[发明专利]一种超高速激光切割头及其使用方法

权利要求书

1.一种超高速激光切割头，应用于激光切割设备上，其特征在于，包括：壳体，壳体的一侧设有激光的收光孔，用于接收切割激光射入壳体内；

沿切割激光的路径，在壳体内依次设有孔径板、活动调焦镜片组、2个维度调位镜和准直切割镜；

所述孔径板上设有沿光路贯通的光阑孔，围绕光阑孔外周设有一圈收光槽，收光槽位于孔径板上朝向收光孔的一侧，收光槽的槽底低于孔径板表面；

所述活动调焦镜片组至少包括一凸透镜和一凹透镜，凸透镜和/或凹透镜沿光路往复移动以调节切割激光的切割焦距；

所述2个维度调位镜依次为第一维度调位镜和第二维度调位镜，第一维度调位镜和第二维度调位镜通过电机驱动而往复转动，且2个维度调位镜的转动轴相互交叉；

所述准直切割镜，位于第二维度调位镜下方，用于将斜向射出的切割激光向法向方向折射，使切割激光与法向方向的夹角变小后射出；

所述光阑孔由限光圈的内侧面包围而成，限光圈的内侧面亦形成为光阑孔内壁；限光圈高于收光槽的底面，收光槽与孔径板正面过渡的收光槽内壁垂直于孔径板表面，限光圈外壁形成为收光槽与限光圈之间过渡的壁面，该壁面垂直于孔径板表面。

2.根据权利要求1所述的超高速激光切割头，其特征在于，所述活动调焦镜片组包括活动调焦镜和固定调焦镜，活动调焦镜采用所述凹透镜，固定调焦镜采用所述凸透镜；固定调焦镜固定在切割激光的光路上，而活动调焦镜沿切割光路的方向往复直线运动。

3.根据权利要求2所述的超高速激光切割头，其特征在于，还包括半月牙形的调焦镜片架，活动调焦镜安装固定在半月牙形的调焦镜片架上，调焦镜片架固定在调焦滑块上，调焦滑块活动安装在调焦滑轨上，调焦滑轨与调焦滑块相互匹配连接，调焦滑轨沿与切割激光光路平行的方向布置，调焦滑块可被驱动在滑轨上快速往复滑动，带动调焦镜片架和活动调焦镜跟随往复滑动；

还包括动态调焦电机，被竖向安装固定于切割头内，动态调焦电机的转动轴上固定连接有第一摆动连杆，第一摆动连杆一端与动态调焦电机的转动轴固定连接，另一端与第二摆动连杆的一端轴接，第二摆动连杆的另一端则与调焦滑块一侧轴接；第一摆动连杆与第二摆动连杆的连接轴的方向与动态调焦电机的转动轴方向平行，第二摆动连杆与调焦滑块的连接轴的方向与动态调焦电机的转动轴方向平行。

4.根据权利要求1所述的超高速激光切割头，其特征在于，所述第一维度调位镜连接在第一维度调位电机的输出轴上，第四维度调位接头连接在第二维度调位电机的输出轴上；第一维度调位电机的输出轴和第二维度调位电机的输出轴形成一定的空间夹角，第一维度调位电机和第二维度调位电机通过调位电机固定座安装固定。

5.根据权利要求1所述的超高速激光切割头，其特征在于，切割头壳体的底板上设有调位激光出射窗，调位激光出射窗位于第二维度调位镜下方，经过第二维度调位镜反射的切割激光从调位激光出射窗向下射出；

还包括上下贯通的切割嘴，切割嘴的上端开口安装于调位激光出射窗下方，切割嘴的下端开口比上端小；

所述准直切割镜安装于切割嘴的内腔中，所述准直切割镜为凸透镜。

6.根据权利要求5所述的超高速激光切割头，其特征在于，所述切割嘴的侧边设有气孔，用于连接气管，在切割作业时，气体从气孔进入切割嘴内腔并从切割嘴下端开口喷出。