[发明专利]一种可调节光斑大小的激光切割头

说明书

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其是一种可调节光斑大小的激光切割头。

背景技术

目前，激光切割枪头是通过汇聚激光能量对板材进行切割的加工设备，传统切割头由于准直镜与聚焦镜的焦距比恒定不变，所以最终焦点处的光斑大小也是恒定不变的。然而不同厚度及材质的板材对焦点光斑大小的需求是不一样的，对于切割薄板的要求是光斑小、焦深短，切割厚板时的要求是光斑大、焦深长。现有通过改变准直镜距离来改变光斑大小及焦深的切割头，但光斑放大倍数小于2.5倍，在切厚板时仍有些不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可调节光斑大小的激光切割头。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器、第一电机传动机构和第二电机传动机构，在所述光纤连接器发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜、扩束系统镜组和聚焦镜，所述扩束系统镜组包括扩束系统汇聚透镜、扩束系统双凹透镜和扩束系统准直透镜，所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜分别与第一电机传动机构、第二电机传动机构连接，所述第一电机传动机构、第二电机传动机构分别带动所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜到所述扩束系统双凹透镜的距离。

进一步地，所述第一电机传动机构包括电机、弹性联轴器和微型滚珠丝杆，所述微型滚珠丝杆与所述扩束系统汇聚透镜相连。该微型滚珠丝杆，具有传动速度快，定位精度高，寿命长，免维护的优点。

进一步地，所述电机是直流伺服空心杯电机，该电机具有起动、制动迅速，相应速度快的优点。

进一步地，所述第二电机传动机构与所述第一电机传动机构结构相同，通用性高。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明通过在准直镜和聚焦镜片之间增加扩束系统镜组，通过改变扩束镜片之间的距离来改变光斑大小及焦深的长短，适用多种板材的切割，提高了使用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明扩束光路的结构示意图。

图中：1、光纤连接器，2、第一电机传动机构，2.1，电机，2.2，弹性联轴器，2.3，微型滚珠丝杆，3、第二电机传动机构，4、准直镜，5、扩束系统镜组，5.1、扩束系统汇聚透镜，5.2、扩束系统双凹透镜，5.3、扩束系统准直透镜，6、聚焦镜。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器1、第一电机传动机构2和第二电机传动机构3，在所述光纤连接器1发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜4、扩束系统镜组5和聚焦镜6，所述扩束系统镜组5包括扩束系统汇聚透镜5.1、扩束系统双凹透镜5.2和扩束系统准直透镜5.3，所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3分别与第一电机传动机构1、第二电机传动机构2连接，所述第一电机传动机构1、第二电机传动机构2分别带动所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3到所述扩束系统双凹透镜5.2的距离。

如图2所示，所述扩束系统汇聚透镜5.1与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L1，所述扩束系统准直透镜5.3与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L2，经过扩束系统镜组2的光束的直径为D1，光束穿过聚焦镜6汇聚成光斑进行切割，光斑的直径为D2。

本发明的试验数据如下：