激光切割機及激光切割機用切割頭制造技術

本發明專利技術涉及一種激光切割機及激光切割機用切割頭，該切割頭包括：用于連接激光切割機的伺服傳動機構的連接機構；與連接機構連接的用于容納聚焦透鏡的鏡腔盒；以及與鏡腔盒連接的切割嘴，其中該切割頭進一步包括感應由切割嘴與被切割工件之間電容值的電容傳感器。通過采用上述結構，利用電容傳感器感應切割嘴和被切割工件所組成的板式電容的電容值，并以電容值為基礎控制激光切割機的伺服傳動機構，實現切割嘴（透鏡焦點）相對被切割工件表面的隨動。

【技術實現步驟摘要】
激光切割機及激光切割機用切割頭技術領城本專利技術涉及一種激光切割機，更具體涉及一種用于激光切割機的切割頭,，
技術介紹
近年來，激光切割機廣泛用于各種材料的切割過程，但現有激光切割機所 使用的切割頭的結構相對筒單。在切割過程中，無法對聚焦透鏡焦點與被切割 工件之間的相對距離進行檢測，導致在被切割材料幅面較大或者表面起伏時-切口表面質量差，切割速度低，甚至根本無法切割。此外，在現有切割頭內沒 有設置冷卻裝置，聚焦透鏡容易因為過熱而燒毀。
技術實現思路
為了解決現有技術中激光切割機無法對聚焦透鏡焦點與被切割工件之間的 相對距離進行檢測的技術問題。本專利技術提供了一種通過電容感應方式確定聚焦 透鏡焦點與被切割工件之間的相對距離的切割頭以及使用該切割頭的激光切割 機。此外，本專利技術進一步解決了現有切割頭內沒有設置冷卻裝置，聚焦透鏡容 易燒毀的技術問題。本專利技術解決現有技術中激光切割機無法對聚焦透鏡焦點與被切割工件之間的相對距離進行檢測的技術問題所采用的技術方案是提供一種激光切割機用 切割頭，該切割頭包括用于連接激光切割機的伺服傳動機構的連接機構；與 連接機構連接的用于容納聚焦透鏡的鏡腔盒；以及與鏡腔盒連接的切割嘴，其 中切割頭進一步包括感應切割嘴與被切割工件之間電容值的電容傳感器。根據本專利技術一優選實施例，鏡腔盒的側壁設置有開口，聚焦透鏡設置在可 通過開口插入到鏡腔盒內的抽取式鏡腔內。根據本專利技術一優選實施例，鏡腔的側壁設置有鏡腔手柄以及用于調節聚焦 透鏡和切割頭的光軸之間的同心度的調節螺釘。根據本專利技術一優選實施例，鏡腔盒的側壁設置有連通到鏡腔靠近切割嘴一 側的切割輔助氣體通道。根據本專利技術一優選實施例，鏡腔盒的側壁設置有連通到鏡腔靠近連接機構 一側的冷卻氣體通道。根據本專利技術 一優選實施例，切割頭進一步包括用于連接鏡腔盒和切割嘴并 調節聚焦透鏡的焦點與切割嘴之間的相對距離的螺旋調節機構。根據本專利技術 一優選實施例，螺旋調節機構包括與鏡腔盒的外表面螺紋嚙 合的鎖緊螺母；與鎖緊螺母的外表面螺紋嚙合的調焦螺母，與調焦螺母固定連 接并在鏡腔盒內沿軸向延伸的調焦滑套；設置在調焦滑套的外表面與鏡腔盒的 內表面之間的一對錐形脹緊套；以及設置在鏡腔盒的內表面上的導向塊，在鎖 緊螺母相對鏡腔盒旋轉時，導向塊作用錐形脹緊套對沿軸向相對運動并由此錟定調焦滑套和鏡腔盒。根據本專利技術一優選實施例，電容傳感器設置在螺旋調節機構和切割嘴之間 根據本專利技術一優選實施例，被切割工件為金屬工件。本專利技術解決現有技術中激光切割機無法對聚焦透鏡焦點與被切割工件之間 的相對距離進行檢測的技術問題所采用的另 一技術方案是提供一種激光切割 機，該激光切割機包括用于生成預定波長激光束的激光發生器；用于聚焦激 光束的切割頭；用于相對被切割工件傳動切割頭的伺服傳動機構；以及用于控 制伺服傳動機構的控制單元；該切割頭包括用于連接伺服傳動機構的連接機構； 與連接機構連接的用于容納聚焦透鏡的鏡腔盒；以及與鏡腔盒連接的切割嘴， 其中切割頭進一步包括感應切割嘴與被切割工件之間電容值的電容傳感器.，控 制單元以該電容值為基礎控制伺服傳動機構。通過采用上述結構，利用電容傳感器感應切割嘴和被切割工件所組成的板 式電容的電容值，并以電容值為基礎控制激光切割機的伺服傳動機構，實現切 割嘴(透鏡焦點)相對被切割工件表面的隨動。附圖說明圖1是本專利技術激光切割機用切割頭的部分剖面示意圖； 圖2是本專利技術激光切割機用切割頭的鏡腔盒的俯視圖； 圖3是用于顯示冷卻氣體通道的鏡腔盒和密封環的剖面示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細說明。如圖1 -圖3所示，本專利技術的激光切割機用切割頭1基本為中空圓柱形結構, 其包括用于連接到激光切割機的伺服傳動機構(未圖示)的連接機構11、與連 接機構11連接的用于容納聚焦透鏡12的鏡腔盒13以及與鏡腔盒3連接的切割嘴14。在本實施例中，切割頭1進一步設置了用于感應切割嘴14與被切割工件(未圖示)之間電容值的電容傳感器15。在本實施例中，連接機構11為連接法蘭，其連接到激光切割機的Z軸托盤 上。鏡腔盒13與連接構件11之間設置有密封環20,確保裝置的氣密性。鏡腔 盒13的側壁還進一步設置有開口 131。聚焦透鏡12設置在抽取式鏡腔16內， 由鏡片壓環和密封圈或者適當固定機構鎖定。鏡腔16的側壁設置有鏡腔手柄 161,用戶可通過鏡腔手柄161將鏡腔16徑向插入到鏡腔盒13內或者從鏡腔盒 13中取出鏡腔16。此外，鏡腔16的側壁上還進一步設置有調節螺釘162,以便 調節聚焦透鏡12和切割頭1的光軸之間的同心度。因而，激光器開啟后，激光 束被聚焦透鏡12聚焦至切割嘴14的下方。此外，切割頭1在鏡腔盒13和切割嘴14之間進一步設置有用于調節切割 嘴14與聚焦透鏡12的焦點之間的相對距離的螺旋調節機構17。在本實施例的 螺旋調節機構17中，鎖緊螺母171與鏡腔盒13的外表面螺紋嚙合，調焦螺母 172與鎖緊螺母171的外表面螺紋噴合。由第一滑套173和第二滑套174所組成 的調焦滑套與調焦螺母172固定連接并在鏡腔盒13內部沿軸向延伸。在第一滑 套173和第二滑套174的外表面與鏡腔盒13的內表面之間設置有一對錐形脹緊 套175、 176。并且在鏡腔盒13的內表面上設置有用于作用錐形脹緊套175, 176 沿軸向相對運動的導向塊178。在使用時，將調焦螺母172以及與之固定的調焦 滑套旋轉到鎖緊螺母171的適當位置，然后相對鏡腔盒13旋轉鎖緊螺母！71-使導向塊178作用錐形脹緊套175、76沿軸向相對移動，錐形脹緊套175、 176 徑向擠壓第一滑套173和第二滑套174的外表面與鏡腔盒13的內表面，由此實 現調焦螺母172的鎖定。在需要調節切割嘴14與透鏡焦點的相對距離時，松開 鎖緊螺母171,則導向塊178不在作用脹緊套175、 176,調焦螺母172可相對 鎖緊螺母171進行調節。調節完畢，旋緊鎖緊螺母171,對調焦螺母172進行鎖 定。在本實施例中，電容傳感器15上接第一滑套173,下接切割嘴14。電容傳 感器15的作用是感應切割嘴14和被切割金屬工件或其他適當工件所構成板式 電容的電容值。該電容值輸入到控制單元(未圖示)，控制單元根據電容值的變 化控制伺服傳動機構，由此實現切割頭14 (聚焦透鏡12的焦點)相對于被切割金屬工件表面的隨動。在鏡腔盒13側壁設置有連通到鏡腔16靠近連接機構11 一側的冷卻氣體通 道132。在本實施例中，冷卻氣體經冷卻氣體通道132以及設置在密封環20上 的氣體通道輸入到鏡腔16上方，對切割頭1內的光學組件(聚焦透鏡12 )進行 冷卻。在鏡腔盒13側壁設置有連通到鏡腔16相對切割嘴14 一側的切割輔助氣體 通道133。切割輔助氣體經切割輔助氣體通道133輸入到切割頭1的腔內并經切 割嘴14輸出。切割輔助氣體可以包括用于加速切割工件氧化的氧氣、吹掃氣體 以及起保護作用的惰性氣體。此外，本專利技術進一步提供了一種采用上文所描述的切割頭的激光切割機， 該激光切割機可以進一步包括用于生成預定波長激光束的激光發生器；用于 相對被切割工件傳動切割頭的伺服傳動機構；以及用于控制伺服傳動機構的控 制單元，該控制單元根據切割頭上的電容傳感器所感應的切割嘴與被切本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光切割機用切割頭，所述切割頭包括：用于連接激光切割機的伺服傳動機構的連接機構；與所述連接機構連接的用于容納聚焦透鏡的鏡腔盒；以及與所述鏡腔盒連接的切割嘴，其特征在于：所述切割頭進一步包括感應所述切割嘴與被切割工件之間電容值的電容傳感器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高云峰，蔡建平，吳小華，
申請(專利權)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：94[]