CN107876968A - 一种用于平行加工的激光加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于平行加工的激光加工设备，包括顺次设置的多光束输出的激光器、扩束装置、振镜和透镜，还包括用于控制激光器和振镜的控制机构；所述扩束装置、振镜和透镜与多光束激光器产生的各光束一一对应设置。激光器发出多光束激光，各个输出光束之间彼此独立，各个输出光束的参数均可分别设置，彼此独立，各个光束依次经过与各光束对应的扩束装置、振镜和透镜，照射到产品表面进行激光加工，振镜可按加工图形的特点分区域布置待加工图案，该加工设备可同时产生多条平行激光加工光束，可对待加工工件进行平行加工，适用于大幅面的材料切割、刻槽、钻孔或打标操作，提高了激光加工的效率，可满足大面积激光加工操作。

Description

一种用于平行加工的激光加工设备
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，具体地说涉及一种用于平行加工的激光加工设备。
背景技术
激光加工技术是一种利用激光束与物质相互作用的特性，对材料(金属或非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔以及微加工等的加工技术，其作为一种先进的制造技术已在汽车、电子电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要领域得到了广泛应用，提高了产品质量、自动化程度，是一种无污染、耗材少的加工工艺。
激光加工利用激光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，形成光热效应从而对材料进行加工。激光加工设备是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一，一般包括激光器、导光系统、控制系统和检测系统。
目前常规激光器通常产生能量密度高的锥形聚焦光束，借助高密度激光光子引发或控制光化学反应的加工过程，但是这种激光束在待加工材料表面形成的光斑小、加工效率较低，不能满足大幅面材料的激光加工。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于传统激光器产生的锥形聚焦光束加工效率低、不适于处理大幅面材料，从而提出一种加工效率高的用于平行加工的激光加工设备。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种用于平行加工的激光加工设备，其包括顺次设置的多光束激光器、扩束装置、振镜和透镜，还包括用于控制激光器和振镜的控制机构；所述扩束装置、振镜和透镜与多光束激光器产生的各光束一一对应设置。
作为优选，还包括分束装置，所述分束装置设置于所述扩束装置与所述振镜之间。
作为优选，所述分束装置与所述振镜之间还设置有准直装置。
作为优选，还包括用于承载和移动待加工工件的加工平台，所述加工平台设置于所述透镜的出光侧。
作为优选，所述分束装置为衍射光学元件或分束透镜。
作为优选，所述准直装置为准直器。
作为优选，所述分束透镜为衍射光栅分束镜与凸透镜的组合。
作为优选，所述多光束激光器为多路固体激光器。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的用于平行加工的激光加工设备，包括顺次设置的多光束输出的激光器、扩束装置、振镜和透镜，还包括用于控制激光器和振镜的控制机构；所述扩束装置、振镜和透镜与多光束激光器产生的各光束一一对应设置。激光器发出多光束激光，各个输出光束之间彼此独立，各个输出光束的参数均可分别设置，彼此独立，各个光束依次经过与各光束对应的扩束装置、振镜和透镜，照射到产品表面进行激光加工，振镜可按加工图形的特点分区域布置待加工图案，该加工设备可同时产生多条平行激光加工光束，可对待加工工件进行平行加工，适用于用于大幅面的材料切割、刻槽、钻孔或打标操作，提高了激光加工的效率，可满足大面积激光加工操作。
(2)本发明所述的用于平行加工的激光加工设备，还包括分束装置，所述分束装置设置于扩束装置与振镜之间，配合分束装置可以对获得的更多光束进行加工，进一步提高了激光加工效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1所述的用于平行加工的激光加工设备的结构示意图；
图2是本发明实施例2所述的用于平行加工的激光加工设备的结构示意图。
图中附图标记表示为：1-多光束激光器；2-扩束装置；3-振镜；4-透镜；5-加工平台；6-控制机构；7-分束装置；8-准直装置；9-待加工元件。
本发明可以以多种不同的形式实施，不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开是彻底和完整的，并将本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大各装置的尺寸和相对尺寸。此外，术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
具体实施方式
实施例
本实施例提供一种用于平行加工的激光加工设备，其包括沿光路顺次设置的多光束激光器1，扩束装置2、振镜3和透镜4，所述透镜4的出光侧设置有用于承载和在X-Y方向带动待加工元件9移动的加工平台5，还包括用于控制多光束激光器1和振镜3的控制机构6，所述控制机构6为计算机，所述多光束激光器1为多路固体激光器，如图所示，其可产生多路激光光束，所述扩束装置2与激光器产生的多个激光光路一一对应设置，每个扩束装置2后对应设置振镜3，每个振镜3后对应设置有透镜4。
其中，所述扩束装置2为扩束镜，用于对多光束激光器1产生的激光光束进行扩束处理。振镜3由X-Y扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片组成，在控制机构6提供的控制信号驱动下在X-Y平面控制光束的偏转。所述透镜4为聚焦透镜，用于对经振镜3偏转处理后的激光光束进行聚焦，聚焦后的激光光束直接辐照到加工平台5上的待加工工件，进行激光加工。
为了提高激光的准直程度，还包括准直装置8，所述准直装置8设置于所述扩束装置2与振镜3之间，所述准直装置8为准直器。
本实施例所述的用于平行加工的激光加工设备，加工设备可同时产生多条激光加工光束，可应用于大幅面的材料切割、刻槽、钻孔或打标操作，提高了激光加工的效率，可满足大面积激光加工操作。
实施例2
本实施例提供一种用于平行加工的激光加工设备，其包括沿光路顺次设置的多光束激光器1，扩束装置2、振镜3和透镜4，所述透镜4的出光侧设置有用于承载和在X-Y方向带动待加工元件9移动的加工平台5，还包括用于控制多光束激光器1和振镜3的控制机构6，所述控制机构6为计算机，所述多光束激光器1为多路固体激光器，可产生多路激光光束。所述扩束装置2与激光器产生的多个激光光路一一对应设置，每个扩束装置2后对应设置振镜3，每个振镜3后对应设置有透镜4。
其中，所述扩束装置2为扩束镜，用于对多光束激光器1产生的激光光束进行扩束处理。振镜3由X-Y扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片组成，在控制机构6提供的控制信号驱动下在X-Y平面控制光束的偏转。所述透镜4为聚焦透镜，用于对经振镜3偏转处理后的激光光束进行聚焦，聚焦后的激光光束直接辐照到加工平台5上的待加工工件，进行激光加工。
进一步地，还包括分束装置7，所述分束装置7设置于所述扩束装置2与振镜3之间，所述分束装置7为衍射光学元件(DOE)或分束透镜，所述分束透镜为衍射光栅分束透镜与凸透镜的结合，所述凸透镜设置于衍射光栅分束透镜之后。
为了提高激光的准直程度，所述分束装置7与振镜3之间还设置有准直装置8，所述准直装置8为准直器。
本实施例所述的用于平行加工的激光加工设备，加工设备可同时产生多条激光加工光束，可应用于大幅面的材料切割、刻槽、钻孔或打标操作，提高了激光加工的效率，可满足大面积激光加工操作。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，包括顺次设置的多光束输出的激光器、扩束装置、振镜和透镜，还包括用于控制激光器和振镜的控制机构；所述扩束装置、振镜和透镜与多光束激光器产生的各光束一一对应设置。
2.根据权利要求1所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，还包括分束装置，所述分束装置设置于所述扩束装置与所述振镜之间。
3.根据权利要求2所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，所述分束装置与所述振镜之间还设置有准直装置。
4.根据权利要求3所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，还包括用于承载和移动待加工工件的加工平台，所述加工平台设置于所述透镜的出光侧。
5.根据权利要求4所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，所述分束装置为衍射光学元件或分束透镜。
6.根据权利要求5所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，所述准直装置为准直器。
7.根据权利要求6所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，所述分束透镜为衍射光栅分束镜与凸透镜的组合。
8.根据权利要求7所述的用于平行加工的激光加工设备，其特征在于，所述多光束激光器为多路固体激光器。
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