一种激光加工头的制作方法

1.本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工头。


背景技术：

2.激光加工头通常包括具有准直镜片及聚焦镜片的镜筒组件，镜筒组件通过调节准直镜片与聚焦镜片之间的间距进行激光束的焦点的调节，由于激光束在分别通过准直镜片和聚焦镜片时均会产生能量损耗，从而降低了生产效率。
3.为了解决上述问题，通常会采用一个反射镜片反射激光束，并通过调节激光束的入射角度及与反射镜之间的间距调节激光束的焦点，以能够激光束的能量损耗。然而在大功率的激光加工时，反射镜片的温度很高，现有技术中位于镜筒组件上的冷却通路无法满足高功率下的反射镜片的冷却需求，使得激光加工头的工作不稳定，工作效率低。
4.因此，亟于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种激光加工头，以解决因反射镜片在大功率的激光加工时，现有技术中的冷却通路无法满足反射镜片的冷却需求而引起的工作不稳定、工作效率低的问题。
6.为达此目的，本发明提供一种激光加工头，该激光加工头包括沿激光束的光路依次设置的光纤接口组件、镜筒组件及喷头组件，所述镜筒组件包括：
7.反射镜单元，能够反射照射于所述反射镜单元的反射镜面的激光束；
8.镜筒，所述反射镜面设置于所述镜筒的透光通路中，所述光纤接口组件及所述喷头组件分别连接于所述透光通路的输入端及输出端，所述反射镜面能够反射由所述透光通路的输入端射入的所述激光束至所述透光通路的输出端；
9.冷却槽，设置于所述反射镜单元上，所述镜筒能够封闭所述冷却槽的槽口，并与所述冷却槽形成用于冷却所述反射镜面的冷却腔；及
10.连接通路，设置于所述镜筒上，所述冷却腔由所述连接通路与外界水路连通。
11.作为优选，所述镜筒包括基座及连接于所述基座的端盖，所述透光通路设置于所述基座上，所述基座上还设有用于容置所述反射镜单元的容置槽，所述端盖上设有插入于所述容置槽的插入部，所述反射镜单元连接于所述端盖。
12.作为优选，所述镜筒组件还包括冷却通路，所述冷却通路设置于所述端盖上，所述冷却通路能够与外界水路连通，并能够冷却所述端盖及所述插入部。
13.作为优选，所述冷却通路包括：
14.第一冷却通道，沿所述端盖的宽度或长度方向贯穿所述端盖，并能够与外界水路连通；
15.第二冷却通道，设置于所述插入部上，并沿与所述端盖的宽度或长度方向平行的方向延伸；及
16.第三冷却通道，被配置为连通所述第一冷却通道及所述第二冷却通道。
17.作为优选，所述镜筒还包括密封部，所述密封部能够密封所述冷却腔。
18.作为优选，所述密封部包括：
19.所述插入部，所述插入部能够封闭所述冷却槽的槽口；
20.第一密封环，被抵压限定于所述插入部及所述反射镜单元之间，所述冷却槽的槽口位于所述第一密封环的内环中；及
21.第二密封环，被抵压限定于所述端盖及所述基座之间，所述容置槽的槽口位于所述第二密封环的内环中。
22.作为优选，所述第一密封环及所述第二密封环均包括：
23.环形槽，沿预设路径延伸，所述容置槽的槽口或所述冷却槽的槽口位于所述环形槽的内环中；及
24.密封材料，设置于所述环形槽内。
25.作为优选，所述镜筒组件还包括连接部，所述反射镜单元由所述连接部可拆卸连接于所述端盖。
26.作为优选，所述冷却槽的槽口呈马蹄形，所述冷却槽的槽底平行于所述反射镜面。
27.作为优选，所述反射镜单元由铜制成。
28.本发明的有益效果：本发明通过冷却腔由连接通路与外界水路连通，从而能够及时带走激光束在反射镜面上产生的热量，大大提升了对反射镜单元的冷却效率，使得激光加工头能够在高功率下长时间工作，提升了激光加工头的加工效率及稳定性。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的激光加工头的结构示意图；
30.图2是图1中的镜筒组件的结构示意图；
31.图3是图2中的镜筒组件的爆炸图；
32.图4是图3中r处的局部视图；
33.图5是图3中的镜筒组件的端盖背面的结构示意图；
34.图6是图2中的位于端盖上的冷却通路的结构示意图；
35.图7是图2中的位于插入部上的冷却通路的结构示意图。
36.图中：
37.1、光纤接口组件；
38.2、镜筒组件；21、镜筒；211、基座；2111、透光通路；2112、容置槽；212、端盖；2121、插入部；22、反射镜单元；221、反射镜面；23、冷却槽；241、第一环形槽；242、第二环形槽；251、螺栓；252、定位孔；26、连接通路；261、进水孔；262、出水孔；271、第一接头；272、第二接头；273、第三接头；274、第四接头；275、堵头；281、第一孔；282、第二孔；283、第三孔；284、第四孔；285、第五孔；286、第六孔；287、第七孔；288、第八孔；289、第九孔；
39.3、喷头组件。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
41.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
44.为了减少激光加工头的透光元件对激光束的能量损失，现有技术中通常会采用一个反射镜单元反射激光束，并通过调节激光束的入射角度及光纤接口组件与反射镜之间的间距来调节激光束的焦点，从而能够减小透光元件对激光束的能量损耗。然而在大功率的激光加工时，反射镜单元的温度很高，位于镜筒组件上的冷却通路无法满足高功率下的反射镜单元的冷却需求，使得激光加工头的工作不稳定，工作效率低。
45.为了解决上述问题，本实施例提供一种激光加工头，如图1至图7所示，该激光加工头包括沿激光束的光路依次设置的光纤接口组件1、镜筒组件2及喷头组件3，光纤接口组件1能够与外部的激光发生器对接，激光发生器产生的激光束由光纤接口组件1射入，经过镜筒组件2后由喷头组件3射出，镜筒组件2包括镜筒21、反射镜单元22、冷却槽23及连接通路26，反射镜面221设置于镜筒21的透光通路2111中，反射镜单元22能够反射照射于反射镜单元22的反射镜面221的激光束，光纤接口组件1及喷头组件3分别连接于透光通路2111的输入端及输出端，反射镜面221能够反射由透光通路2111的输入端射入的激光束至透光通路2111的输出端，冷却槽23设置于反射镜单元22上，镜筒21能够封闭冷却槽23的槽口，并与冷却槽23形成用于冷却反射镜面221的冷却腔，连接通路26设置于镜筒21上，冷却腔由连接通路26与外界水路连通，从而能够及时带走激光束在反射镜面221上产生的热量，大大提升了对反射镜单元22的冷却效率，使得激光加工头能够在高功率下长时间工作，提升了激光加工头的加工效率及稳定性。
46.具体地，在本实施例中，镜筒21包括基座211及连接于基座211的端盖212，透光通路2111设置于基座211上，基座211上还设有用于容置反射镜单元22的容置槽2112，端盖212上设有插入于容置槽2112的插入部2121，反射镜单元22由连接部可拆卸连接于端盖212，并由端盖212固定于容置槽2112中，从而便于反射镜单元22的安装及更换。
47.连接部包括五个螺纹连接孔、五个螺栓251及五个定位孔252，五个螺纹连接孔设
置于反射镜单元22上，五个定位孔252设置于端盖212上，五个螺纹连接孔、五个螺栓251及五个定位孔252分别一一对应，螺栓251穿过定位孔252并与螺纹连接孔连接，并将端盖212的插入部2121抵压于反射镜单元22上。冷却槽23的槽口呈马蹄形，冷却槽23的槽底平行于反射镜面221，连接通路26包括进水孔261及出水孔262，进水孔261的一端连接有第一接头271，进水孔261的另一端连通于槽口呈马蹄形的冷却槽23的初始端。出水孔262的一端连接有第二接头272，出水孔262的另一端连通于槽口呈马蹄形的冷却槽23的末端。第一接头271及第二接头272分别能够与外界水路连通，外界水路由第一接头271经进水孔261进入冷却腔，并在填充满冷却腔后由出水孔262经第二接头272流出，以形成冷却反射镜单元22的冷却循环水路。
48.借由上述结构，较佳地，为了能够进一步提升镜筒组件2的散热能力，在本实施例中，镜筒组件2还包括冷却通路，冷却通路设置于端盖212上，冷却通路能够与外界水路连通，并能够冷却端盖212及插入部2121，从而在镜筒组件2的发热源上设置双梯度冷却结构，进一步提升了镜筒组件2的散热能力。
49.其中，冷却通路包括第一冷却通道、第二冷却通道及第三冷却通道，第一冷却通道沿端盖212的宽度或长度方向贯穿端盖212，并能够与外界水路连通，第二冷却通道设置于插入部2121上，并沿与端盖212的宽度方向或长度方向平行的方向延伸，第三冷却通道被配置为连通第一冷却通道及第二冷却通道，从而能够使冷却通路冷却端盖212及插入部2121。
50.具体地，在本实施例中，请参见图2、图6及图7，端盖212上开设有第一孔281、第二孔282、第三孔283、第四孔284、第五孔285、第六孔286及第七孔287，第一冷却通道包括第一孔281、第二孔282及第三孔283，第二冷却通道包括第八孔288及第九孔289，第三冷却通路包括第四孔284、第五孔285、第六孔286及第七孔287。其中第一孔281开设于端盖212的左侧面上，并沿端盖212的长度方向朝端盖212的中心延伸，第一孔281的开口处连接有第三接头273，外界水路由第三接头273进入。第二孔282开设于端盖212的下侧面上，并沿端盖212的宽度方向朝端盖212的中心延伸，第二孔282的开口处连接有第四接头274，进入冷却通路的外界水路由第四接头274流出。第三孔283与第一孔281间隔设置，并且第三孔283沿端盖212的长度方向贯穿端盖212，第三孔283位于端盖212的左侧面和右侧面的开口处均设有堵头275。
51.第四孔284的一端设置于第一孔281的末端，并沿端盖212的厚度方向延伸至插入部2121上，第五孔285的一端及第六孔286的一端间隔设置于第三孔283的延伸路径上，并且均沿端盖212的厚度方向延伸至插入部2121上，第七孔287的一端设置于第二孔282的末端，并沿端盖212的厚度方向延伸至插入部2121上。
52.第八孔288及第九孔289沿与端盖212的长度方向平行的方向间隔设置于插入部2121上，并且第八孔288及第九孔289均由插入部2121的下侧面沿与端盖212的宽度方向平行的方向朝上延伸，第四孔284的另一端及第五孔285的另一端沿第八孔288的延伸路径间隔设置，第六孔286的另一端及第七孔287的另一端沿第九孔289的延伸路径间隔设置，第八孔288及第九孔289的开口处均设有堵头275。
53.外界水路由第三接头273进入第一孔281中，并经第四孔284流入第八孔288中，第八孔288内的冷却液由第五孔285流出，并流入第三孔283中，经第六孔286进入第九孔289，位于第九孔289内的冷却液经第七孔287流入第二孔282，并由第四接头274流出端盖212，从
而能够极大地提升冷却通路对插入部2121及端盖212的散热能力。
54.进一步地，请参见图3至图5，为了提升镜筒21对冷却腔的密封性，在本实施例中，镜筒21还包括密封部，密封部能够密封冷却腔。其中，密封部包括插入部2121、第一密封环及第二密封环，插入部2121能够封闭冷却槽23的槽口，第一密封环被抵压限定于插入部2121及反射镜单元22之间，冷却槽23的槽口位于第一密封环的内环中，第二密封环被抵压限定于端盖212及基座211之间，容置槽2112的槽口位于第二密封环的内环中，从而在镜筒21上设置能够密封冷却腔的双梯度密封结构，有效地提升镜筒21对冷却腔的密封性。
55.具体地，第一密封环包括第一环形槽241及填充于第一环形槽241内的密封材料，第一环形槽241设置于反射镜单元22上，第一环形槽241的延伸路径与冷却槽23的槽口形状相似，并且冷却槽23的槽口位于第一环形槽241的内环中，填充于第一环形槽241内的密封材料被插入部2121挤压限定于第一环形槽241内，从而在冷却槽23的槽口周围形成第一密封环。第二密封环包括第二环形槽242及填充于第二环形槽242内的密封材料，第二环形槽242设置于端盖212上，第二环形槽242的延伸路径与容置槽2112的槽口形状相似，并且容置槽2112的槽口位于第二环形槽242的内环中，填充于第二环形槽242内的密封材料被基座211挤压限定于第二环形槽242内，从而在容置槽2112的槽口周围形成第二密封环。
56.由于由铜制成的反射镜单元22不仅对激光束具有较高的反射率，而且能够承受较高的功率，并且还可以直接采用水冷，因此，在本实施例中，反射镜单元22由铜制成。
57.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对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，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。