CN112501612A - 一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，包括光纤激光接头、准直镜、调整法兰、光筒、保护镜、90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头通过准直镜与所述调整法兰固定连接，所述调整法兰与所述光筒活动连接，所述光筒与所述调整法兰相连的一端内设有保护镜，所述光筒的另一端内设有90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头、准直镜、调整法兰、保护镜以及90°反射聚焦镜位于一条直线光路上，经90°反射聚焦镜反射聚焦后的激光焦点处设有挡光板，所述挡光板上开设有供激光穿过照射到内孔加工部位的小孔，所述光筒内还设有给90°反射聚焦镜降温的冷水通道。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置。
背景技术
激光熔覆加工能够快速修复工件受损的内孔表面。延长工件使用寿命，显著地提高了工件的使用价值。
近年来随着高功率光纤激光技术发展，光纤激光有优良的激光特性和高光电转换效率，逐步取代CO2激光。内孔熔覆加工也开始采用光纤激光。
受到空间的限制，应用普通透射聚焦光路制作的内孔熔覆装置难以加工直径小于等于50毫米的小内孔表面。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，本装置能将光纤激光经过准直、聚焦后投射到内孔的表面，解决或部分解决了小直径孔内激光定点定向传输的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，包括光纤激光接头、准直镜、调整法兰、光筒、保护镜、90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头通过准直镜与所述调整法兰固定连接，所述调整法兰与所述光筒活动连接，所述光筒与所述调整法兰相连的一端内设有保护镜，所述光筒的另一端内设有90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头、准直镜、调整法兰、保护镜以及90°反射聚焦镜位于一条直线光路上，经90°反射聚焦镜反射聚焦后的激光焦点处设有挡光板，所述挡光板上开设有供激光穿过照射到内孔加工部位的小孔，所述光筒内还设有给90°反射聚焦镜降温的冷水通道。
作为优选，所述激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置还包括固定架，所述光筒支撑固定在所述固定架上。
作为优选，所述光筒的另一端内还设有反射镜座，所述90°反射聚焦镜固定在所述反射镜座上。
作为优选，所述冷水通道靠近光筒的内壁设置，所述冷水通道从所述光筒的一端延伸至所述光筒的另一端。
作为优选，所述冷水通道靠近保护镜的一端伸出所述筒体并设有水管接头。
作为优选，所述小孔的孔径为0.8～1.2mm。
本发明具有以下有益效果：
在本发明中，激光依次经过光纤激光接头、准直镜、保护镜和光筒到达90°反射聚焦镜，聚焦后的激光经挡光板上的小孔，照射到内孔表面的加工部位。本发明可应用于最小孔径为50毫米内孔表面激光熔覆加工头上，大幅度提高了反射镜的使用寿命。
在本发明中，光纤激光能方便接入，并能精确调整准直镜的姿势，控制激光束在光筒内部入射方向。
在本发明中，采用90°反射聚焦镜，同时实现了激光聚焦和转折激光的方向。降低了装置的成本，提高了反射镜的使用寿命。
在本发明中，利用了离焦加工工艺原理，激光经过90°反射聚焦镜后在焦点位置，穿出挡光板，再离开焦点的位置到达离焦加工点表面，激光穿过的孔很小，通常直径只有1毫米。实现光路内部与外界之间部分隔离，能有效防止烟尘污染光路系统。
在本发明中，冷水通道采用隐藏式结构，全部设计在光筒的内部。简洁紧凑的结构既压缩了激光反射镜聚焦光路装置的外形尺寸也减轻了整体重量。
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激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置的示意图。
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，本发明实施例提供一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，包括光纤激光接头6、准直镜5、调整法兰4、光筒10、保护镜3、90°反射聚焦镜2，所述光纤激光接头6通过准直镜5与所述调整法兰4固定连接，所述调整法兰4与所述光筒10活动连接，所述光筒10与所述调整法兰4相连的一端内设有保护镜3，所述光筒10的另一端内设有90°反射聚焦镜2，所述光纤激光接头6、准直镜5、调整法兰4、保护镜3以及90°反射聚焦镜2位于一条直线光路上，经90°反射聚焦镜2反射聚焦后的激光焦点9处设有挡光板7，所述挡光板7上开设有供激光穿过照射到内孔加工部位(离焦加工点表面8)的小孔，所述小孔孔径为1mm，所述光筒10内还设有给90°反射聚焦镜2降温的冷水通道12。
所述反射镜聚焦光路装置还包括固定架11，所述光筒10支撑固定在所述固定架11上。
所述光筒10的另一端内还设有反射镜座1，所述90°反射聚焦镜2固定在所述反射镜座1上。
所述冷水通道12靠近光筒10的内壁设置，所述冷水通道12从所述光筒10的一端延伸至所述光筒10的另一端。所述冷水通道12靠近保护镜3的一端伸出所述筒体10并设有水管接头13。
本发明提供一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，解决或部分解决了内孔激光熔覆加工中，受到小直径空间限制的问题。能够实现光路方向的调整，提高反射镜的使用寿命。
本发明提供了一套完整的光学装置，包括有激光接入口、光学系统和固定架部件。90°反射聚焦镜2与反射镜座1固定在一起安装在光筒10的内部。冷水通道12隐藏布置在光筒10的内部上，冷水通道12贯穿光筒10，通达反射镜座1部位，给90°反射聚焦镜2提供冷却，实现散热作用。各零件之间用螺钉联接，锁紧后保持固定位置。
各部件的作用原理：
光纤激光接头6是激光入口。准直镜5与光纤激光接头6一起固定在调整法兰4上，使用调整法兰4可以调整准直镜5的姿势，控制激光束的入射方向，保证激光束照射到90°反射聚焦镜2的中心。在准直镜5和光筒10之间设置保护镜3，其作用是在更换90°反射聚焦镜2时保护准直镜5不受污染。光筒10的长短，可根据加工孔的深度来制定。90°反射聚焦镜2用来聚焦激光，同时转折激光的方向。保证激光垂直照射到加工工件表面。
激光反射镜聚焦光路装置中，高能激光经过光纤激光接头6进入准直镜5。准直后的激光束穿过保护镜3和光筒10到达90°反射聚焦镜2。反射聚焦后的激光经挡光板7上的小孔，照射到内孔表面，加热特定粉末材料，形成需要的熔池。
本实施案例直接接入光纤激光。可以安装在机床平台或机器人手臂上使用。
本发明具有如下优势：
在本发明中，激光依次经过光纤激光接头6、准直镜5、保护镜3和光筒10到达90°反射聚焦镜2，聚焦后的激光经挡光板7上的小孔，照射到内孔表面的加工部位。本发明可应用于最小孔径为50毫米内孔表面激光熔覆加工头上，提高了反射镜的使用寿命。
在本发明中，光纤激光能方便接入，并能精确调整准直镜5的姿势，控制激光束在光筒10内部入射方向。
在本发明中，采用90°反射聚焦镜2，同时实现了激光聚焦和转折激光的方向。降低了装置的成本，提高了反射镜的使用寿命。
在本发明中，利用了离焦加工工艺原理，激光经过90°反射聚焦镜2后在焦点9位置，穿出挡光板7，再离开焦点9的位置到达离焦加工点表面8，激光穿过的孔很小，通常直径只有1毫米。实现光路内部与外界之间部分隔离，能有效防止烟尘污染光路系统。
在本发明中，冷水通道12采用隐藏式结构，全部设计在光筒10的内部。简洁紧凑的结构既压缩了激光反射镜聚焦光路装置的外形尺寸也减轻了整体重量。
本发明提供了一种适用于内孔表面激光熔覆加工头的反射镜聚焦光路装置。所述激光聚焦光路装置包括：光纤激光接头6；准直镜5与光纤激光接头6固定连接；调整法兰4与准直镜5固定连接；调整法兰4与光筒10活动连接；固定架11与光筒10固定连接；保护镜3固定设置在光筒10与调整法兰4之间；90°反射聚焦镜2固定设置在光筒10的另一端。本发明激光反射镜聚焦光路装置能将光纤激光经过准直、聚焦后投射到内孔的表面，解决或部分解决小直径孔内激光定点定向传输的问题。
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。
Claims (6)
1.一种激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：包括光纤激光接头、准直镜、调整法兰、光筒、保护镜、90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头通过准直镜与所述调整法兰固定连接，所述调整法兰与所述光筒活动连接，所述光筒与所述调整法兰相连的一端内设有保护镜，所述光筒的另一端内设有90°反射聚焦镜，所述光纤激光接头、准直镜、调整法兰、保护镜以及90°反射聚焦镜位于一条直线光路上，经90°反射聚焦镜反射聚焦后的激光焦点处设有挡光板，所述挡光板上开设有供激光穿过照射到内孔加工部位的小孔，所述光筒内还设有给90°反射聚焦镜降温的冷水通道。
2.如权利要求1所述的激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：还包括固定架，所述光筒支撑固定在所述固定架上。
3.如权利要求1所述的激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：所述光筒的另一端内还设有反射镜座，所述90°反射聚焦镜固定在所述反射镜座上。
4.如权利要求1所述的激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：所述冷水通道靠近光筒的内壁设置，所述冷水通道从所述光筒的一端延伸至所述光筒的另一端。
5.如权利要求1所述的激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：所述冷水通道靠近保护镜的一端伸出所述筒体并设有水管接头。
6.如权利要求5所述的激光内孔熔覆头用反射镜聚焦光路装置，其特征在于：所述挡光板上小孔的孔径为0.8～1.2mm。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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