專利名稱：組合式激光切割器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用激光進行金屬切割的組合式激光切割器。
背景技術：
現有的大功率激光切割器通常需要設置價格高昂的大功率激光發生裝置，大大增加了設備的購置和使用成本，同時其設備結構復雜，不利于運行和維護。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可用于金屬切割、器件成本低、運行維護方便的組合式激光切割器。為了解決上述技術問題，本發明的組合式激光切割器，包括入射光源匯聚系統、透鏡系統、光通道和切割嘴；所述入射光源匯聚系統包括至少一組透鏡，每組透鏡可將水平入射的直徑范圍較大的平行光匯聚為直徑范圍較小的水平平行光，在該水平平行光的傳播路線上設置有可將水平平行光轉換為垂直平行光的反光鏡；所述透鏡系統位于反光鏡下方，并可將反光鏡投射來的垂直平行光進行匯聚；所述光通道位于透鏡系統下方，光通道下端設置切割嘴，上述由透鏡系統匯聚的光線可經過光通道聚焦于切割嘴處。所述入射光源匯聚系統包括至少一組光軸水平設置的第一凸透鏡和第一凹透鏡；從第一凸透鏡一側平行入射的激光源可被第一凸透鏡匯聚到第一凹透鏡的范圍內，第一凹透鏡可將匯聚的光線轉換為水平平行光。入射光源匯聚系統可包括有多組可產生所述水平平行光的透鏡，各組透鏡環形分布或陣列分布。所述透鏡系統可由依次位于豎直光軸上的第二凸透鏡和第二凹透鏡組成，第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍，并由第二凹透鏡將光線重新聚焦至切割嘴處。所述透鏡系統也可由依次位于豎直光軸上的第二凸透鏡、第二凹透鏡、第三凸透鏡組成，第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍，并由第二凹透鏡將光線轉換為垂直平行光，第三凸透鏡可將來自第二凹透鏡的垂直平行光重新聚焦至切割嘴處。所述入射光源匯聚系統位于一個封裝箱體內，封裝箱體上設置有可對封裝箱體內部抽真空的抽真空裝置。所述光通道包括有一個內管，內管下端與切割嘴上的開孔相通，內管上端與透鏡系統密封連接，內管的內腔通過進風管與壓縮氣源連接；內管外圍套有一個外管，外管上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口和冷卻液出口，外管的其他部分封閉。所述外管與內管之間連接有縱向的加強筋板。所述切割嘴外圍套有一個注水腔，注水腔上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口和冷卻液出口，注水腔的其他部分封閉。所述第一凸透鏡與入射光源之間設置有可打開或遮蔽入射光源的移動擋板，所述移動擋板由氣缸驅動。采用這樣的結構后，由于通過透鏡系統和入射光源匯聚系統的多組凹凸透鏡組合，可利用多個功率較小的激光光源達到最終切割激光強度的要求，從而使激光切割器的器件成本較低；其切割嘴在高溫切割的同時可以輸出壓縮氣流，使切割部分能夠順利分離，保證了切割效果；密封箱體上設置的抽真空的裝置保證了密封箱體內空氣的潔凈度，使入射光源匯聚系統免受其它雜物的影響；通過設置在內、外管間的加強筋板和循環冷卻液，提高了內管抵抗受熱變形的能力，保證了切割精度；設置在切割嘴外圍的注水腔，可使降低切割嘴的在切割時產生的高溫，延長了切割嘴的使用壽命，更加保證切削性能。


圖1是本發明第一實施例的結構示意圖；圖2是本發明實施例的A截面結構示意圖；圖3是本發明第二實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的組合式激光切割器作進一步詳細說明。實施例一:如圖1、圖2所示，本發明的組合式激光切割器，入射光源匯聚系統、透鏡系統、光通道和切割嘴。入射光源匯聚系統位于一個封裝箱體7內，封裝箱體7可以為方形也可以為圓形以及其它形狀，封裝箱體7上設置有可對封裝箱體內部抽真空的抽真空裝置8，入射光源匯聚系統包括有多組第一凸透鏡、第一凹透鏡和反光鏡，入射光源匯聚系統環布在封裝箱體的內壁上，對于環布在封裝箱體的內壁上的入射光源匯聚系統可以平行設置，也可以交錯布置，其交錯布置的效果更加優越，第一凸透鏡I和一個直徑小于第一凸透鏡并可將第一凸透鏡I匯聚的入射光源轉換為水平平行光的第一凹透鏡11，第一凸透鏡I與入射光源之間設置有可打開或遮蔽入射光源的移動擋板16，移動擋板16由氣缸17驅動，水平平行光的末端設置有可將水平平行光轉換為垂直平行光的反光鏡5。透鏡系統包括有由上至下同軸設置的第二凸透鏡2和第二凹透鏡22和設置在第二凹透鏡2下端并與第二凹透鏡2相關聯的第三凸透鏡3 ;第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍；透鏡系統下方連接有一段屬于光通道的內管6，內管6上端與第三凸透鏡3密封連接，內管的內腔通過進風管9和進風閥10與壓縮氣源連接；內管下端設置具有開孔的切割嘴4 ;由此設置垂直平行光經過透鏡系統并由第二凹透鏡將光線重新聚焦，第三凸透鏡可將來自第二凹透鏡的垂直平行光重新聚焦至切割嘴處。所述內管6外圍套有一個外管12,外管12上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口 13和冷卻液出口 14，外管12的其他部分封閉；外管12與內管6之間連接有縱向的加強筋板15。所述切割嘴4外圍套有一個注水腔18，注水腔18上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口 19和冷卻液出口 20，注水腔18的其他部分封閉。實施例二:如圖2、圖3所示，本發明的組合式激光切割器，入射光源匯聚系統、透鏡系統、光通道和切割嘴。入射光源匯聚系統位于一個封裝箱體7內，封裝箱體7上設置有可對封裝箱體內部抽真空的抽真空裝置8，入射光源匯聚系統包括有多組第一凸透鏡、第一凹透鏡和反光鏡，第一凸透鏡I和一個直徑小于第一凸透鏡并可將第一凸透鏡I匯聚的入射光源轉換為水平平行光的第一凹透鏡11，第一凸透鏡I與入射光源之間設置有可打開或遮蔽入射光源的移動擋板16，移動擋板16由氣缸17驅動，水平平行光的末端設置有可將水平平行光轉換為垂直平行光的反光鏡5。透鏡系統包括有由上至下同軸設置的第二凸透鏡2和第二凹透鏡22，第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍；透鏡系統下方連接有一段屬于光通道的內管6，內管6上端與凹透鏡2密封連接，內管的內腔通過進風管9和進風閥10與壓縮氣源連接；內管下端設置具有開孔的切割嘴4;所述垂直平行光經過透鏡系統并由第二凹透鏡將光線重新聚焦，重新聚焦的焦點位于切割嘴4處。所述內管6外圍套有一個外管12,外管12上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口 13和冷卻液出口 14，外管12的其他部分封閉；外管12與內管6之間連接有縱向的加強筋板15。所述切割嘴4外圍套有一個注水腔18，注水腔18上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進19和冷卻液出口 20，注水腔18的其他部分封閉。本發明工作過程中，入射光源經過入射光源匯聚系統的第一凸透鏡聚焦，第一凹透鏡11可將第一凸透鏡I匯聚的入射光源轉換為水平平行光并將焦距延長，然后通過設置在水平平行光末端的反光鏡5將水平平行光轉換為垂直平行光；然后垂直平行光經過第二凸透鏡聚焦，再經過第二凹透鏡將焦距延長，將匯聚到第二凹透鏡2下端的垂直平行光再次通過第三凸透鏡3進行重新會聚，從而在焦點附近形成較大的有效切割深度，切割過程中利用氣流的沖擊使得切割部分能夠順利分離。上面實施例對本發明作了詳細說明，當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本領域的技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種組合式激光切割器，其特征在于:包括入射光源匯聚系統、透鏡系統、光通道和切割嘴； 所述入射光源匯聚系統包括至少一組透鏡，每組透鏡可將水平入射的直徑范圍較大的平行光匯聚為直徑范圍較小的水平平行光，在該水平平行光的傳播路線上設置有可將水平平行光轉換為垂直平行光的反光鏡(5)； 所述透鏡系統位于反光鏡(5)下方，并可將反光鏡(5)投射來的垂直平行光進行匯聚； 所述光通道位于透鏡系統下方，光通道下端設置切割嘴(4)，上述由透鏡系統匯聚的光線可經過光通道聚焦于切割嘴(4)處。
2.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述入射光源匯聚系統包括至少一組光軸水平設置的第一凸透鏡(I)和第一凹透鏡(11);從第一凸透鏡一側平行入射的激光源可被第一凸透鏡匯聚到第一凹透鏡的范圍內，第一凹透鏡可將匯聚的光線轉換為水平平行光。
3.按照權利要求1或2所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述入射光源匯聚系統包括有多組可產生所述水平平行光的透鏡，各組透鏡環形分布或陣列分布。
4.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述透鏡系統可由依次位于豎直光軸上的第二凸透鏡(2)和第二凹透鏡(22)組成，第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍，并由第二凹透鏡將光線重新聚焦至切割嘴(4)處。
5.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述透鏡系統也可由依次位于豎直光軸上的第二凸透鏡(2)、第二凹透鏡(22)、第三凸透鏡(3)組成，第二凸透鏡可將入射的垂直平行光匯聚至第二凹透鏡的范圍，并由第二凹透鏡將光線轉換為垂直平行光，第三凸透鏡可將來自第二凹透鏡的垂直平行光重新聚焦至切割嘴處。
6.按照權利要求4所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述入射光源匯聚系統位于一個封裝箱體(7)內，封裝箱體(7)上設置有可對封裝箱體內部抽真空的抽真空裝置⑶。
7.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述光通道包括有一個內管(6)，內管(6)下端與切割嘴(4)上的開孔相通，內管(6)上端與透鏡系統密封連接，內管的內腔通過進風管(9)與壓縮氣源連接；所述內管(6)外圍套有一個外管(12)，外管(12)上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口(13)和冷卻液出口(14)，外管(12)的其他部分封閉。
8.按照權利要求7所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述外管(12)與內管(6)之間連接有縱向的加強筋板(15)。
9.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述切割嘴(4)外圍套有一個注水腔(18)，注水腔(18)上設置有與冷卻液循環系統連接的冷卻液進口(19)和冷卻液出口(20)，注水腔(18)的其他部分封閉。
10.按照權利要求1所述的組合式激光切割器，其特征在于:所述第一凸透鏡與入射光源之間設置有可打開或遮蔽入射光源的移動擋板(16)，所述移動擋板(16)由氣缸(17)驅動。
全文摘要
本發明涉及一種利用激光進行金屬切割的組合式激光切割器。它包括入射光源匯聚系統、透鏡系統、光通道和切割嘴；入射光源匯聚系統包括至少一組透鏡，每組透鏡可將水平入射的直徑范圍較大的平行光匯聚為直徑范圍較小的水平平行光，在水平平行光的傳播路線上設置有可將水平平行光轉換為垂直平行光的反光鏡；透鏡系統位于反光鏡下方；光通道位于透鏡系統下方，下端設置切割嘴。采用這樣的結構后，由于通過透鏡系統和入射光源匯聚系統的多組凹凸透鏡組合，可利用多個功率較小的激光光源達到最終切割激光強度的要求，從而使激光切割器的器件成本較低；其切割嘴在高溫切割的同時可以輸出壓縮氣流，使切割部分能夠順利分離，保證了切割效果。
文檔編號B23K26/06GK103192178SQ20121000511
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者夏致俊 申請人:夏致俊