激光加工头及激光加工设备的制作方法

1.本技术属于激光加工技术领域，更具体地说，是涉及一种激光加工头及激光加工设备。


背景技术：

2.激光加工头主要是利用激光加工头内的光学元件把发振器射出的激光光束聚焦成为能量密度最适用于加工的光束，从而提高激光加工能力及加工质量，并且使加工性能在长时间的连续运转中保持稳定。
3.在激光加工中，由于待加工的产品的厚度各不相同，因此需要在加工前对激光加工头进行调焦。相关技术中的激光加工头通常采用电机控制准直镜组相对加工头单独移动，从而调节焦点焦距，使得加工头保持与工件相对稳定的距离。然而，通过控制准直镜改变焦距的做法，对控制精度要求高，在激光切割机高速运动时，激光加工头易打颤，从而影响加工精度和加工质量。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种激光加工头，对控制精度要求降低，可减少激光加工头在高速运动时打颤导致的精度误差，提高了加工质量。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种激光加工头，包括：
6.座体，所述座体内设置有第一安装腔，所述座体的一侧开设有与所述第一安装腔连通的第一开口；
7.准直镜组件，设置于所述座体内；
8.聚焦镜组件，可经所述第一开口插入或者抽出地设置于所述第一安装腔内，并能够沿着靠近或者远离所述准直镜组件的方向活动；以及，
9.驱动组件，设置于所述座体远离所述第一开口的一侧，用于驱动所述聚焦镜组件沿着靠近或者远离所述准直镜组件的方向活动。
10.进一步地，所述激光加工头还包括第一保护镜组件与第二保护镜组件，所述第一保护镜组件与所述第二保护镜组件沿所述激光光束的入射方向可拆卸安装于所述座体内，且所述第一保护镜组件与所述第二保护镜组件位于所述聚焦镜组件远离所述准直镜组件的一侧。
11.进一步地，所述座体内设置有第二安装腔，所述座体上开设有与所述第二安装腔连通的第二开口，所述第一保护镜组件可经所述第二开口插入或者抽出地设置于所述第二安装腔内；
12.所述座体内设置有第三安装腔，所述座体上开设有与所述第三安装腔连通的第三开口，所述第二保护镜组件可经所述第三开口插入或者抽出地设置于所述第三安装腔内。
13.进一步地，所述座体可转动安装有用于封盖所述第三开口的翻转盖。
14.进一步地，所述激光加工头还包括第三保护镜组件，所述座体内设置有第四安装
腔，所述第四安装腔设置于所述准直镜组件远离所述聚焦镜组件的一侧，所述座体上开设有与所述第四安装腔连通的第四开口，所述第三保护镜组件可经所述第四开口插入或者抽出地设置于所述第四安装腔内。
15.进一步地，所述座体内设置有第五安装腔，所述座体上开设有与所述第五安装腔连通的第五开口，所述准直镜组件可经所述第五开口插入或者抽出地设置于所述第五安装腔内。
16.进一步地，所述激光加工头还包括用于调节所述准直镜组件在x轴方向与 y轴方向上的位置的调节组件，
17.所述调节组件包括弹性件与调节件，所述调节件可活动安装于所述座体上，用于推动所述准直镜组件沿x轴方向与y轴方向上活动，所述弹性件抵于所述准直镜组件与所述调节件之间，用于提供弹性力以使所述调节件弹性抵于所述准直镜组件上。
18.进一步地，所述调节组件包括两组，两组所述调节组件沿x轴方向延伸设置，所述准直镜组件包括第一斜面以及与所述第一斜面呈角度设置的第二斜面，其中一组所述调节组件抵于所述第一斜面上，另一组所述调节组件抵于所述第二斜面上。
19.进一步地，所述激光加工头还包括光纤组件，所述光纤组件设置于所述准直镜组件远离所述聚焦镜组件的一侧，用于将激光光束导入所述准直镜组件上，所述光纤组件上设置有第一水冷通道；和/或，
20.所述激光加工头还包括喷嘴，所述喷嘴设置于所述座体上，激光光束经所述聚焦镜组件后从所述喷嘴射出。
21.本技术还提供了一种激光加工设备，包括如上所述的激光加工头。
22.本技术提供的激光加工头的有益效果在于：通过驱动组件驱动聚焦镜组件沿着靠近或者远离所述准直镜组件的方向活动，从而可实现调节焦点的目的，相对于相关技术中通过控制准直镜组件来调节焦点的做法来说，本技术对控制精度要求较低，可减少激光加工头在高速运动时打颤导致的精度误差，提高了加工质量。同时，本技术的聚焦镜组件可从所述第一开口插入或者抽出地设置于所述第一安装腔内，其拆装十分简单方便，并配合驱动组件设置于所述座体远离所述第一开口的一侧，可避免驱动组件干涉聚焦镜组件的拆装，结构简单紧凑，有利于缩小体积。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例提供的激光加工头的立体结构示意图；
25.图2为本技术实施例提供的激光加工头的俯视结构示意图；
26.图3为沿图2中a-a线的剖视结构图；
27.图4为本技术实施例提供的激光加工头的爆炸分解结构图；
28.图5为本技术实施例提供的准直镜组件与调节组件的立体结构示意图；
29.图6为图5的爆炸分解示意图；
30.图7为本技术实施例提供的准直镜组件的俯视结构示意图。
31.其中，图中各附图标记：
32.10、座体；11、第一安装腔；111、第一开口；12、第二安装腔；121、第二开口；13、第三安装腔；131、第三开口；14、翻转盖；141、把手；15、第四安装腔；151、第四开口；16、第五安装腔；161、第五开口；17、防护盖； 18、盖板；181、透视窗；20、准直镜组件；21、第一斜面；22、第二斜面；30、聚焦镜组件；31、刻度盘；40、驱动组件；50、第一保护镜组件；60、第二保护镜组件；70、第三保护镜组件；80、调节组件；81、调节件；90、光纤组件； 91、第一水冷通道；100、光阑组件；110、第二水冷通道；200、喷嘴；300、传感器组件。
具体实施方式
33.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
35.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.请一并参阅图1至图4，现对本技术提供的激光加工头进行说明。本技术提供的激光加工头，包括座体10、准直镜组件20、聚焦镜组件30、驱动组件 40。座体10内设置有第一安装腔11，座体10的一侧开设有与第一安装腔11 连通的第一开口111。准直镜组件20设置于座体10内。聚焦镜组件30可经第一开口111插入或者抽出地设置于第一安装腔11内，并能够沿着靠近或者远离准直镜组件20的方向活动。驱动组件40设置于座体10远离第一开口111的一侧，用于驱动聚焦镜组件30沿着靠近或者远离准直镜组件20的方向活动。
38.其中，通过驱动组件40驱动聚焦镜组件30沿着靠近或者远离准直镜组件 20的方向活动，从而可实现调节焦点的目的。
39.聚焦镜组件30可经第一开口111插入或者抽出地设置于第一安装腔11内，当需要安装聚焦镜组件30时，只需要从第一开口111将聚焦镜组件30插入第一安装腔11内即可，当需要拆卸聚焦镜组件30时，只需要将聚焦镜组件30 经第一开口111取出即可，其拆装十分简单方便，并配合驱动组件40设置于座体10远离第一开口111的一侧，可避免驱动组件40干涉聚焦镜组件30的拆装，结构简单紧凑，有利于缩小体积。
40.本技术提供的激光加工头，通过驱动组件40驱动聚焦镜组件30沿着靠近或者远离准直镜组件20的方向活动，从而可实现调节焦点的目的，相对于相关技术中通过控制准直
镜组件20来调节焦点的做法来说，本技术对控制精度要求较低，可减少激光加工头在高速运动时打颤导致的精度误差，提高了加工质量。同时，本技术的聚焦镜组件30可从第一开口111插入或者抽出地设置于第一安装腔11内，其拆装十分简单方便，并配合驱动组件40设置于座体10远离第一开口111的一侧，可避免驱动组件40干涉聚焦镜组件30的拆装，结构简单紧凑，有利于缩小体积。
41.请参阅图3至图4，激光加工头还可以包括第一保护镜组件50与第二保护镜组件60，第一保护镜组件50与第二保护镜组件60沿激光光束的入射方向可拆卸安装于座体10内，且第一保护镜组件50与第二保护镜组件60位于聚焦镜组件30远离准直镜组件20的一侧。通过第一保护镜组件50与第二保护镜组件 60的设置，可防止聚焦镜组件30被外部环境污染。由于同时设置第一保护镜组件50与第二保护镜组件60，当第一保护镜组件50与第二保护镜组件60中的任意一个被污染后，需要更换第一保护镜组件50与第二保护镜组件60中的任意一个时，第一保护镜组件50与第二保护镜组件60中的另一个可以起到保护聚焦镜组件30的作用，避免聚焦镜组件30完全暴露在空气中导致聚焦镜组件30受到污染。
42.请参阅图3至图4，座体10内设置有第二安装腔12，座体10上开设有与第二安装腔12连通的第二开口121，第一保护镜组件50可经第二开口121插入或者抽出地设置于第一安装腔11内。当第一保护镜组件50需要更换时，只需要将第一保护镜组件50从第一安装腔11内抽出即可实现更换，当需要安装时，只需要将第一保护镜组件50从第二开口121插入第一安装腔11内即可，其拆装十分简单方便。
43.座体10内可以设置有第三安装腔13，座体10上开设有与第三安装腔13 连通的第三开口131，第二保护镜组件60可经第三开口131插入或者抽出地设置于第三安装腔13内。当第二保护镜组件60需要更换时，只需要将第二保护镜组件60从第三安装腔13内抽出即可实现更换，当需要安装时，只需要将第二保护镜组件60从第三开口131插入第三安装腔13内即可，其拆装十分简单方便。
44.请参阅图1至图4，座体10可转动安装有翻转盖14，用于封盖第三开口 131。通过翻转盖14的设置，当第二保护镜组件60从第三安装腔13内取出后，可将翻转盖14盖合于第三开口131上，防止外部环境对第三安装腔13的内部造成污染。具体的，在本技术的一个实施例中，翻转盖14上设置有把手141，方便打开或者关闭翻转盖14。
45.请参阅图3至图4，激光加工头还可以包括第三保护镜组件70，座体10 内设置有第四安装腔15，第四安装腔15设置于准直镜组件20远离聚焦镜组件 30的一侧，座体10上开设有与第四安装腔15连通的第四开口151，第三保护镜组件70可经第四开口151插入或者抽出地设置于第四安装腔15内。通过第三保护镜组件70的设置，可防止灰尘或者其他杂物落入准直镜组件20上，从而可延长准直镜组件20的使用寿命。同时通过将第三保护镜组件70可插入或者抽出地设置于第四安装腔15内，其拆装十分简单方便，有效提高拆装效率。
46.请参阅图3至图4，座体10内可以设置有第五安装腔16，座体10上开设有与第五安装腔16连通的第五开口161，准直镜组件20可经第五开口161插入或者抽出地设置于第五安装腔16内。通过将准直镜组件20可插入或者抽出地设置于第五安装腔16内，其拆装十分简单方便，有效提高拆装效率。
47.请参阅图5至图7，激光加工头还可以包括用于调节准直镜组件20在x轴方向与y轴方向上的位置的调节组件80。调节组件80包括弹性件(图中未示) 与调节件81，调节件81可
活动安装于座体10上，用于推动准直镜组件20沿x 轴方向与y轴方向上活动，弹性件抵于准直镜组件20与调节件81之间，用于提供弹性力以使调节件81弹性抵于准直镜组件20上。通过利用调节件81与弹性件的配合，从而可调节准直镜组件20在x轴方向与y轴方向上的位置，进而实现准直镜组件20的同轴度调节。
48.具体的，该调节件81可以为调节旋钮。该座体10上可拆卸安装有防护盖 17，用于封盖第五开口161，当准直镜组件20插入第五安装腔16内后，可以通过防护盖17与座体10的连接固定，进而将第五开口161封盖，当需要抽出准直镜组件20，只需要将防护盖17与座体10分离即可。
49.请参阅图5至图7，调节组件80包括两组，两组调节组件80沿x轴方向延伸设置，准直镜组件20包括第一斜面21以及与第一斜面21呈角度设置的第二斜面22，其中一组调节组件80抵于第一斜面21上，另一组调节组件80抵于第二斜面22上。通过将两组调节组件80沿x轴方向延伸设置，从而可实现从同一侧面上对准直镜组件20在x轴方向与y轴方向上的位置的调节，调节方便快捷。具体的，该第一斜面21与第二斜面22之间形成的角度α可以为0
°
～ 180
°
之间。
50.请参阅图1至图3，激光加工头还可以包括设置于入光口的光纤组件90，光纤组件90设置于准直镜组件20远离聚焦镜组件30的一侧，用于将激光光束导入准直镜组件20上，光纤组件90上设置有第一水冷通道91。通过设置第一水冷通道91，可以对激光加工头起到冷却的作用，避免激光加工头发热。
51.请参阅图1至图3，激光加工头还可以包括设置于光纤组件90与准直镜组件20之间的光阑组件100，通过设置光阑组件100，可以有效的吸收杂散光，并且对光束的大小起到限制作用，防止光速射到准直镜组件20外部从而产生损坏。光阑组件100上设置有第二水冷通道110。通过第二水冷通道110的设置，可以进一步对激光加工头起到冷却的作用，避免激光加工头发热。
52.请参阅图1至图3，激光加工头还可以包括喷嘴200，喷嘴200设置于座体 10上，激光光束经聚焦镜组件30后从喷嘴200射出，从而对工件进行加工。由于喷嘴200会在加工面形成气场，从而将加工过程中产生的熔渣吹走，防止激光加工头头被异物污染。
53.请参阅图1至图3，激光加工头还可以包括传感器组件300，设置于座体 10上，用于检测喷嘴200与工件之间的距离，在高速加工中能使工件与喷嘴200 间的距离保持稳定，实现随动控制功能。
54.请参阅图1至图4，座体10上可拆卸安装有盖板18，用于封盖第一开口 111，当聚焦镜组件30插入第一安装腔11内后，可以通过盖板18与座体10 的连接固定，进而将第一开口111封盖，当需要抽出聚焦镜组件30，只需要将盖板18与座体10分离即可。
55.请参阅图1至图4，聚焦镜组件30上可以设置有刻度盘31，盖板18上可以设置有透视窗181，通过透视窗181的设置，可以观察刻度盘31的位置，进而方便调节焦点的位置。
56.本技术还提供了一种激光加工设备，包括激光加工头。本技术的激光加工头的结构可以采用上述任意实施例中的激光加工头的结构，因此也具有上述任意实施例中的激光加工头所带来的有益效果，在此不再赘述。
57.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。