适用于反射式激光加工头的快速换镜模块及其换镜方法

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种适用于反射式激光加工头的快速换镜模块及其换镜方法。

背景技术

在激光加工的实际应用中，根据加工要求的不同，会用到不同的聚焦光斑，其规格由聚焦反射镜决定。而现有激光加工头中只有一个聚焦反射镜，那么就需要对其进行更换。因为更换反射镜时激光加工头内腔会暴露在外，原则上此操作必须在无尘环境中进行。而由于现场条件和人员素质的参差不齐，更换的操作基本都是在加工现场进行的。

另外，现有激光加工头在更换反射镜时，需要将冷却水路断开并将反射镜内部和外部管路内残余冷却水排空，才能将反射镜与安装座拆开，重新安装另一规格反射镜，该过程对于现场辅助设备及人员操作要求较高，且整个过程中，激光加工头内腔暴露在外的时间过长，进灰风险大。

因此有必要设计一种适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块，可以快速简便地更换反射镜，且能减少长时间暴露内腔的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种适用于反射式激光加工头的快速换镜模块及其换镜方法，内含多个反射镜安装位，可以在不拆开模块的情况下进行反射镜的快速切换，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种适用于反射式激光加工头的快速换镜模块，包括腔体、后盖和反射镜组件，所述反射镜组件位于所述腔体和后盖围合成的腔体内，所述腔体上开设有入射激光孔和反射激光孔，所述反射镜组件包括镜座，所述镜座上安设有至少两种反射面规格的反射镜，所述腔体内设有导轨，所述镜座上设有与所述导轨滑动配合的滑块，各所述反射镜沿所述镜座的滑动方向依次布置，所述入射激光孔的入射光轴与所述反射激光孔的出射光轴相交于各所述反射镜的反射面的移动轨迹上。

进一步地，所述入射激光孔处安设有准直镜模块。

进一步地，所述反射激光孔处安设有保护镜模块。

进一步地，所述镜座上安设有一号反射镜、二号反射镜以及用于给反射镜降温的水冷组件，所述水冷组件包括进水接头、出水接头、内部设有水路的通水器，所述进水接头与所述一号反射镜的进水孔连通，所述一号反射镜的出水孔通过所述通水器与所述二号反射镜的进水孔连通，所述二号反射镜的出水孔与所述出水接头连通。

进一步地，所述腔体上安设有外部进水接头和外部出水接头，所述进水接头通过软管与所述外部进水接头相连，所述出水接头通过软管与所述外部出水接头相连。

进一步地，沿所述镜座的滑动方向，所述导轨的两端各设有一个定位块。

进一步地，所述腔体内固定有一弹簧销，所述镜座上开设有与所述弹簧销插接配合的若干锥销孔，所述锥销孔与所述反射镜一一对应。

进一步地，所述腔体上安设有可向腔体内吹气的一号可调气阀、可向腔体内吹气的二号可调气阀，沿所述镜座的滑动方向，所述一号可调气阀和二号可调气阀分别位于所述入射激光孔两侧，所述一号可调气阀和二号可调气阀的出气口均朝向反射镜的反射面。

本发明还提供一种适用于反射式激光加工头的快速换镜模块的换镜方法，包括如下步骤：S1、打开一号可调气阀和二号可调气阀的阀门，使腔体内部呈正压状态，同时可吹扫处于非工作位置的反射镜；S2、打开后盖，此时因为腔体内部正压，外界微尘难以进入；S3、拉出弹簧销，滑动镜座，使另一种规格的反射镜正对入射激光孔和反射激光孔；S4、将弹簧销插入镜座上的锥销孔，使镜座固定；S5、盖上后盖，关闭一号可调气阀和二号可调气阀的阀门；S6、若需继续更换反射镜，重复步骤S1～S5。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供一种适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块，将传统反射式激光头结构按功能设计成组合模块结构，在反射镜模块中设有两个反射镜安装位的横向移动结构，可以同时安装两个不同规格的聚焦反射镜，使用时将所需要的反射镜移动到工作位置即可。不必像目前市售产品，需要先将内部冷却水排空，然后将反射镜与安装座拆开，重新安装另一规格反射镜。整个过程中，激光加工头内腔暴露在外的时间过长，进灰风险大。

2、本发明提供一种适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块，可同时安装两个不同规格反射镜，切换时无需拆卸加工头，方便快捷，减少激光加工头内腔进灰风险。

3、在本发明中，当需要从一种规格的反射镜更换为另一种规格反射镜时，分别打开一号可调气阀和二号可调气阀的阀门，使腔体内部呈正压状态后，再打开后盖，此时因为腔体内部正压，外界微尘难以进入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块的示意图；

图2为本发明实施例提供的适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块打开后盖后的示意图。

图中：腔体1、后盖2、二号可调气阀3、一号反射镜4、二号反射镜5、镜座6、出水接头7、通水器8、进水接头9、外部进水接头10、外部出水接头11、定位块12、导轨13、弹簧销14、滑块15、一号可调气阀16、入射激光17、反射激光18、入射激光孔19、反射激光孔20。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3，本发明实施例一提供一种适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块，本发明的外形组成结构示意如附图1所示，所有零件均安装在腔体1上。后盖2上设有有橡胶圈，后盖2用螺钉固定在腔体1上，将腔体1内部密封住。在入射激光孔19和反射激光孔20周围有螺孔，用于连接模块化激光加工头的准直镜模块和保护镜模块。在入射激光17一侧设有一号可调气阀16和二号可调气阀3，左右分布，均接入洁净干燥空气。

附图2为本发明去掉腔体1、后盖2和两个可调气阀等的剩余部分。一号反射镜4和二号反射镜5通过螺钉安装在镜座6上。一号反射镜4和二号反射镜5的反射面规格不同，但安装位一样。在一号反射镜4和二号反射镜5上设置有冷却流路，镜座6上设计有与两个反射镜相对应的进、出水孔，通过密封圈进行密封。通水器8通过螺钉和密封圈安装在镜座6的另一侧，通水器8内部设计有水路，将一号反射镜4的出水孔和二号反射镜5的进水孔连通起来。进水接头9安装在镜座6上，与一号反射镜4的进水孔相通。出水接头7安装在镜座6上，与二号反射镜5的出水孔相通。

附图3为本发明去掉后盖2的部分。导轨13通过螺钉固定在腔体1内部，滑块15可在导轨13上左右滑动。镜座6由螺钉固定在滑块15上。在导轨13两端各设有一个定位块12，其通过螺钉固定在腔体1内部，定位块12对镜座6起到限位作用。弹簧销14通过螺钉固定在腔体1内部。外部进水接头10和外部出水接头11分别固定在腔体1上。进水接头9通过软管与外部进水接头10相连。出水接头7通过软管与外部出水接头11相连。由外部进水接头10、进水接头9、通水器8、出水接头7和外部出水接头11组成一个水回路，用于给两个反射镜提供冷却水，带走热量。

本发明实施例二提供一种适用于模块化反射式激光加工头的快速换镜模块的换镜方法：使用时，保证弹簧销14上的锥形销插入进镜座6上左右分布的两个锥销孔中右侧的一个，通过内部弹簧的作用与锥销孔紧密贴合。此时整个镜座6偏向腔体1的左边，使用的是二号反射镜5，而一号反射镜4处于左侧的非工作位置。当需要更换另一规格反射镜时，分别打开一号可调气阀16和二号可调气阀3的阀门并调节好位置，使腔体1内部呈正压状态。打开后盖2，此时因为腔体1内部正压，外界微尘难以进入。同时由于一号可调气阀16的出气孔正对着一号反射镜4的反射面，高速气流可以将镜面上附着的微尘清理干净。拉出弹簧销14，将镜座6向右滑动，直到滑块15与定位块12接触，松开弹簧销14，内部弹簧的作用与镜座6上左侧的锥销孔紧密贴合，使得镜座6准确定位。此时使用的是一号反射镜4，而二号反射镜5处于右侧的非工作位置。由于二号可调气阀3的出气孔正对着二号反射镜5的反射面，高速气流可以将镜面上附着的微尘清理干净。盖上后盖2，拧紧螺钉，关闭一号可调气阀16和二号可调气阀3的阀门，整个换镜过程完成。

若需要换回使用二号反射镜5，操作过程同上，区别在于将镜座6向左滑动，弹簧销14插入镜座6上右侧的锥销孔中。

本发明涉及一种新的反射镜模块，需和反射式激光加工头配合使用。可同时安装两个不同规格反射镜，切换时无需拆卸加工头，方便快捷，减少激光加工头内腔进灰风险。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。