一種多頭激光切割頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切割頭，特別涉及一種多頭激光切割頭，屬于激光切割機械應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展以及激光在切割機械方面的應(yīng)用，激光切割機是全球激光設(shè)備成為需求最大的產(chǎn)品，它利用高能量密度的激光束熔化或汽化材料，并用輔助氣體吹除熔化材料形成割縫。激光切割切縫窄，幾乎沒有切割殘渣，熱影響區(qū)小，切割噪聲小，能夠按照AutoCAD設(shè)計文件快速完成制造過程，不需要增加其他的模具費用，目前，使用激光器有YAG激光器，光纖激光器和C02激光器。而光纖激光器由于其優(yōu)越的光束質(zhì)量，便利的光路傳輸特征，在激光加工行業(yè)得到飛速的發(fā)展，國內(nèi)的激光設(shè)備廠家超過200家，但是其核心的器件如激光切割頭，QBH光纖準直器，激光擴束鏡，高精度運動平臺大多被美國和德國壟斷，國內(nèi)有一些廠家只是拷貝復(fù)制了這些設(shè)備的低端應(yīng)用，但是在高端精密切割，高精度精密切割等領(lǐng)域其核心部件還是完全依賴進口，因此，一種高效率、低成本的激光切割頭具有良好的市場前景。
[0003]目前市場的激光切割頭存在許多不足之處，如主流技術(shù)為激光單頭加工，在切割效率方面不夠高，導(dǎo)致加工成本偏高，普通的激光切割頭在使用時，沒有來良好的分光系統(tǒng)以及光束調(diào)節(jié)裝置，使激光切割器在使用時切割效果差，切割精度低，被切工件表面成形質(zhì)量差，只能用于一些粗加工的應(yīng)用領(lǐng)域，另一方面，普通的激光切割器只是簡單的單個激光切割頭進行切割，工作效率低，因此，針對上述問題提出一種多頭激光切割頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種多頭激光切割頭，通過多頭切割頭以及加入分光系統(tǒng)和光束調(diào)節(jié)裝置，光束質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得在相同的切割質(zhì)量下，效率有很大的提升，也就是使得加工成本降低大大降低等優(yōu)點，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明一種多頭激光切割頭，包括底座，所述底座一側(cè)安裝準直鏡且準直鏡頂端連接帶有連接頭的激光器；所述底座內(nèi)部設(shè)置分束鏡、反射鏡，并且分束鏡與準直鏡內(nèi)部連通；所述底座底端安裝切割頭且切割頭底端安裝噴嘴；所述切割頭內(nèi)部設(shè)置聚焦鏡，并且聚焦鏡與設(shè)置在切割頭側(cè)壁的調(diào)節(jié)螺母連接；所述切割頭與底座之間設(shè)置光束調(diào)節(jié)器且光束調(diào)節(jié)器與分束鏡、反射鏡連通。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，還包括準直鏡片、光束孔，所述準直鏡內(nèi)部安裝準直鏡片，所述噴嘴軸心設(shè)有光束孔。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述準直鏡片將激光器發(fā)射的激光束準直到分束鏡、反射鏡中心，并且分束鏡、反射鏡與準直鏡中心處于同一條直線上。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述底座內(nèi)部設(shè)置分束鏡、反射鏡總數(shù)與切割頭總數(shù)相同，并且激光束經(jīng)過分束鏡、反射鏡折射到切割頭軸心。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述切割頭為一種圓柱形結(jié)構(gòu)的切割頭且底座底端安裝多個切割頭。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述切割頭底端設(shè)置對稱設(shè)置多個調(diào)節(jié)螺母。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述噴嘴為一種錐形結(jié)構(gòu)的噴嘴。
[0013]本發(fā)明所達到的有益效果是:
[0014]1、結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命久；
[0015]2、本發(fā)明多頭切割頭系統(tǒng)創(chuàng)新的加入分光系統(tǒng)，光束質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得在相同的切割質(zhì)量下，效率有幾倍的提升，也就是使得加工成本大大降低，激光切割的切縫窄，工件變形小，激光束聚焦成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度，切邊受熱影響很小，基本沒有工件變形，噴嘴對聚焦透鏡有良好的保護作用；
[0016]3、切割無毛刺、皺折、精度高，節(jié)省加工費用，降低了生產(chǎn)成本，激光束對工件不施加任何力，它是無接觸切割工具，使切割工件無機械變形，無刀具磨損，也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問題，切割材料無須考慮它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影響，任何硬度的材料都可以切割；
[0017]4、激光束可控性強，并有高的適應(yīng)性和柔性，與自動化設(shè)備相結(jié)合很方便，容易實現(xiàn)切割過程自動化，由于不存在對切割工件的限制，激光束具有無限的仿形切割能力，與計算機結(jié)合，可整張板排料，節(jié)省材料，激光切割具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性，與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有更大的適應(yīng)性，與其他熱切割方法相比，同樣作為熱切割過程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個極小的區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形，激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能，有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0019]在附圖中:
[0020]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖2的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是圖3沿B-B面的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是圖2的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的工作原理示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明的光束能量調(diào)節(jié)模塊圖；
[0027]圖中標號:1、連接頭；2、激光器；3、準直鏡；4、分束鏡；5、光束調(diào)節(jié)器；6、反射鏡；7、底座；8、切割頭；9、聚焦鏡；10、調(diào)節(jié)螺母；11、噴嘴；31、準直鏡片；111、光束孔。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]實施例:如圖1-7所示，本發(fā)明一種多頭激光切割頭，包括底座7，所述底座7 —側(cè)安裝準直鏡3且準直鏡3頂端連接帶有連接頭I的激光器2 ;所述底座7內(nèi)部設(shè)置分束鏡4、反射鏡6，并且分束鏡4與準直鏡3內(nèi)部連通；所述底座7底端安裝切割頭8且切割頭8底端安裝噴嘴11 ;所述切割頭8內(nèi)部設(shè)置聚焦鏡9，并且聚焦鏡9與設(shè)置在切割頭8側(cè)壁的調(diào)節(jié)螺母10連接；所述切割頭8與底座7之間設(shè)置光束調(diào)節(jié)器5且光束調(diào)節(jié)器5與分束鏡4、反射鏡6連通。
[0030]為了使該種切割頭使用壽命更久，還包括準直鏡片31、光束孔111，所述準直鏡3內(nèi)部安裝準直鏡片31，所述噴嘴11軸心設(shè)有光束孔111 ;所述準直鏡片31將激光器2發(fā)射的激光束準直到分束鏡4、反射鏡6中心，并且分束鏡4、反射鏡6與準直鏡3中心處于同一條直線上；所述底座7內(nèi)部設(shè)置分束鏡4、反射鏡6總數(shù)與切割頭8總數(shù)相同，并且激光束經(jīng)過分束鏡4、反射鏡6折射到切割頭8軸心；所述切割頭8為一種圓柱形結(jié)構(gòu)的切割頭8且底座7底端安裝多個切割頭8 ;所述切割頭8底端設(shè)置對稱設(shè)置多個調(diào)節(jié)螺母10 ;所述噴嘴11為一種錐形結(jié)構(gòu)的噴嘴11，使該種切割頭使用方便，工作效率高，制造成本低。
[0031]本發(fā)明的在使用時，高功率激光器發(fā)出高能量激光光束，激光器種類包括DPSSL固體激光器以及FIBER LASER光纖激光器，激光器2發(fā)出的激光光束經(jīng)過準直鏡3準直成6mm左右的準直光，以便于光束傳輸，激光束經(jīng)過分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)由兩片分束鏡4和一片反射鏡6組成，激光器，分成三路光束質(zhì)量和能量基本一致的三束激光束，分光系統(tǒng)是一組光學(xué)鏡片，依據(jù)光學(xué)鍍膜設(shè)計分配透射和反射光的比例，第一片分束鏡4，依據(jù)光學(xué)鍍膜設(shè)計分配透射和反射光的比例為33%反射和67%透射，第二片分光束鏡4為50%反射和50 %透射，最后一片反射鏡6為全反射，反射鏡6反射率大于99.98 %，這樣一束光經(jīng)過分光系統(tǒng)后分成三路分別為33%入射光能量的光，其三束激光束分別經(jīng)過光束能量調(diào)節(jié)模塊光束能量調(diào)節(jié)模塊輸出完全一致，光束能量調(diào)節(jié)模塊由入射光、入射角度調(diào)節(jié)和透射光組成，入射光通過光束能量調(diào)節(jié)模塊進行調(diào)節(jié)然后從透射光射出，是指在光路中加入一片特殊設(shè)計的光學(xué)鏡片，它上面鍍了光學(xué)薄膜，使得透過的光能量與入射的角度呈線性關(guān)系，然后在機械上增加楔形角度微調(diào)結(jié)構(gòu)來微調(diào)入射光角度實現(xiàn)輸出能量精確微調(diào)的目的，三束光分別經(jīng)過聚焦鏡聚焦成高能量的點以便實施三束激光同時加工。
[0032]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多頭激光切割頭，包括底座(7)，其特征在于，所述底座(7) —側(cè)安裝準直鏡(3)且準直鏡(3)頂端連接帶有連接頭(I)的激光器(2);所述底座(7)內(nèi)部設(shè)置分束鏡(4)和反射鏡(6)，且所述分束鏡(4)與準直鏡(3)內(nèi)部連通；所述底座(7)底端安裝切割頭(8)，所述切割頭(8)底端安裝噴嘴(11);所述切割頭(8)內(nèi)部設(shè)置聚焦鏡(9)，所述聚焦鏡(9)與設(shè)置在切割頭(8)側(cè)壁的調(diào)節(jié)螺母(10)連接；所述切割頭(8)與底座(7)之間設(shè)置光束調(diào)節(jié)器(5)，所述光束調(diào)節(jié)器(5)與分束鏡(4)、反射鏡(6)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述準直鏡(3)內(nèi)部安裝準直鏡片(31)，所述噴嘴(11)軸心設(shè)有光束孔(111)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述準直鏡片(31)將激光器(2)發(fā)射的激光束準直到分束鏡(4)與反射鏡(6)的中心，所述分束鏡(4)、反射鏡(6)與準直鏡(3)的中心均處于同一條直線上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述底座(7)內(nèi)部設(shè)置分束鏡(4)、反射鏡(6)的總數(shù)與切割頭(8)的總數(shù)相同；激光束經(jīng)過分束鏡(4)、反射鏡(6)折射到切割頭(8)的軸心。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述切割頭(8)為一種圓柱形結(jié)構(gòu)的切割頭(8)且底座(7)底端安裝多個切割頭(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述切割頭(8)的底端對稱設(shè)置若干個調(diào)節(jié)螺母(10)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頭激光切割頭，其特征在于，所述噴嘴(11)為設(shè)置為錐形結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于激光切割機械應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的一種多頭激光切割頭，包括底座，所述底座一側(cè)安裝準直鏡且準直鏡頂端連接帶有連接頭的激光器；所述底座內(nèi)部設(shè)置分束鏡、反射鏡，并且分束鏡與準直鏡內(nèi)部連通；所述底座底端安裝切割頭且切割頭底端安裝噴嘴；所述切割頭內(nèi)部設(shè)置聚焦鏡，并且聚焦鏡與設(shè)置在切割頭側(cè)壁的調(diào)節(jié)螺母連接；所述切割頭與底座之間設(shè)置光束調(diào)節(jié)器且光束調(diào)節(jié)器與分束鏡、反射鏡連通；該種多頭激光切割頭加入分光系統(tǒng)，光束質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得在相同的切割質(zhì)量下，效率有幾倍的提升，也就是使得加工成本大大降低，激光切割的切縫窄，工件變形小，工作效率高，噴嘴對聚焦透鏡有良好的保護作用。
【IPC分類】B23K26/04, B23K26/38, B23K26/70
【公開號】CN104889564
【申請?zhí)枴緾N201510299095
【發(fā)明人】馮鷹, 楊向通, 張文青
【申請人】無錫信歐光電科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月3日