一种激光加工头的制作方法

1.本实用新型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.激光加工是一种常见的机加工方式，其主要是利用高能激光束作用于工件表面，进行焊接、切割等工作。其依靠的是激光在聚焦后产生的热量，因此激光聚焦后也可用于工件表现的热处理工作。在加工过程中，用作激光束调整的激光加工头内会逐渐升温，为防止加工头内的光路调整镜片受高温损坏，因此需要在加工头上设置温控组件，以检测各镜片的温度。
3.现有申请公布号为cn112080740a的发明专利申请，公开了一种带温度显示的熔覆头保护镜抽屉装置，包括：第一密封圈、保护镜、抽屉本体、第二密封圈、温度探头、挡板、显示屏座和显示屏；保护镜安装于抽屉本体内，第一密封圈和第二密封圈安装于保护镜的上下两侧，温度探头安装于抽屉本体内，显示屏座安装于抽屉本体上，挡板夹设于抽屉本体和显示屏座之间，并将温度探头限制在抽屉本体内，显示屏安装于显示屏座上，温度探头的信号线连接于显示屏。
4.如上述技术方案中，其采用了温度探头检测保护镜的温度，以避免高温损坏保护镜，但其所设置的温度探头，是集成在了保护镜抽屉上，会使得温度探头的检修不够便利；其次，通过该种结构设置温度探头，温度探头仅能用于检测温度使用，功能性过于单一。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种温控组件拆装维护便利且功能多样的激光加工头。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种激光加工头，包括激光器、光路镜片和温感组件，其中，
7.所述光路镜片与所述温感组件位于所述激光器内，且所述温感组件的检测端抵持所述光路镜片；
8.所述光路镜片及所述温感组件均与所述激光器可拆卸连接；
9.所述光路镜片从一侧安装至所述激光器内，所述温感组件从另一侧安装至所述激光器内，所述光路镜片的安装方向与所述温感组件的安装方向相对设置。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括抽屉，所述抽屉包括插入部、固定部和第一螺栓，其中，
11.所述插入部位于所述激光器内，且所述光路镜片固定在所述插入部的中间位置，所述温感组件的检测端抵持所述插入部；
12.所述固定部设置在所述插入部朝向所述激光器外的一侧，所述固定部与所述插入部为一体式结构；
13.所述第一螺栓贯穿所述固定部并与所述激光器通过螺纹连接。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，所述插入部包括平槽，所述插入部朝向所述温感组件的一侧为弧形面，所述平槽开设在弧形面上；
15.所述温感组件的检测端抵持在所述平槽内。
16.在以上技术方案的基础上，优选的，所述温感组件包括支架、温度传感器、挡板和螺丝，其中，
17.所述支架位于所述激光器内；
18.所述温度传感器与所述支架嵌合连接，且所述温度传感器的检测端抵持所述光路镜片；
19.所述挡板设置在所述支架朝向所述激光器外的一侧，所述挡板与所述支架为一体式结构，且所述挡板远离所述支架的一面与所述激光器的外表面平齐；
20.所述螺丝贯穿所述挡板并与所述激光器通过螺纹连接。
21.在以上技术方案的基础上，优选的，所述螺丝为锥头螺丝，所述螺丝的锥头端部与所述挡板的表面平齐。
22.在以上技术方案的基础上，优选的，所述光路镜片为激光准直镜或光路保护镜。
23.在以上技术方案的基础上，优选的，所述激光器包括第一纵段、横段、第二纵段、固定座、积分聚焦镜、第一反射镜、第二反射镜、光纤接头和红外温感探头，其中，
24.所述第一纵段和所述第二纵段相对的设置于所述横段的两侧，整体呈现z 形状，且所述第一纵段、所述横段和所述第二纵段相互贯通；
25.所述固定座设置在所述横段靠近所述第一纵段的一端上，所述固定座与所述横段可拆卸连接，且所述固定座与所述横段相互贯通；
26.所述积分聚焦镜设置在所述横段靠近所述第一纵段的一端内；
27.所述第一反射镜设置在所述横段靠近所述第二纵段的一端内，所述第一反射镜用于反射激光束及透过红外线；
28.所述第二反射镜设置在所述固定座内，且所述第二反射镜及所述第一反射镜平行于所述积分聚焦镜的聚焦镜面；
29.所述光纤接头设置在所述第一纵段上，且所述光纤接头的输出端对应所述第一反射镜的镜面；
30.所述红外温感探头设置在所述固定座上，且所述红外温感探头的检测端对应所述第二反射镜的镜面。
31.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第二螺栓，所述第二螺栓贯穿所述固定座并与所述横段通过螺纹连接。
32.在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二反射镜的镜片基材为石英透镜。
33.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括温控指示灯，所述温控指示灯固定在所述激光器上，且所述温控指示灯与所述温感组件电连接。
34.本实用新型的激光加工头相对于现有技术具有以下有益效果：
35.(1)通过将光路镜片和温感组件相对的设置于激光器的两侧，且光路镜片及温感组件均与激光器可拆卸连接，如此一来，光路镜片及温感组件均可单独进行拆卸，其提高了组件拆装维护的便利性。其次，由于光路镜片及温感组件在安装后，两者是相互抵持的，若在工作时，温感组件检测不到升温或升温速度缓慢，则说明光路镜片安装不到位，由此温感
组件可实现检测光路镜片是否安装到位的功能，以避免因镜片不当到导致加工异常。
36.(2)通过将光路镜片安装在抽屉的插入部内，且抽屉是通过第一螺栓固定在激光器上，温感组件中的温度传感器是安装在支架上，且支架通过螺丝固定在激光器上，因此通过拆除第一螺栓或螺丝即可实现光路镜片或温感组件的拆装工作，其拆装起来十分便利，利于维护工作的进行。
37.(3)通过在激光器上设置有一处固定座，且固定座内设置有红外温感探头，在进行加工时，工件表面被加热，热量产生的红外线会穿入激光器并被积分聚焦镜和第二反射镜反射至红外温感探头，从而检测工件表面的加工温度，以此为参照方便调整本加工头的功率，有利于保证加工质量。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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。
39.图1为本实用新型的激光加工头的立体图；
40.图2为本实用新型的激光加工头的左视图；
41.图3为本实用新型的激光加工头的右视图；
42.图4为本实用新型的激光加工头的局部剖面图；
43.图5为本实用新型的激光加工头的抽屉拆卸结构图；
44.图6为本实用新型的激光加工头的温感组件拆卸结构图；
45.图7为本实用新型的激光加工头的抽屉与温感组件连接结构图；
46.图8为本实用新型的激光加工头的温感组件爆炸结构图；
47.图9为本实用新型的激光加工头的激光光路示意图；
48.图10为本实用新型的激光加工头的红外光线射入路径示意图；
49.图中：激光器1、第一纵段11、横段12、第二纵段13、固定座14、积分聚焦镜15、第一反射镜16、第二反射镜17、光纤接头18、红外温感探头19、光路镜片2、温感组件3、支架31、温度传感器32、挡板33、螺丝34、抽屉4、插入部41、固定部42、第一螺栓43、平槽401、第二螺栓5、温控指示灯6。
具体实施方式
50.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
51.在现有的激光加工头中，由于镜片检测用的温度探头直接集成在了镜片抽屉上，其导致温度探头无法单独进行拆卸，因此不便于温度探头的拆装维护工作，其次温度探头仅用于温度检测，其功能性过于单一。
52.本技术方案旨在提供一种温感组件易拆装的激光加工头，以方便温感组件的拆装
维护工作，同时可使温感组件起到更多的作用。
53.如图1～3所示，本实用新型的激光加工头，包括激光器1，激光器1用于激光发生及激光调整使用。
54.在本加工头中，光路镜片2与温感组件3位于激光器1内，为了使得组件易于拆装维护，光路镜片2及温感组件3均与激光器1可拆卸连接；且温感组件3的检测端抵持光路镜片2。如此一来，在保证温感组件3能够检测光路镜片 2温度的同时，其具有拆装便利的优点，光路镜片2和温感组件3均可单独拆卸进行维护。
55.由于温感组件3是抵持光路镜片2，且光路镜片2从一侧安装至激光器1内，温感组件3从另一侧安装至激光器1内，光路镜片2的安装方向与温感组件3 的安装方向相对设置，因此其可用于检测光路镜片2是否安装到位。具体在工作时，若温感组件3没有检测到镜片升温或升温速度缓慢等异常现象，则可能出现了光路镜片2未安装到位的问题，发现异常后，对光路镜片2进行调整即可，有利于保证加工质量及保护本加工头不受损坏。
56.具体的，如图4～7所示，光路镜片2的拆装依靠抽屉4实现。抽屉4包括插入部41、固定部42和第一螺栓43，其中，插入部41位于激光器1内，且光路镜片2固定在插入部41的中间位置，温感组件3的检测端抵持插入部41；固定部42设置在插入部41朝向激光器1外的一侧，且固定部42与插入部41为一体式结构；第一螺栓43贯穿固定部42并与激光器1通过螺纹连接。如此，在拆卸第一螺栓43后，便可将抽屉4整体从激光器1内取出，之后便可对插入部41中的光路镜片2进行更换维护，操作起来十分便利。
57.具体的，光路镜片2为激光准直镜或光路保护镜。激光准直镜是校正激光光束为平行光的组件，其为激光系统的核心配件，而光路保护镜是用于封闭激光器1的光路腔体使用，以避免外界杂质进入激光器1光路腔体内损坏镜片，从而实现准直镜、聚焦镜、熔覆镜等镜片的保护，两者十分重要，因此需要着重保护。
58.进一步的，为了提高抽屉4向激光器1内安装的便利性，将抽屉4的插入部41朝向温感组件3的一侧设置为弧形面，如此方便插入部41插入激光器1 内；
59.此时温感组件3在进行温度检测时，是检测光路镜片2向插入部41上所传递的热量，由于插入部41朝向温感组件3的一侧设置成了弧形面，可能会出现温度检测不准确的现象，因此在插入部41的弧形面上开设有平槽401；温感组件3的检测端抵持在平槽401内。如此一来，温感组件3与插入部41便具有良好的接触，能够提高温感组件3检测的准确性。
60.具体的，如图7及图8所示，温感组件3是依靠温度传感器32进行温度检测，温感组件3中设置有支架31，支架31位于激光器1内；温度传感器32与支架31嵌合连接，且温度传感器32的检测端抵持光路镜片2；如此便可实现温度传感器32对光路镜片2的温度检测。在安装上述的抽屉4后，温度传感器32 的检测端所对应的是插入部41的平槽401，以检测光路镜片2向插入部41传递的热量。
61.为实现支架31的拆装工作，在支架31朝向激光器1外的一侧设置有挡板 33，挡板33与支架31为一体式结构，且挡板33远离支架31的一面与激光器1 的外表面平齐；螺丝34贯穿挡板33并与激光器1通过螺纹连接。如此一来，在将螺丝34拆除后，便可将支架31、温度传感器32和挡板33这三部分从激光器1上取下，从而便于对温度传感器32进行维护或更换。
62.由于温度传感器一般来讲工况较为稳定，因此其无需经常性的拆装，所以固定温感组件3的螺丝34采用锥头螺丝，在螺丝34安装后，其端部沉入挡板 33中，以与挡板33的表
面平齐。如此可防止螺丝34松动，在需要拆卸时，利用螺丝刀进行拆卸即可。
63.对光路镜片2的温度检测，是为了保证本加工头的安全性，在具体工作时，还需要检测工件表面温度是否到位，以保证加工质量。
64.具体的，如图1～3所示，本加工头的激光器1包括第一纵段11、横段12、第二纵段13、积分聚焦镜15和第一反射镜16，其中，第一纵段11和第二纵段 13相对的设置于横段12的两侧，整体呈现z形状，且第一纵段11、横段12和第二纵段13相互贯通。该部分结构，主要用于安装各光路镜片，以对激光束进行调整。积分聚焦镜15设置在横段12靠近第一纵段11的一端内；其为常规结构，第一反射镜16设置在横段12靠近第二纵段13的一端内，第一反射镜16 用于反射激光束及透过红外线。
65.为了实现工件表面的加工温度检测，激光器1还设置有固定座14、第二反射镜17、光纤接头18和红外温感探头19，其中，固定座14设置在横段12 靠近第一纵段11的一端上，固定座14与横段12可拆卸连接，且固定座14与横段12相互贯通；第二反射镜17设置在固定座14内，且第二反射镜17及第一反射镜16平行于积分聚焦镜15的聚焦镜面；光纤接头18设置在第一纵段11 上，且光纤接头18的输出端对应第一反射镜16的镜面；红外温感探头19设置在固定座14上，且红外温感探头19的检测端对应第二反射镜17的镜面。
66.如上述结构，参见图9，在进行加工时，光纤接头18用于向本激光器1内接入激光，激光会经过横段12中的第一反射镜16反射至积分聚焦镜15上进行聚焦，之后激光经第一纵段11输出至工件表面进行加热淬火工作。当然要实现激光光束的调节，还需要准直镜等镜片进行调节，其在本装置中未示出。
67.参见图10，在工件表面被加热后，热量产生的红外线会进入激光器1中，首先穿过激光器1的第一纵段11，再经积分聚焦镜15反射，红外线会穿过第一反射镜16，并经第二反射镜17反射至红外温感探头19进行检测，以此监控工件表面的加工温度。
68.为了实现上述的第一反射镜16用于反射激光束及透过红外线，在本加工头中，第二反射镜17的镜片基材采用石英透镜。其具有良好的红外线穿透性。要实现激光束的反射，需要在镜片基材上镀膜处理，所镀膜不会影响红外线的穿透，此镀膜工艺为现有技术。
69.为提高红外温感探头19维护的便利性，用于安装红外温感探头19的固定座14通过第二螺栓5与横段12进行连接，如此在拆除第二螺栓5后，便可将固定座14及红外温感探头19一并拆下进行维护处理。
70.在现有的激光加工头中，其温度检测组件通常是与控制台进行连接，若无人员值守，不易发现温度异常现象。因此，本加工头在激光器1上固定有温控指示灯6，且温控指示灯6与温感组件3电连接，如此，在温感组件3传感异常时，温控指示灯6亮起能够起到提醒的作用。
71.具体实施步骤：
72.在工作时，激光经光纤接头18进入激光器1内，在经准直镜、第一反射镜 16、积分聚焦镜15、保护镜等镜片调整后输出，对工件表面进行热处理淬火。工件表面产生高温，高温产生红外光束会进入激光器1内，并经积分聚焦镜15 反射，再穿过第一反射镜16，并经第二反射镜17反射至红外温感探头19进行检测，以此监控工件表面的加工温度；
73.温感组件3主要用于激光器1中的激光准直镜或光路保护镜的温度检测，激光准直镜或光路保护镜安装在抽屉4内，并通过抽屉4与激光器1进行连接，之后将温感组件3与激
光器1进行装配并接触抽屉4进行温度检测即可。
74.以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。