0竖直向下运动，即使得第二透镜220竖直向下运动，此时保持第一光学系统100位置不变，则此时经过第一透镜120聚焦后，第一光学系统焦平面50保持不变，但是第二透镜220竖直向下运动，远离第一光学系统焦平面50。则激光束40经过第二透镜220聚焦后，将不再是平行光束，而是会聚光束，则激光束40再经过第三透镜320聚焦后，激光束焦平面60将向上运动。即此时相当于经过第三透镜320聚焦后的焦距减小，聚焦光斑直径也减小。此时仍需由总动力件520驱动总平移台510带动第一光学系统100、第二光学系统200、第三光学系统300、气嘴系统400整体移动，将激光束焦平面60调节至待切割材料20表面，然后通过调节气嘴连接件410，将气嘴420与待切割材料20的相对距离调节至合适值，然后即可进行激光切割、打孔加工。
[0082]同样，如果第二动力件250驱动第二平移台240向上运动，则如图3c所示，则相当于激光束40经过第三透镜320聚焦后的焦距增大，聚焦光斑直径也增大，则激光束焦平面60将下降。
[0083]如图4所示，在普通情况下，激光切割头10的光路示意图如图4a所示，此时第二光学系统200的第二透镜220恰好位于第一光学系统100的第一透镜120的焦点上，因此经过第一透镜120聚焦后的激光束40经过第二透镜220聚焦后，恰好为平行光束。当待切割材料20的材料种类、性质改变，或者待切割材料20的厚度改变，则需要调节激光束聚焦光斑、焦距的大小，此时，可以同时调节第一透镜120及第二透镜220的位置。
[0084]如图4b所示，第一动力件150驱动第一平移台140带动第一光学系统100竖直向下运动，即第一透镜120竖直向下运动，同时第二动力件250驱动第二平移台240带动第二光学系统200竖直向上运动，即第二透镜220竖直向上运动，此时，一方面第一光学系统焦平面50向下运动，另一方面，第二透镜220朝向第一光学系统100运动，所以，经过第二透镜220后，激光束40将不再是平行光束，而是发散光束，再经过第三透镜320聚焦后，激光束焦平面60将向下移动，即相当于经过第三透镜320聚焦后的焦距增大，聚焦光斑直径增大。而且因为同时调整第一透镜120和第二透镜220，所以此时焦距增大范围比仅调整第一透镜120或第二透镜220时更大。
[0085]如图4c所示，同样的，可调整第一透镜120向上移动，同时调整第二透镜220向下移动，此时，激光束40经过第三透镜320聚焦后，相当于焦距减小，聚焦光斑直径减小。
[0086]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种激光切割头，其特征在于，包括: 第一光学系统，包括第一透镜； 第二光学系统，包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜的一侧； 第三光学系统，包括第三透镜，所述第三透镜位于所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧；以及 气嘴系统，位于所述第三透镜远离所述第二透镜的一侧； 其中，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜同光轴设置，且所述第一透镜能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动及/或所述第二透镜能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动。
2.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述气嘴系统能沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动。
3.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，还包括总移动台及总动力件，所述第一光学系统、第二光学系统、第三光学系统及所述气嘴系统固定于所述总移动台内，所述总动力件固定于所述总移动台上，用于驱动所述总移动台沿所述光轴移动。
4.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述第一光学系统还包括第一外壳、第一移动台及第一动力件，所述第一外壳为两端开口的结构，所述第一透镜固定于所述第一外壳内，所述第一外壳固定于所述第一移动台内，所述第一动力件固定于所述第一移动台上，用于驱动所述第一移动台沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动； 所述第二光学系统还包括第二外壳、第二移动台及第二动力件，所述第二外壳为两端开口的结构，所述第二透镜固定于所述第二透镜内，所述第二外壳固定于所述第二移动台内，所述第二动力件固定于所述第二移动台上，用于驱动所述第二移动台沿所述光轴朝向或远离所述第三透镜移动； 所述第三光学系统还包括第三外壳，所述第二外壳为两端开口的结构，所述第二透镜固定于所述第三外壳内，所述气嘴系统穿设于所述第三外壳远离所述第二透镜的一端内。
5.根据权利要求4所述的激光切割头，其特征在于，所述气嘴系统包括气嘴连接件及气嘴，所述气嘴连接件为两端开口的结构，所述气嘴连接件一端穿设于所述第三外壳远离所述第二透镜的一端内，所述气嘴设于所述气嘴连接件远离所述第三外壳的一端，且所述气嘴连接件的外壁上设有螺纹，所述第三外壳远离所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述气嘴连接件与所述第三外壳螺接。
6.根据权利要求4所述的激光切割头，其特征在于，所述第一光学系统还包括第一透镜锁止挡圈，所述第一外壳内设有第一凸缘台，所述第一透镜锁止挡圈自所述第一外壳靠近所述第二透镜的一端插入所述第一外壳内，以使所述第一透镜相对的两表面分别与所述第一凸缘台及所述第一透镜锁止挡圈抵接； 所述第二光学系统还包括第二透镜锁止挡圈，所述第二外壳内设有第二凸缘台，所述第二透镜锁止挡圈自所述第二外壳靠近所述第一透镜的一端插入所述第二外壳内，以使所述第二透镜相对的两表面分别与所述第二凸缘台及所述第二透镜锁止挡圈抵接； 所述第三光学系统还包括第三透镜锁止挡圈，所述第三外壳内设有第三凸缘台，所述第三透镜锁止挡圈自所述第三外壳靠近所述第二透镜的一端插入所述第三外壳内，以使所述第三透镜相对的两表面分别与所述第三凸缘台及所述第三透镜锁止挡圈抵接。
7.根据权利要求6所述的激光切割头，其特征在于，所述第一透镜锁止挡圈远离所述第一透镜的一端位于所述第一外壳外，所述第二透镜锁止挡圈远离所述第二透镜的一端位于所述第二外壳外，所述第一透镜锁止挡圈位于所述第一外壳外的一端插入所述第二透镜锁止挡圈位于所述第二外壳外的一端内或者所述第二透镜锁止挡圈位于所述第二外壳外的一端插入所述第一透镜锁止挡圈位于所述第一外壳外的一端内，且所述第一透镜锁止挡圈的外壁与所述第二透镜锁止挡圈的内壁接触或者所述第二透镜锁止挡圈的外壁与所述第一透镜锁止挡圈的内壁接触，所述第一透镜锁止挡圈与所述第二透镜锁止挡圈重叠的部分的长度在光轴方向上能增加或减少； 所述第三透镜锁止挡圈靠近所述第二透镜的一端位于所述第三外壳外，所述第三透镜锁止挡圈套设于所述第二外壳上或者所述第三透镜锁止挡圈插入所述第二外壳内，且所述第三透镜锁止挡圈的内壁与所述第二外壳的外壁接触或者所述第三透镜锁止挡圈的外壁与所述第二外壳的内壁接触，所述第三透镜锁止挡圈与所述第二外壳重叠的部分的长度在所述光轴方向上能增加或减少。
8.根据权利要求6所述的激光切割头，其特征在于，所述第一透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第一外壳靠近所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第一透镜锁止挡圈与所述第一外壳螺接； 所述第二透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第二外壳靠近所述第一透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第二透镜锁止挡圈与所述第二外壳螺接； 所述第三透镜锁止挡圈的外壁上设有螺纹，所述第三外壳靠近所述第二透镜的一端的内壁上设有螺纹，所述第三透镜锁止挡圈与所述第三外壳螺接。
9.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜为单片式透镜或多片式组合式透镜，且所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜相对的两表面分别镀有对激光束高透射的膜层。
10.根据权利要求1所述的激光切割头，其特征在于，所述第三光学系统还包括保护镜，所述保护镜设于所述第三透镜与所述气嘴系统之间，且所述保护镜与所述第三透镜同光轴设置。
【专利摘要】本实用新型涉及一种激光切割头。该激光切割头包括：第一光学系统，包括第一透镜；第二光学系统，包括第二透镜，第二透镜位于第一透镜的一侧；第三光学系统，包括第三透镜，第三透镜位于第二透镜远离第一透镜的一侧；气嘴系统，位于第三透镜远离第二透镜的一侧；其中，第一透镜、第二透镜及第三透镜同光轴设置，且第一透镜能沿光轴朝向或远离第三透镜移动及/或第二透镜能沿光轴朝向或远离第三透镜移动。上述激光切割头的聚焦光斑的大小及焦距能够调节，当待切割材料改变时，包括材质的改变、厚度的改变等，不需要更换不同焦距的第三透镜，避免了更换不同焦距的第三透镜，节省了更换的时间，提高了效率。
【IPC分类】B23K26-38, B23K26-064, B23K26-046
【公开号】CN204430568
【申请号】CN201420770516
【发明人】赵建涛, 肖磊, 杨锦彬, 宁艳华, 高云峰
【申请人】大族激光科技产业集团股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月9日