧凑型激光切割机头组件。

背景技术

激光切割技术作为一种新型的热切割技术，因具有切割速度快、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切割方式之一，并开始被广泛应用于各种复杂曲面三维零件或异型管件的切割加工。

目前，市面上的三维激光加工设备，一般都是由三个直线轴加两个旋转轴以及外部光路构成三维五轴激光加工***。但是现有三维五轴激光加工***中的激光切割头组件在进行设计时，普遍存在有结构复杂、体积大、重量大等问题，因此现有的激光切割头组件的移动过程中，其不仅仅存在运动不灵活地问题，还会加大各个驱动机构的负载，以及增加横梁的负载，并使得横梁在长期作业后容易发生刚性变形，从而影响激光切割头组件的加工精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有激光头组件所存在的体积大、重量大等问题，提出并设计一种结构紧凑型激光切割机头组件，以克服上述问题，并提高整个激光切割头组件的运动灵活度、加工精度。

为了实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种结构紧凑型激光切割头组件，其包括A轴组合，A轴组合的输出端设置有C轴组合，C轴组合的输出端设置有切割头；切割头包括切割头基座，切割头基座的一侧设置有切割头连接板，切割头连接板与C轴组合的输出端固定连接，切割头基座的另一侧设置有反光镜座二；在反光镜座二的下方，所述切割头基座内从上往下依次设置有随动机构、防撞机构、调焦机构、抽拉式镜片安装机构、供气机构、电容机构和切割嘴。此时本实用新型通过对切割头基座内部结构进行合理的布局和调整，即将随动机构、调焦机构布置在切割头基座内部，从而大大减小了整个切割头组件的尺寸，并使整个激光切割头组件的结构更加紧凑，运动更加灵活。

进一步地，随动机构包括随动护罩，随动护罩竖直滑动安装在切割头基座内，随动护罩的内部连接有滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构位于切割头基座内部光束通道的一侧；随动护罩的下端连接有随动密封内套，随动密封内套的下部连接防撞机构和调焦机构，这时本实用新型可通过滚珠丝杠机构带动随动护罩及随动护罩内部所有零部件上下移动，进而带动切割头基座内部所设调焦机构、聚焦镜片、保护镜片、切割嘴等等上下移动，以实现上下调节的作用。

进一步地，调焦机构包括上调焦座，上调焦座的侧壁设置有直线导向槽，上调焦座内设置有聚焦镜筒，聚焦镜筒内安装有聚焦镜片，聚焦镜筒外设置有导向轴，导向轴穿过直线导向槽；聚焦镜筒外还螺纹连接有调焦大齿轮，调焦大齿轮传动连接有调焦小齿轮，调焦小齿轮传动连接有调焦电机。这时在需要进行调焦时，本实用新型可直接通过调焦电机带动调焦大齿轮进行对应角度的旋转，并通过调焦大齿轮与调焦镜筒之间的螺纹配合，以及通过直线导向槽与导向轴之间的配合驱使聚焦镜筒沿直线导向槽进行轴线方向的移动，以达到灵活调焦的目的。

进一步地，上调焦座的下侧安装有下调焦座，上调焦座设置在随动密封内套内，下调焦座的下部连接抽拉式镜片安装机构。

进一步地，聚焦镜筒外侧沿周向均匀设置有三个导向轴，上调焦座沿周向均匀设置有三条直线导向槽，每个导向轴都分别穿入对应的直线导向槽内，并对聚焦镜筒进行三点定位，以保证聚焦镜筒能够准确地沿轴线移动，进而保证聚焦镜片的精度。

进一步地，防撞机构包括设置在切割嘴处的电容感应头，电容感应头与激光头控制器通信连接；防撞机构还包括安装在上调焦座上端的防撞凸圈，所述防撞凸圈的上端与随动密封内套之间设置有防撞弹簧。此时，若本实用新型中的切割嘴与工件表面发生碰撞或者要发生碰撞，本实用新型一方面能够通过电容感应头实时监测到该碰撞信号，并将其传递给激光头控制器，控制整个激光切割头组件停止动作；另一方面，本实用新型可通过防撞弹簧对上调焦座及其内部所设置的聚焦镜片等结构进行缓冲，并对其进行碰撞复位操作。

进一步地，随动密封内套的下部安装有防撞密凹圈，防撞密凹圈套设在上调焦座的外侧，且防撞密凹圈的上端与防撞凸圈的下端之间设置有防撞滚珠。

进一步地，A轴组合包括连接板，连接板上转动安装有滑环，滑环的上端安装有准直镜组件和上端板，上端板的上端安装有导光筒，导光筒的上端安装有QBH接头，导光筒的外侧套设有电气板；滑环的下端设置有密封套，滑环的下端还套设有A轴旋转齿轮，A轴旋转齿轮传动连接有A轴旋转驱动机构。所述A轴旋转驱动机构主要包括安装在连接板上方的A轴伺服电机，A轴伺服电机的输出端传动连接有减速机，减速机是输出端传动连接有A轴小齿轮，并使所述A轴小齿轮与A轴旋转齿轮进行啮合旋转，从而带动滑环进行旋转。此外，本实用新型还在A轴旋转齿轮的下方设置有齿轮盖板，并通过齿轮盖板对其进行保护。

进一步地，C轴组合包括C轴基座，C轴基座的上部固定安装有上连接板，上连接板与A轴旋转齿轮固定连接，C轴基座的下部设置有反光镜座一，C轴基座的内部设置有C轴旋转驱动机构，C轴旋转驱动机构位于反光镜座一的上方，且C轴旋转驱动机构的输出端传动连接有C轴连接板，C轴连接板与切割头固定连接，并带动切割头绕C轴进行旋转。

进一步地，还包括Z轴移动板，Z轴移动板的下部与A轴组合的连接板固定连接，Z轴移动板的一侧可拆卸安装有弧形护板，弧形护板罩设在A轴组合的外侧，并对A轴组合进行保护。此外，相较于传统的一体式移动套筒结构，本实用新型这种可拆卸式结构不仅方便后期维修更换，还具备重量轻、运行速度快、运行稳定等优势。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：本实用新型通过对切割头基座内部结构进行合理的布局和调整，即将随动机构、调焦机构布置在切割头基座内部，从而大大减小了整个切割头组件的尺寸，并使整个激光切割头组件的结构更加紧凑，运动更加灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型去除Z轴移动板、弧形护板后的结构示意图；

图3为本实用新型中A轴组合的结构示意图；

图4为本实用新型中A轴组合的剖视图；

图5为本实用新型中C轴组合的剖视图；

图6为本实用新型中切割头的结构示意图；

图7为本实用新型中切割头的剖视图；

图8为本实用新型中随动机构的结构示意图。

图中：1、Z轴移动板；2、弧形护板；3、C轴组合；4、切割头；5、A轴组合；6、连接板；7、滑环；8、电气板；9、导光筒；10、QBH接头；11、A轴旋转驱动机构；12、准直镜组件；13、密封套；14、A轴旋转齿轮；15、齿轮盖板；16、上端板；17、C轴旋转驱动机构；18、上连接板；19、反光镜座一；20、C轴基座；21、C轴连接板；22、切割头连接板；23、切割头基座；24、反光镜座二；25、随动机构；26、防撞机构；27、调焦机构；28、抽屉式镜片安装机构；29、供气机构；30、电容机构；31、切割嘴；32、滚珠丝杠机构；33、随动护罩；34、随动密封内套；35、下调焦座；36、上调焦座；37、调焦大齿轮；38、调焦电机；39、聚焦镜筒；40、导向轴；41、防撞密凹圈；42、防撞滚珠；43、防撞凸圈；44、防撞弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种结构紧凑型激光切割头组件，其包括Z轴移动板1，所述Z轴移动板1的下端安装有A轴组合5，所述A轴组合5的外侧罩设有弧形护板2，所述弧形护板2可拆卸安装在Z轴移动板1上，并对A轴组合5进行保护；所述A轴组合5的输出端设置有C轴组合3，C轴组合3的输出端设置有切割头4。

其中，如图3、图4所示，所述A轴组合5包括固定安装在Z轴移动板1上的连接板6，所述连接板6上转动安装有滑环7，所述滑环7的上端安装有准直镜组件12和上端板16，所述上端板16的上端通过双头螺柱安装有导光筒9，且所述导光筒9的上端安装有QBH接头10，所述导光筒9的外侧套设有用于安装电气插头的电气板8。所述滑环7侧面可连接气路和水路，且线路和气路水路输出端位于所述滑环7的下端。

另外，所述滑环7的下端设置有密封套13，所述滑环7的下端还套设有A轴旋转齿轮14，所述A轴旋转齿轮14传动连接有A轴旋转驱动机构11。所述A轴旋转驱动机构11主要包括安装在连接板6上方的A轴伺服电机，A轴伺服电机的输出端传动连接有减速机，减速机的输出端传动连接有A轴小齿轮，所述A轴小齿轮与A轴旋转齿轮14啮合旋转，并能够带动滑环7进行旋转。此外，本实用新型还在A轴旋转齿轮14的下方设置有齿轮盖板15，并通过齿轮盖板15对其进行保护。

如图5所示，所述C轴组合3包括C轴基座20，所述C轴基座20的上部固定安装有上连接板18，所述上连接板18与A轴旋转齿轮14固定连接，所述C轴基座20的下部设置有反光镜座一19，所述C轴基座20的内部设置有C轴旋转驱动机构17，所述C轴旋转驱动机构17位于反光镜座一19的上方，且所述C轴旋转驱动机构17的输出端传动连接有C轴连接板21，所述C轴连接板21与切割头4固定连接，并带动切割头4绕C轴进行旋转。

如图6所示，所述切割头4包括切割头基座23，所述切割头基座23的一侧设置有切割头连接板22，所述切割头连接板22与C轴组合3的C轴连接板21固定连接，所述切割头基座23的另一侧设置有反光镜座二24；在反光镜座二24的下方，所述切割头基座23内从上往下依次设置有随动机构25、防撞机构26、调焦机构27、抽拉式镜片安装机构28、供气机构29、电容机构30和切割嘴31。

具体地，如图8所示，所述随动机构25包括随动护罩33，随动护罩33竖直滑动安装在切割头基座23内，随动护罩33的内部连接有滚珠丝杠机构32，滚珠丝杠机构32位于切割头基座23内部光束通道的一侧；随动护罩33的下端连接有随动密封内套34，随动密封内套34的下部连接防撞机构26和调焦机构27，这时本实用新型可通过滚珠丝杠机构32带动随动护罩33及随动护罩33内部所有零部件上下移动，进而带动切割头基座23内部所设调焦机构27、聚焦镜片、保护镜片、切割嘴31等等上下移动，以实现上下调节的作用。

如图7所示，所述调焦机构27包括上调焦座36、下调焦座35，所述下调焦座35的下部连接抽拉式镜片安装机构28，所述上调焦座36设置在随动密封内套34内，且所述上调焦座36的侧壁设置有直线导向槽，所述上调焦座36内设置有聚焦镜筒39，所述聚焦镜筒39内安装有聚焦镜片，聚焦镜筒39外设置有导向轴40，导向轴40穿过直线导向槽；聚焦镜筒39外还螺纹连接有调焦大齿轮37，调焦大齿轮37传动连接有调焦小齿轮，调焦小齿轮传动连接有调焦电机38。这时在需要进行调焦时，本实用新型可直接通过调焦电机38带动调焦大齿轮37进行对应角度的旋转，并通过调焦大齿轮37与调焦镜筒39之间的螺纹配合，以及通过直线导向槽与导向轴40之间的配合驱使聚焦镜筒39沿直线导向槽进行轴线方向的移动，以达到灵活调焦的目的。

所述防撞机构26包括设置在切割嘴31处的电容感应头，所述电容感应头与激光头控制器通信连接；所述防撞机构26还包括安装在上调焦座36上端的防撞凸圈43和安装在随动密封内套34下部的防撞密凹圈41，所述防撞凸圈43的上端与随动密封内套34之间设置有防撞弹簧44，所述防撞密凹圈41套设在上调焦座36的外侧，且所述防撞密凹圈41的上端与防撞凸圈43的下端之间设置有防撞滚珠42。此时，若本实用新型中的切割嘴31与工件表面发生碰撞或者要发生碰撞，本实用新型一方面能够通过电容感应头实时监测到该碰撞信号，并将其传递给激光头控制器，控制整个激光切割头组件停止动作；另一方面，本实用新型可通过防撞弹簧44对上调焦座36及其内部所设置的聚焦镜片等结构进行缓冲，并对其进行碰撞复位操作。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种结构紧凑型激光切割头组件，包括A轴组合，A轴组合的输出端设置有C轴组合，C轴组合的输出端设置有切割头；其特征在于，切割头包括切割头基座，切割头基座的一侧设置有切割头连接板，切割头连接板与C轴组合的输出端固定连接，切割头基座的另一侧设置有反光镜座二；在反光镜座二的下方，所述切割头基座内从上往下依次设置有随动机构、防撞机构、调焦机构、抽拉式镜片安装机构、供气机构、电容机构和切割嘴。

2.根据权利要求1所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，随动机构包括随动护罩，随动护罩竖直滑动安装在切割头基座内，随动护罩的内部连接有滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构位于切割头基座内部光束通道的一侧；随动护罩的下端连接有随动密封内套，随动密封内套的下部连接防撞机构和调焦机构。

3.根据权利要求2所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，调焦机构包括上调焦座，上调焦座的侧壁设置有直线导向槽，上调焦座内设置有聚焦镜筒，聚焦镜筒内安装有聚焦镜片，聚焦镜筒外设置有导向轴，导向轴穿过直线导向槽；聚焦镜筒外还螺纹连接有调焦大齿轮，调焦大齿轮传动连接有调焦小齿轮，调焦小齿轮传动连接有调焦电机。

4.根据权利要求3所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，上调焦座的下侧安装有下调焦座。

5.根据权利要求3所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，聚焦镜筒外侧沿周向均匀设置有三个导向轴，上调焦座沿周向均匀设置有三条直线导向槽，每个导向轴都分别穿入对应的直线导向槽内。

6.根据权利要求3所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，防撞机构包括设置在切割嘴处的电容感应头，电容感应头与激光头控制器通信连接；防撞机构还包括安装在上调焦座上端的防撞凸圈，所述防撞凸圈的上端与随动密封内套之间设置有防撞弹簧。

7.根据权利要求6所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，随动密封内套的下部安装有防撞密凹圈，防撞密凹圈套设在上调焦座的外侧，且防撞密凹圈的上端与防撞凸圈的下端之间设置有防撞滚珠。

8.根据权利要求1所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，A轴组合包括连接板，连接板上转动安装有滑环，滑环的上端安装有准直镜组件和上端板，上端板的上端安装有导光筒，导光筒的上端安装有QBH接头，导光筒的外侧套设有电气板；滑环的下端设置有密封套，滑环的下端还套设有A轴旋转齿轮，A轴旋转齿轮传动连接有A轴旋转驱动机构。

9.根据权利要求8所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，C轴组合包括C轴基座，C轴基座的上部固定安装有上连接板，上连接板与A轴旋转齿轮固定连接，C轴基座的下部设置有反光镜座一，C轴基座的内部设置有C轴旋转驱动机构，C轴旋转驱动机构位于反光镜座一的上方，且C轴旋转驱动机构的输出端传动连接有C轴连接板，C轴连接板与切割头固定连接。

10.根据权利要求8所述的结构紧凑型激光切割头组件，其特征在于，还包括Z轴移动板，Z轴移动板的下部与A轴组合的连接板固定连接，Z轴移动板的一侧可拆卸安装有弧形护板，弧形护板罩设在A轴组合的外侧。