[实用新型]一种切割头自动调焦装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体为一种切割头自动调焦装置。

背景技术

在现代激光加工领域中，钢板的激光切割得到了广泛的应用。用激光对钢板进行切割加工这项技术具有其他方式不具备的先天优势，目前已在国内以广泛的应用，根据2011年的中国激光切割行业报告，高功率数控激光切割成套设备全球累计拥有量已达35000台左右，而我国目前高功率数控激光切割成套设备的拥有量为1500台左右。随着装备制造业的快速发展，我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期，年增长率达50％以上。现今大小激光切割机数量达到几十万台。

在激光切割加工中，先要用激光在板材上打一个孔作为切割的起始点，然后再进行切割。如附图5所示，激光光速通过光学透镜聚焦到钢板上，激光焦点至钢板的下表面距离为S。激光穿孔与切割时所需要的S值是不同的，为满足工艺要求，需要在穿孔和切割时分别调节镜片L使其获得与之对应的S值，从而达到切割的最佳效果。

目前国内所采用的调节S值方式分为手动与自动调节两种，分别如对比案例I和对比案例II所述：

对比案例I：手动调节方式，因为其结构简单目前已在国内大量使用中，具体如附图3所示：包括固定支架、活动插接在固定支架内的空心轴、分别套接和插接在空心轴下端外侧和内侧的外套轴和内套轴、固定安装在外套轴两侧的调节旋钮、固定安装在内套轴上的镜座、固定安装在镜座上的镜片、安装在空心轴上端两侧的销轴以及对应销轴且位于固定支架上的限位槽，该装置在调节时旋转调节旋钮使得外套筒上下移动，带着空心轴与镜片等部件一起上下移动，从而达到手动调焦的目的。

在实际使用发现，这种机构最大的缺陷是在加工的过程中不能实时调节，只能人工预先调节好焦点，使得穿孔和切割时共有一个S值，进而影响加工过程的效率。

对比案例II：经历了一段时间的研究，人们通过改进加装了一套自动调焦装置，如附图4所示：包括固定支架、活动卡接在固定支架内的滑块、用于固定滑块且位于固定支架上的滑轨、固定安装在滑块上的传动螺母、通过螺纹结构与传动螺母连接的丝杆以及固定安装在丝杆上的电机，数控系统控制电机转动通过联轴器转动丝杆，丝杆的转动带动传动螺母上下移动，使得与螺母相连接的滑块沿着滑轨也上下移动，与滑块连接的左端的空心轴也随着移动，从而达到了调焦的目的。

该自动调焦机构虽然解决了自动调焦的问题，但机械传动部件多，结构复杂，制造安装成本高，体积大，增加了Z轴的负载，影响机床的切割速度和效率。

为此我们提出一种切割头自动调焦装置用于解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种切割头自动调焦装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种切割头自动调焦装置，包括切割头端盖和激光切割头本体，所述激光切割头本体内设有切割本体腔，且激光切割头本体下端固定设有切割头端盖，所述切割头端盖的中心位置上竖向贯穿设有螺纹孔，所述螺纹孔内通过螺纹结构活动插接有电机空心轴，所述电机空心轴上设有外螺纹，位于切割头端盖上方的电机空心轴的上下位置上分别固定套接有上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承的外圈上均固定套接有电机外壳，所述电机外壳环形覆盖在电机空心轴的外侧，且电机外壳上固定设有定子，所述定子上设有线圈绕组，且定子上活动设有转子，所述转子固定安装在电机空心轴的外侧表面上，所述电机外壳上端固定设有电机端盖，所述电机端盖上通过螺钉固定连接有镜座，所述镜座上通过螺纹结构固定设有激光聚焦镜片，所述激光聚焦镜片的外套筒上设有螺纹，且镜座的两侧固定设有定位销，所述定位销活动插接在激光切割头本体两侧的滑槽内。

优选的，所述外螺纹位于下轴承下端的电机空心轴上，所述电机空心轴为中空圆柱形结构。

优选的，位于上轴承下端的电机外壳上设有台阶，所述台阶固定连接上轴承外圈的下端，位于下轴承外圈的底端固定连接有下轴承套，所述下轴承套固定连接电机外壳。

优选的，所述定子分为内定子和外定子，所述内定子和外定子之间构成凹槽，所述转子位于该处凹槽内，且内定子和外定子连接处为密封结构。

优选的，所述电机端盖为中空圆柱形结构，其上下两端均为开口状态。

优选的，所述滑槽为直槽口，该滑槽的数量为两个，分别对称分布在激光切割头本体的侧壁上，且该滑槽的宽度等于定位销的宽度。