CN106903427A - 激光控制装置及激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光控制装置及激光加工装置，该激光控制装置包括用于手持的壳体，所述壳体内部设置有加工光学系统、指示光学系统和光束耦合系统；所述加工光学系统，用于连接外部的激光光缆，对所述激光光缆输出的激光进行耦合和整形，得到用于激光加工的加工激光光束并输出；所述指示光学系统，用于输出指示激光加工位置的指示激光光束；所述光束耦合系统，用于将所述加工激光光束和所述指示激光光束耦合成同路激光光束，并输出所述同路激光光束。通过本发明中的激光控制装置及激光加工装置，能够解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题。

Description

激光控制装置及激光加工装置

技术领域

本发明涉及激光控制技术领域，具体而言，涉及一种激光控制装置及激光加工装置。

背景技术

随着激光技术的发展，利用激光加工产品，如切割、焊接、打标等已经得到广泛普及。利用激光能够加工铜、钢、铝等金属材料，还能够加工塑料、陶瓷等非金属材料，激光能够在空气、真空或者惰性气体中加工产品。

现有的激光加工设备由第一结构和第二结构组成，第一结构为壳体，用于容纳光路系统，光路系统能够发射用于加工的激光，第二结构为用于手握的手柄，其内部为中空结构，用于用户手握，第二结构独立设置在第一结构外部。使用时，用户手握第二结构对产品进行激光加工。

由于现有的激光加工设备包括第一结构和第二结构，且第一结构和第二结构单独设置，因此现有的激光加工设备体积偏大，使用时可控性和灵活性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种激光控制装置及激光加工装置，以解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光控制装置，包括用于手持的壳体，所述壳体内部设置有加工光学系统、指示光学系统和光束耦合系统；所述加工光学系统，用于连接外部的激光光缆，对所述激光光缆输出的激光进行耦合和整形，得到用于激光加工的加工激光光束并输出；所述指示光学系统，用于输出指示激光加工位置的指示激光光束；所述光束耦合系统，用于将所述加工激光光束和所述指示激光光束耦合成同路激光光束，并输出所述同路激光光束。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述壳体外表面包括相对设置的第一手持区域和第二手持区域，所述第一手持区域内和所述第二手持区域内均设置有防滑结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述壳体外表面套有手持套，所述手持套采用防滑材料。

结合第一方面上述的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述加工光学系统包括第一透镜组合；所述第一透镜组合，用于对所述激光光缆输出的激光进行耦合和整形，得到所述加工激光光束，所述加工激光光束为准直光束。

结合第一方面上述的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述指示光学系统包括指示光源和第二透镜组合；所述指示光源，用于输出初始指示光；所述第二透镜组合，用于将所述初始指示光耦合和整形，得到所述指示激光光束，所述指示激光光束为准直光束。

结合第一方面上述的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述光束耦合系统包括全反射镜和双色反射镜，所述全反射镜和所述双色反射镜平行设置；所述全反射镜，用于将所述指示激光光束全反射至所述双色反射镜；所述双色反射镜，用于反射接收到的所述指示激光光束，并透射所述加工激光光束；反射后的所述指示激光光束与透射后的所述加工激光光束位于所述双色反射镜的同一侧，耦合成所述同路激光光束。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述壳体的外表面设置有加工激光控制按键和指示激光控制按键，所述壳体内部还设置有加工激光控制线缆和指示激光控制线缆；所述加工激光控制按键通过所述加工激光控制线缆控制所述加工激光光束的输出；所述指示激光控制按键通过所述指示激光控制线缆控制所述指示激光光束的输出。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述加工激光光束为连续激光，或者，所述加工激光光束为脉冲激光。

结合第一方面第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述加工激光光束的波长与所述指示激光光束的波长相同，或者，所述加工激光光束的波长与所述指示激光光束的波长不同。

第二方面，本发明实施例提供了一种激光加工装置，包括上述第一方面所述的激光控制装置，还包括激光光源；所述激光光源通过激光光缆与所述激光控制装置中的所述加工光学系统连接，为所述加工光学系统提供激光。

本发明实施例中，激光控制装置包括壳体，该壳体能够用于手握，在壳体内部设置加工光学系统、指示光学系统和光束耦合系统，通过加工光学系统能够输出加工激光光束，通过指示光学系统能够输出指示激光光束，通过光束耦合系统能够输出耦合后的加工激光光束和指示激光光束，该耦合后的光束能够用于激光加工，并指示激光加工位置。由于本实施例中，激光控制装置的壳体能够用于手握，无需单独设置手柄，用户可以通过手握壳体进行激光加工，因此本发明实施例中的激光控制装置及激光加工装置体积小，结构灵活，可控性强，能够解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的第一种结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的第二种结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的第二透镜组合的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的使用示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的激光加工装置的结构示意图。

附图标记：

壳体1、加工光学系统2、指示光学系统3、光束耦合系统4、激光光缆5；

加工激光光束A、指示激光光束B、同路激光光束C；

第一透镜组合21、指示光源31、第二透镜组合32；

第二透镜组合32的凹透镜321、第二透镜组合32的凸透镜322；

全反射镜41、双色反射镜42；

加工激光控制按键61、指示激光控制按键71、加工头控制按键81；

加工激光控制线缆62、指示激光控制线缆72、加工头控制线缆82；

加工头8、激光光源9。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有的激光加工设备包括第一结构和第二结构，且第一结构和第二结构单独设置，因此现有的激光加工设备体积偏大，使用时可控性和灵活性较差，本发明实施例提供了一种激光控制装置及激光加工装置，以解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题，下面结合附图进行说明。

图1示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的第一种结构示意图，如图1所示，该激光控制装置包括用于手持的壳体1，壳体1内部设置有加工光学系统2、指示光学系统3和光束耦合系统4；

加工光学系统2，用于连接外部的激光光缆5，对激光光缆5输出的激光进行耦合和整形，得到用于激光加工的加工激光光束A并输出；

指示光学系统3，用于输出指示激光加工位置的指示激光光束B；

光束耦合系统4，用于将加工激光光束A和指示激光光束B耦合成同路激光光束C，并输出该同路激光光束C。

本实施例中，激光控制装置包括壳体1，该壳体1能够用于手握，在壳体1内部设置加工光学系统2、指示光学系统3和光束耦合系统4，通过加工光学系统2能够输出加工激光光束，通过指示光学系统3能够输出指示激光光束，通过光束耦合系统4能够输出耦合后的加工激光光束和指示激光光束，该耦合后的光束能够用于激光加工，并指示激光加工位置。由于本实施例中，激光控制装置的壳体1能够用于手握，无需单独设置手柄，用户可以通过手握壳体1进行激光加工，因此本实施例中的激光控制装置体积小，结构灵活，可控性强，能够解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题。

本实施例中，壳体1用于手握，特别用于用户单手持握。为了方便用户手握壳体1进行激光加工，一种实施方式中，该壳体1外表面包括相对设置的第一手持区域和第二手持区域，第一手持区域内和第二手持区域内均设置有防滑结构。

具体地，第一手持区域和第二手持区域均为向内凹陷的弧面，该弧面为壳体1外表面的一部分，第一手持区域和第二手持区域相对设置，通过相对设置的两个内凹弧面，能够方便用户单手持握壳体1，从而进行激光加工。为了提高持握壳体1的稳定性，第一手持区域和第二手持区域内均设置有防滑结构，该防滑结构可以是防滑凸点或者防滑图案，通过防滑结构能够保证壳体1持握的稳定性。

另一种实施方式中，壳体1外表面套有手持套，通过该手持套能够方便用户单手持握壳体1，该手持套采用防滑材料，如防滑橡胶。手持套可以为包裹在壳体1外部的橡胶套，用户握住手持套从而单手持握壳体1。手持套还可以为设置在壳体1外部的环形套，该环形套与壳体1相互独立，通过环形套套住用户的手指，从而方便用户单手使用激光控制装置进行激光加工。

上述的两种实施方式能够结合使用，比如，在壳体1外表面设置防滑材料制作的手持套，该手持套包裹在壳体1外部，该手持套包括相对设置的第一手持区域和第二手持区域，第一手持区域和第二手持区域内均设置有防滑凸点，用户通过第一手持区域和第二手持区域单手持握壳体1，以进行激光加工；又如，壳体1外表面包括第一手持区域和第二手持区域，第一手持区域和第二手持区域内设置的防滑结构为手持套，每个手持区域均设置有一个手持套，该手持套可以为环形套，该环形套与壳体1相互独立，用于套住用户的手指，每个手持套均采用防滑材料制作，从而方便用户单手持握壳体1。

由于加工激光光束多为不可见光束，因此为了方便用户观看激光加工的位置，还通过指示光学系统3输出指示激光光束，指示激光光束为可见光束，通过指示激光光束指示激光加工位置。加工激光光束和指示激光光束均为准直光束，加工激光光束和指示激光光束耦合形成的同路激光光束也为准直光束。

本实施例中，加工光学系统2连接外部的激光光缆5，对激光光缆5输出的激光进行耦合和整形，得到用于激光加工的加工激光光束并输出。为了对激光光缆5输出的激光进行耦合和整形，得到准直的光束，图2示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的第二种结构示意图，如图2所示，加工光学系统2包括第一透镜组合21，第一透镜组合21，用于对激光光缆5输出的激光进行耦合和整形，得到加工激光光束，得到的加工激光光束为准直光束。

一种具体的实施方式中，第一透镜组合21包括凹透镜和凸透镜，其中，凹透镜用于发散激光光缆5输出的激光，凸透镜用于对发散后的激光进行汇聚，得到加工激光光束，加工激光光束为准直光束。

能够理解，加工光学系统2的作用是对激光进行耦合和整形，得到准直光束，加工光学系统2中的光学器件除上述所示以外，还能够由其他形式实现，这里不一一列举。

本实施例中，指示光学系统3用于输出指示激光加工位置的指示激光光束。如图2所示，指示光学系统3包括指示光源31和第二透镜组合32，指示光源31，用于输出初始指示光，第二透镜组合32，用于将该初始指示光耦合和整形，得到指示激光光束，指示激光光束为准直光束。

指示光源31的作用是输出初始指示光，初始指示光为可见光，第二透镜组合32的作用是对初始指示光进行耦合和整形，得到准直光束，该准直光束即为指示激光光束。

图3示出了本发明实施例所提供的第二透镜组合32的结构示意图，如图3所示，该第二透镜组合32包括凹透镜321和凸透镜322，其中，凹透镜321用于发散初始指示光，凸透镜322用于汇聚发散后的初始指示光，得到指示激光光束，该指示激光光束为准直光束。

能够理解，第二透镜组合32的作用是对初始指示光进行耦合和整形，得到准直光束，第二透镜组合32中的光学器件除图3中所示以外，还能够由其他形式实现，这里不一一列举。

本实施例中，光束耦合系统4用于将加工激光光束和指示激光光束耦合成同路激光光束，并输出同路激光光束。该同路激光光束用于激光加工，并能够指示激光加工的位置。

如图2所示，光束耦合系统4包括全反射镜41和双色反射镜42，全反射镜41和双色反射镜42平行设置；全反射镜41，用于将指示激光光束全反射至双色反射镜42；双色反射镜42，用于反射接收到的指示激光光束，并透射加工激光光束；反射后的指示激光光束与透射后的加工激光光束位于双色反射镜42的同一侧，耦合成同路激光光束。

具体地，全反射镜41将指示激光光束反射至双色反射镜42的第一表面，反射后的指示激光光束在第一表面再次发生反射；加工激光光束从双色反射镜42的第二表面入射，从双色反射镜42的第一表面射出，二次反射后的指示激光光束和透射后的加工激光光束位于双色反射镜42的同一侧，二者耦合形成同路激光光束。

通过本实施例中的光束耦合系统4，能够将加工激光光束和指示激光光束耦合成同路激光光束，使得激光控制装置直接输出同路激光光束。由于将加工激光光束和指示激光光束的耦合工作放置在激光控制装置内完成，因此激光控制装置输出的激光无需进行其他处理，能够直接用于激光加工，方便激光加工作业。

如图2所示，本实施例中，壳体1的外表面设置有加工激光控制按键61、指示激光控制按键71和加工头控制按键81；壳体1内部还设置有加工激光控制线缆62、指示激光控制线缆72和加工头控制线缆82。

加工激光控制按键61通过加工激光控制线缆62控制加工激光光束的输出，特别是控制加工激光光束的强度大小、输出时间、开始输出和停止输出等；指示激光控制按键71通过指示激光控制线缆72控制指示激光光束的输出，特别是控制指示激光光束的强度大小、输出时间、开始输出和停止输出等；加工头控制按键81通过加工头控制线缆82控制加工头8的工作，特别是控制加工头8开始加工和停止加工。

通过设置多个按键和多个线缆，能够实现加工激光光束、指示激光光束和加工头的单独控制，从而使得激光控制装置使用更方便灵活。

加工头8设置于激光控制装置的外部，与激光控制装置的输出端连接，加工头8能够根据不同加工要求进行更换，从而进一步提高激光控制装置的灵活性和可控性。

本实施例中，对加工激光光束不做要求，加工激光光束可以为连续激光，也可以为脉冲激光。对加工激光光束和指示激光光束的波长不做要求，加工激光光束的波长可以与指示激光光束的波长相同，也可以与指示激光光束的波长不同。

图4示出了本发明实施例所提供的激光控制装置的使用示意图，如图4所示，本实施例中的激光控制装置在使用时需要连接激光光缆5，并安装加工头8，加工过程中，激光控制装置能够由用户手握进行激光加工，从而提高激光加工的灵活性和可控性。

综上，本实施例中的激光控制装置具有以下技术优势：

(1)本实施例中的激光控制装置无需单独设置手柄，光路系统设置于壳体1内，用户能够手持壳体1进行激光加工，因此激光控制装置的结构紧凑、体积小巧、可控性和灵活性高；

(2)本实施例中的激光控制装置设置有多个按键，分别用于控制加工激光光束的输出、指示激光光束的输出和加工头8的工作，从而使激光控制装置使用更方便，更具便捷性、安全性与可操控性；

(3)本实施例中的激光控制装置中，加工激光光束可以采用多种工作方式，既可以是连续激光，也可以是脉冲激光，可以是一个激光波长也可以是多个激光波长，工作方式多样且灵活；

(4)本实施例中的激光控制装置中，加工激光光束的波长可以与指示激光光束的波长相同，也可以不同，从而实现多种激光波长的输出；

(5)本实施例中的激光控制装置，加工头可以根据加工需要任意更换，进一步提高激光控制装置的灵活性和可控性。

对应上述的激光控制装置，本实施例还提供了一种激光加工装置，图4示出了本发明实施例所提供的激光加工装置的结构示意图，如图4所示，激光加工装置包括上述的激光控制装置，还包括激光光源9；

激光光源9通过激光光缆5与激光控制装置中的加工光学系统2连接，为加工光学系统2提供激光。

激光加工装置所包括的激光控制装置的具体描述可以参考上述实施例，这里不再赘述。

本实施例中，激光控制装置包括壳体1，该壳体1能够用于手握，在壳体1内部设置加工光学系统2、指示光学系统3和光束耦合系统4，通过加工光学系统2能够输出加工激光光束，通过指示光学系统3能够输出指示激光光束，通过光束耦合系统4能够输出耦合后的加工激光光束和指示激光光束，该耦合后的光束能够用于激光加工，并指示激光加工位置。由于本实施例中，激光控制装置的壳体1能够用于手握，无需单独设置手柄，用户可以通过手握壳体1进行激光加工，因此本实施例中的激光控制装置体积小，结构灵活，可控性强，能够解决现有的激光加工设备可控性和灵活性较差的问题。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光控制装置，其特征在于，包括用于手持的壳体，所述壳体内部设置有加工光学系统、指示光学系统和光束耦合系统；

所述加工光学系统，用于连接外部的激光光缆，对所述激光光缆输出的激光进行耦合和整形，得到用于激光加工的加工激光光束并输出；

所述指示光学系统，用于输出指示激光加工位置的指示激光光束；

所述光束耦合系统，用于将所述加工激光光束和所述指示激光光束耦合成同路激光光束，并输出所述同路激光光束。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体外表面包括相对设置的第一手持区域和第二手持区域，所述第一手持区域内和所述第二手持区域内均设置有防滑结构。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体外表面套有手持套，所述手持套采用防滑材料。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述加工光学系统包括第一透镜组合；

所述第一透镜组合，用于对所述激光光缆输出的激光进行耦合和整形，得到所述加工激光光束，所述加工激光光束为准直光束。

5.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述指示光学系统包括指示光源和第二透镜组合；

所述指示光源，用于输出初始指示光；

所述第二透镜组合，用于将所述初始指示光耦合和整形，得到所述指示激光光束，所述指示激光光束为准直光束。

6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述光束耦合系统包括全反射镜和双色反射镜，所述全反射镜和所述双色反射镜平行设置；

所述全反射镜，用于将所述指示激光光束全反射至所述双色反射镜；

所述双色反射镜，用于反射接收到的所述指示激光光束，并透射所述加工激光光束；

反射后的所述指示激光光束与透射后的所述加工激光光束位于所述双色反射镜的同一侧，耦合成所述同路激光光束。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体的外表面设置有加工激光控制按键和指示激光控制按键，所述壳体内部还设置有加工激光控制线缆和指示激光控制线缆；

所述加工激光控制按键通过所述加工激光控制线缆控制所述加工激光光束的输出；

所述指示激光控制按键通过所述指示激光控制线缆控制所述指示激光光束的输出。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加工激光光束为连续激光，或者，所述加工激光光束为脉冲激光。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加工激光光束的波长与所述指示激光光束的波长相同，或者，所述加工激光光束的波长与所述指示激光光束的波长不同。

10.一种激光加工装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的激光控制装置，还包括激光光源；

所述激光光源通过激光光缆与所述激光控制装置中的所述加工光学系统连接，为所述加工光学系统提供激光。