專利名稱：一種具有夾持功能的手持式激光切割頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光切割技術領域，尤其涉及一種便于手持，能夠夾持待割物體的激光切割裝置。
背景技術：
激光切割是應用最廣泛的一種激光加工技術，廣泛應用各行各業(yè)，如汽車制造業(yè)、 機床制造業(yè)、石油化工業(yè)等等，但現有激光切割裝置有兩大不足(1)大多為離線激光切割，即待割對象必須要放置于工作臺上。(2)待割物體的夾緊和定位，與實施激光切割分開控制，因此，整個裝置復雜笨重。這就限制了激光切割技術在在線加工、在線維修、在線救援等方面的應用。實際工程應用過程中，很多場合都需要實施在線割斷物體，如船舶航行過程中纏繞螺旋槳的水下鋼纜的割斷，民用建筑垃圾中鋼筋的拆解等等。針對在線激光切割技術，人們也努力探尋了一些可以進行在線應用的方法或裝置。與本發(fā)明最為接近的為 2010. 10. 20公布的專利(文獻號CN101862911A，專利名稱一種手持式激光切割方法)，該專利提供了一種手持式激光切割方法，在激光切割過程中，可利用手持式激光切割頭內的兩束指示紅光相交于待割物體的表面，指示激光切割。但是，該專利中所提供的方法，不能實現對待割對象的夾持定位，在實施激光切割時，主要依靠操作者的操作穩(wěn)定性控制激光輸出頭和待割物體的距離，無法保證整個激光切割過程穩(wěn)定可靠地進行。

發(fā)明內容
針對現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種將待割物體的夾緊定位和激光輸出集成的手持式激光切割頭。
本發(fā)明所采用的技術方案為一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，包括殼體、 激光輸出頭、拉桿手柄、拉桿、復位板、彈簧、機械抓手、焦點調節(jié)傳動機構；所述拉桿貫穿殼體，其一端連接到拉桿手柄，另一端連接到機械抓手，所述拉桿與所述復位板剛性連接；所述彈簧的一端固定于所述復位板上，另一端固定于殼體上；所述機械抓手通過連桿和固定板與殼體連接，所述固定板與殼體之間為剛性連接，所述連桿和所述固定板為活動連接，所述機械抓手和所述連桿為活動連接；所述激光輸出頭通過激光頭支撐套和激光頭固定螺釘固定于殼體上，激光出口與所述機械抓手同側；所述激光輸出頭上安裝有所述焦點調節(jié)傳動機構。
所述焦點調節(jié)傳動機構上連接有焦點調節(jié)手柄。
所述拉桿手柄和把手處于殼體的同一側。把手上安裝有激光開關和輔助氣體開關。
所述焦點調節(jié)傳動機構為可傳遞交錯軸之間運動的機械傳動機構。
進一步，所述焦點調節(jié)傳動機構包括直齒輪和齒條，所述直齒輪與焦點調節(jié)手柄同軸，其軸線垂直于所述激光輸出頭軸線，所述直齒輪與所述齒條嚙合，所述齒條與所述激光輸出頭剛性連接在一起。
本發(fā)明的技術效果為將機械抓手和激光頭和焦點調節(jié)傳動機構集成到一個簡易裝置中，實現了待割物體的夾緊、定位和激光輸出的有效集成，其結構簡單；通過把手和拉桿手柄的配合，使設備使用方便，便于進行單手操作；由于機械抓手便于使用，可以進行定位后的旋轉，因此該裝置適合于切割繩狀物體。


圖1是本發(fā)明提供的具有夾持功能的手持式激光切割頭示意圖；
其中1.把手，2.激光開關，3.輔助氣體開關，4.拉桿手柄，5.拉桿，6.復位板，7.彈簧，8.激光輸出頭，9.激光頭支撐套，10.激光頭鎖緊螺釘，11.機械抓手，12.待割物體， 13.焦點調節(jié)手柄，14.焦點調節(jié)傳動機構，15.光纖，16.輔助氣體管道，17.連桿，18.固定板。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的一個實施例，其包括殼體、激光輸出頭8、拉桿手柄4、拉桿5、復位板6、彈簧7、機械抓手11、焦點調節(jié)傳動機構14 ；拉桿5貫穿殼體，其一端連接到拉桿手柄 4，另一端連接到機械抓手11，拉桿5穿過復位板6，并與之剛性連接；彈簧7的一端固定于復位板6上，另一端固定于殼體上；機械抓手11通過連桿17和固定板18與殼體連接，固定板18與殼體之間為剛性連接，連桿17和固定板18為活動連接，機械抓手11和連桿17為活動連接；激光輸出頭8通過激光頭支撐套9和激光頭固定螺釘10固定于殼體上，激光出口與所述機械抓手11同側；激光輸出頭8上安裝有焦點調節(jié)傳動機構14，焦點調節(jié)傳動機構14上連接有焦點調節(jié)手柄13。拉桿手柄4和把手1處于殼體的同一側，把手1上安裝有激光開關2和輔助氣體開關3。
焦點調節(jié)傳動機構14可以是任何可傳遞交錯軸之間運動的機械傳動機構。在實施例中的焦點調節(jié)傳動機構14包括直齒輪和齒條，直齒輪與焦點調節(jié)手柄13同軸，其軸線垂直于激光輸出頭8軸線，直齒輪與齒條嚙合，齒條與激光輸出頭8剛性連接在一起。
在用該裝置實施激光切割時，操作者手持把手1，上提拉桿手柄4，拉桿5整體上移，復位板6隨拉桿5 —起上移，一端固定于復位板的彈簧7被拉開，所以拉桿上移需要克服彈簧7的復位彈力。拉桿5上移帶動夾持機械抓手11收緊，夾緊待割物12后，操作者通過把手1上激光開關2打開激光，激光通過激光輸出頭8作用于待割物體表面，實施激光切割。
激光切割之前或者切割過程中，可以根據需要，通過焦點調節(jié)機構14調整作用于待割物體表面功率密度大小。具體操作為松開激光輸出頭固定螺釘10，旋轉焦點調節(jié)手柄13，通過焦點調節(jié)傳動機構14，控制激光輸出頭8整體上下移動，改變作用于待割物體表面的光斑大小，即改變作用于待割物體表面功率密度的大小。調整完畢后，鎖緊激光輸出頭固定螺釘10，繼續(xù)實施激光切割。割斷物體后，關閉激光，松開拉桿2，在彈簧7的復位彈力作用下，拉桿5下移，機械抓手11張開，松開待割物體12，完成激光切割過程。
當待割對象為直徑較粗的繩狀物體時，對于軸向某特定點，可從徑向不同角度，實施多點激光切割，以保證割穿物體。具體實施方法當需要實施徑向多點激光切割時，操作者先關閉激光，松開待割物體12。手握激光切割頭把手1，在原位沿待割物體徑向旋轉一角度，重新夾緊待割物體12，打開激光，實施激光切割。沿徑向旋轉角度的大小，可根據待割物體12的直徑自行確定，當直徑較大時，旋轉角度小一點，當直徑較小時，旋轉角度大一點， 以最終割穿物體為最終目的。
激光輸出頭8與內部核心部件光纖12相連，光纖12中傳輸的激光可以來自于光纖激光器，也可以來自于某些輸出激光適合在光纖中傳輸的激光器，如Nd3+ = YAG輸出的 1064nm激光。該激光開光2為電氣開關，與激光源連接，用于控制激光源頭的開和關。
激光切割過程中，可根據實際需要，通過把手上的輔助氣體開關3，控制輔助氣體的開和關。輔助氣體開關3為電氣開關，與輔助氣體源連接，用于控制輔助氣體源頭的開和關。
具有夾持功能的手持式激光切割頭，當用于灰塵較多或者水環(huán)境中時，為了保護核心光學元器件，需要在激光輸出頭內設置防護鏡。另外，為了防止灰塵對激光的散射或水環(huán)境對激光的吸收，導致激光傳輸損耗增大，建議在灰塵較多或者水體環(huán)境中一定要打開輔助氣體，高壓輔助氣體有助于吹除激光傳輸光路中的灰塵，或者排開待割物體表面的水， 降低激光傳輸損耗，以保證有效實施激光切割。
該裝置將機器抓手和激光頭和焦點調節(jié)傳動機構集成到一個簡易裝置中，實現了待割物體的夾緊、定位和激光輸出的有效集成，其結構簡單；通過把手和拉桿手柄的配合， 使設備使用方便，便于進行單手操作；由于機械抓住便于使用，可以進行定位后的旋轉，因此尤其適用于需要切割繩狀物體的場合，如纏繞船舶螺旋槳的水下鋼纜割斷、建筑物鋼筋拆解等。
權利要求
1.一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，包括殼體、激光輸出頭(8)、拉桿手柄(4)、 拉桿(5)、復位板(6)、彈簧(7)、機械抓手(11)、焦點調節(jié)傳動機構(14)；其特征在于所述拉桿(5)貫穿殼體，其一端連接到拉桿手柄(4)，另一端連接到機械抓手(11 )，所述拉桿(5) 與所述復位板(6)剛性連接；所述彈簧(7)的一端固定于所述復位板(6)上，另一端固定于殼體上；所述機械抓手(11)通過連桿(17)和固定板(18)與殼體連接，所述固定板(18)與殼體之間為剛性連接，所述連桿(17)和所述固定板(18)為活動連接，所述機械抓手(11)和所述連桿(17)為活動連接；所述激光輸出頭(8)通過激光頭支撐套(9)和激光頭固定螺釘 (10)固定于殼體上，激光出口與所述機械抓手(11)同側；所述激光輸出頭(8)上安裝有所述焦點調節(jié)傳動機構(14)。
2.根據權利要求1所述的一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，其特征在于所述焦點調節(jié)傳動機構(14)上連接有焦點調節(jié)手柄(13)。
3.根據權利要求1所述的一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，其特征在于所述拉桿手柄(4)和把手(1)處于殼體的同一側。
4.根據權利要求2所述的一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，其特征在于所述焦點調節(jié)傳動機構(14)為可傳遞交錯軸之間運動的機械傳動機構。
5.根據權利要求4所述的一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，其特征在于所述焦點調節(jié)傳動機構(14)包括直齒輪和齒條，所述直齒輪與焦點調節(jié)手柄同軸，其軸線垂直于所述激光輸出頭(8)軸線，所述直齒輪與所述齒條嚙合，所述齒條與所述激光輸出頭(8) 剛性連接在一起。
6.根據權利要求1所述的一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，其特征在于所述把手(1)上安裝有激光開關(2)和輔助氣體開關(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有夾持功能的手持式激光切割頭，該裝置包括殼體、激光輸出頭(8)、拉桿手柄(4)、拉桿(5)、復位板(6)、彈簧(7)、機械抓手(11)、焦點調節(jié)傳動機構(14)；所述拉桿(5)貫穿殼體，其一端連接到拉桿手柄(4)，另一端連接到機械抓手(11)，所述拉桿(5)與所述復位板(6)剛性連接；所述彈簧(7)的一端固定于所述復位板(6)上，另一端固定于殼體上；所述激光輸出頭(8)通過激光頭支撐套(9)和激光頭固定螺釘(10)固定于殼體上，激光出口與所述機械抓手(11)同側；所述激光輸出頭(8)上安裝有所述焦點調節(jié)傳動機構(14)。該裝置結構簡單、使用方便，尤其適合于切割繩狀物體。
文檔編號B23K37/047GK102179633SQ20111010767
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者葉云霞, 花銀群, 陳瑞芳 申請人:江蘇大學