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.激光的光能转换成的热能能够保持在极小的区域内，激光束聚焦成形后能够在很小的作用点具有极强能量，因此，激光加工被广泛应用于待加工件的焊接、切割、淬火、除锈、加热等作业过程中，以减小热变形对待加工件的影响。由于在激光加工的过程中，被激光束的光斑照射的待加工件会气化并产生大量的烟尘，使得激光加工头的作业环境较为恶劣，如果空气中的灰尘和烟尘进入到激光加工头的镜筒组件内，并附着在镜片模组上时，激光照射在这些颗粒上并产生大量的热，从而会烧毁价格较高的镜片模组，降低了生产效率、使用寿命并且生产成本高。
3.因此，亟于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种激光加工头，以解决因工作时外界的烟尘及灰尘进入镜筒组件并烧毁镜片组件而引起的生产效率低、使用寿命短及生产成本高的问题。
5.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，所述镜筒组件包括用于激光束通过的第一透光通道及设置于所述第一透光通道内的镜片模组，其特征在于，所述激光加工头还包括密封组件，所述密封组件包括：
6.第一密封部，能够密封所述第一透光通道的端口，并与所述镜筒组件形成用于密封所述镜片模组的密封腔，并且所述第一密封部能够使所述光路连通所述第一透光通道；及
7.第二密封部，能够在所述第一透光通道的端口外部形成气膜，所述气膜能够罩设于位于所述第一透光通道的端口的所述第一密封部，并能够阻隔外界的空气接触所述第一密封部及所述第一透光通道的端口。
8.作为优选，所述密封组件还包括第三密封部，所述第二密封部及所述第三密封部依次设置于所述镜筒组件与所述喷头组件之间，所述第三密封部能够形成沿所述气膜至所述喷头组件的方向流动的空气流道。
9.作为优选，所述第一密封部包括：
10.保护镜模组，覆盖于所述第一透光通道的端口上，所述第一透光通道能够由所述保护镜模组连通所述光路；及
11.密封环，设置于所述第一透光通道的端口外周，所述密封环与所述镜筒组件接触形成闭合的第一环形密封面，并与所述保护镜模组接触形成闭合的第二环形密封面。
12.作为优选，所述密封环包括：
13.环形槽，设置于所述保护镜模组用于抵接所述第一透光通道的端口外周的端面
上；及
14.密封材料，被挤压限定于所述环形槽内。
15.作为优选，所述第二密封部包括第一底座，所述第一底座上设有第一连接通道、连通于所述第一连接通道的第一导流腔及连通于光路的第二透光通道，所述第一连接通道用于与外界的洁净气源连接，所述第一导流腔上设有引导气体进入所述第二透光通道并形成所述气膜的第一引流孔。
16.作为优选，所述第一导流腔包括：
17.容置槽，设置于所述第二透光通道的端口外周，所述第一连接通道连通于所述容置槽，所述容置槽用于容置由外界进入所述第一连接通道的气体；及
18.封板，设置于与所述容置槽的槽口处，并与所述容置槽一同形成所述第一导流腔，所述封板与所述容置槽靠近所述第二透光通道处的槽口间隔设置，以形成所述第一引流孔。
19.作为优选，所述第三密封部包括第二底座，所述第二底座上设有第二连接通道、连通于所述第二连接通道的第二导流腔及连通于所述光路的第三透光通道，所述第二连接通道用于与外界的洁净气源连接，所述第二导流腔上设有使气体进入所述第三透光通道并形成所述空气流道的多个第二引流孔。
20.作为优选，所述第二导流腔包括环形体，所述环形体设置于所述第三透光通道内，并与所述第三透光通道的内壁间隔设置，以形成所述第二导流腔，多个所述第二引流孔均设置于所述环形体上，并沿所述环形体的周向间隔均匀排布。
21.作为优选，所述密封组件包括依次设置于所述镜筒组件及所述喷头组件之间的所述第一密封部、一个所述第三密封部、所述第二密封部及另一所述第三密封部。
22.作为优选，所述密封组件还包括第四密封部，所述第二密封部、所述喷头组件及所述第四密封部依次设置，所述第四密封部能够在所述喷头组件的喷嘴处部形成气帘，所述气帘能够阻隔外界空气由所述喷嘴进入所述喷头组件。
23.本发明的有益效果：本发明提供的激光加工头能够在第一透光通道的端口处形成双梯度的密封结构，其中第一梯度的密封结构为第二密封部形成的气膜，第二梯度的密封结构为第一密封部密封第一透光通道的端口及其与镜筒组件形成的密封腔，第一梯度的密封结构首先阻隔外界的烟尘靠近第一透光通道的端口，并极大地降低了气膜罩设区域内的烟尘的含量，此时在第一梯度密封结构与第二梯度密封结构之间的区域内的烟尘含量大大降低，保证了第二梯度的密封结构的密封性及使用寿命，进而有效阻隔外界空气中的灰尘和烟尘进入到激光加工头的镜筒组件内，保证了生产效率及使用寿命，降低了生产成本。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的激光加工头的结构示意图；
25.图2是图1中的第一密封部的爆炸图；
26.图3是图2中的移除了第一密封部的密封组件的结构示意图；
27.图4是图3中的第三密封部a的爆炸图；
28.图5是图3中的第二密封部及第三密封部b的结构示意图；
29.图6是图5中的第二密封部及第三密封部b的爆炸图；
30.图7是图6中的第二密封部及第三密封部b以底部视角的结构示意图。
31.图中：
32.1、光纤接口组件；
33.2、调整组件；
34.3、镜筒组件；
35.41、第一密封部；411、第一基座；4111、插槽；412、上盖；4121、环形槽；413、第二基座；414、端盖；415、保护镜片；416、蝶形弹片；417、第一抵压件；418、第二抵压件；
36.42、第二密封部；421、第一底座；422、封板；423、第一接头；424、第一连接通道；425、容置槽；
37.431、第三a密封部；4311、第二a底座；4312、第一环形体；4313、第二接头；4314、连接件；4315、第二a连接通道；4316、第二a引流孔；
38.432、第三b密封部；4321、第二b底座；4322、第二环形体；4323、第三接头；4324、第二b连接通道；4325、第二b引流孔；
39.44、连接单元；
40.5、喷头组件。
具体实施方式
41.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。
42.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。
43.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。
44.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。
45.本实施例提供一种激光加工头，如图1所示，该激光加工头包括依次设置的光纤接口组件1、调整组件2、镜筒组件3及喷头组件5，光纤接口组件1用于与外界的激光发生器对接，以使激光发生器产生的激光束射入激光加工头，镜筒组件3包括用于激光束通过的第一透光通道及设置于第一透光通道内的镜片模组，镜片模组包括反射镜单元，反射镜单元能
够反射由光纤接口组件1射入的激光束至喷头组件5射出，调整组件2能够调节光纤接口组件1相对反射镜单元的反射镜面的倾角及相对位置，以能够调节激光束照射于反射镜面的入射角及入射位置，从而能够调节激光束射出喷头组件5的光斑的形状、大小及位置。
46.由于激光加工头在作业过程中，激光束的光斑照射在待加工材料上时会产生大量的烟尘，为了避免烟尘进入镜筒组件3的第一透光通道，在本实施例中，激光加工头还包括密封组件，密封组件包括第一密封部41及第二密封部42，第一密封部41能够密封第一透光通道的端口，并与镜筒组件3形成用于密封位于第一透光通道内的镜片模组的密封腔，并且第一密封部41能够使光路连通第一透光通道，第二密封部42能够在第一透光通道的端口外部形成气膜，气膜能够罩设于位于第一透光通道的端口的第一密封部41，并能够阻隔外界的空气接触第一密封部41及第一透光通道的端口，从而在第一透光通道的端口处形成双梯度的密封结构，其中第一梯度的密封结构为第二密封部42形成的气膜，第二梯度的密封结构为第一密封部41密封第一透光通道的端口及其与镜筒组件3形成的密封腔，第一梯度的密封结构首先阻隔外界的烟尘靠近第一透光通道的端口，并极大地降低了气膜罩设区域内的烟尘的含量，此时在第一梯度密封结构与第二梯度密封结构之间的区域内的烟尘含量大大降低，保证了第二梯度的密封结构的密封性及使用寿命，进而有效阻隔外界空气中的灰尘和烟尘进入到激光加工头的镜筒组件3内，保证了生产效率及使用寿命，降低了生产成本。
47.进一步地，为了阻隔外界由喷头组件5的喷嘴进入激光加工头的烟尘，密封组件还包括第三密封部，第二密封部42及第三密封部依次设置于镜筒组件3与喷头组件5之间，第三密封部能够形成沿气膜至喷头组件5的方向流动的空气流道，从而能够避免外界的烟尘由喷头组件5的喷嘴进入激光加工头。
48.借由上述结构，较佳地，外界的烟尘可能会由第二密封部42与第一密封部41之间的连接结构进入光路中，并靠近第一透光通道的端口处，为了进一步保证密封组件的密封性，在本实施例中，密封组件包括一对第三密封部，其中一个第三密封部为第三a密封部431，另一个第三密封部为第三b密封部432，第一密封部41、第三a密封部431、第二密封部42及第三b密封部432依次设置于镜筒组件3及喷头组件5之间，第二密封部42由连接单元44连接于第三a密封部431，第三a密封部431能够形成沿第一密封部41至第二密封部42的方向流动的第一空气流道，第三b密封部432能够形成沿气膜至喷头组件5的方向流动的第二空气流道，第一空气流道能够将由第二密封部42与第一密封部41之间的连接结构进入的烟尘远离第一密封部41，第二空气流道能够避免外界的烟尘由喷头组件5的喷嘴进入并靠气膜，进而能够进一步地提升密封组件的密封性能。
49.如图1及图2所示，在本实施例中，密封组件包括四个第一密封部41，其中两个第一密封部41依次设置于镜筒组件3的入射端口处，剩余两个第一密封部41依次设置于镜筒组件3的出射端口处，第一密封部41包括保护镜模组及密封环，保护镜模组覆盖于第一透光通道的端口上，第一透光通道能够由保护镜模组连透光路，密封环设置于第一透光通道的端口外周，密封环与镜筒组件3接触形成闭合的第一环形密封面，并与保护镜模组接触形成闭合的第二环形密封面。
50.具体地，保护镜模组包括第一基座411、上盖412、第二基座413、端盖414、保护镜片415、蝶形弹片416、第一抵压件417及第二抵压件418，第一基座411上设置有由上顶面贯穿
于下底面的通孔，第一基座411的外侧面上设置有用于第二基座413插入的插槽4111，第二基座413上也设置有贯穿上顶面及下底面的通孔，保护镜片415设置于第二基座413的通孔内，第一抵压件417将蝶形弹片416抵压至保护镜片415上，第二抵压件418可拆卸固定连接于第二基座413的上顶面上，并且将第一抵压件417限定于第二基座413的通孔内，端盖414用于封闭插槽4111的槽口，以封闭第二基座413。上盖412可拆卸固定于第一基座411的上顶面上，上盖412的上顶面被抵压至第一透光通道的端口外周，密封环被上盖412限定至第一透光通道的端口外周，密封环包括环形槽4121及密封材料，环形槽4121设置于上盖412的上顶面上，上盖412的上顶面用于抵接第一透光通道的端口外周，密封材料被挤压限定于环形槽4121内，使得密封材料与镜筒组件3接触形成闭合的第一环形密封面，并与保护镜模组接触形成闭合的第二环形密封面。
51.如图3、图5至图7所示，第二密封部42包括第一底座421，第一底座421上设有依次连通的第一连接通道424、第一导流腔及第二透光通道，第二透光通道连通于光路，第一连接通道424用于与外界的洁净气源连接，第一导流腔上设有使气体进入第二透光通道并形成气膜的第一引流孔。具体地，第一导流腔包括容置槽425及封板422，容置槽425设置于第一底座421上，并位于第二透光通道的端口外周，第一连接通道424能够连通容置槽425，外界的洁净气源通过第一接头423接入第一连接通道424，容置槽425用于容置由外界进入第一连接通道424的洁净气体，封板422设置于与容置槽425的槽口处，并与容置槽425一同形成第一导流腔，封板422与容置槽425靠近第二透光通道处的槽口间隔设置，以形成第一引流孔，从而使由第一引流孔喷出的洁净气体形成封闭第二透光通道的气膜。
52.如图3及图4所示，第三a密封部431包括第二a底座4311、第一环形体4312及连接件4314，第二a底座4311上设置有第二a连接通道4315、连通于第二a连接通道4315的第二a导流腔及连通于光路的第三a透光通道，外界的洁净气源通过第二接头4313连通第二a连接通道4315，第二a导流腔上设置有使气体进入第三a透光通道并形成第一空气流道的多个第二a引流孔4316，第二a导流腔由第三a透光通道的内壁及第一环形体4312形成，第一环形体4312设置于第三a透光通道内，并由连接件4314抵压限定于第二a底座4311上，并且第一环形体4312与第三a透光通道的内壁间隔设置以形成第二a导流腔，多个第二a引流孔4316均设置于第一环形体4312上，并沿第一环形体4312的周向间隔均匀排布。
53.如图3、图5至图7所示，第三b密封部432包括第二b底座4321及第二环形体4322，第二b底座4321上设置有第二b连接通道4324、连通于第二b连接通道4324的第二b导流腔及连通于光路的第三b透光通道，外界的洁净气源通过第三接头4323连通第二b连接通道4324，第二b导流腔上设置有使气体进入第三b透光通道并形成第二空气流道的多个第二b引流孔4325，第二b导流腔由第三b透光通道的内壁及第二环形体4322形成，第二环形体4322设置于第三b透光通道内，第三b透光通道的内壁上设置有环形凹槽，第二环形体4322固定于第三b透光通道的内壁上，并封闭该环形凹槽的槽口，以形成第二b导流腔，多个第二b引流孔4325均设置于第二环形体4322上，并沿第二环形体4322的周向间隔均匀排布。
54.进一步地，为了进一步提升密封组件的密封性能，在本实施例中，密封组件还包括第四密封部，第二密封部42、喷头组件5及第四密封部依次设置，第四密封部能够在喷头组件5的喷嘴处部形成气帘，气帘能够阻隔外界空气由喷嘴进入喷头组件5，从而进一步地阻隔烟尘由喷头组件5的喷嘴进入，有效地提升了密封组件的密封性能。
55.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。