CN203526795U - 双光束激光加工头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双光束激光加工头，该加工头包括激光器，聚焦镜，分光镜和调光机构；激光器发出的激光平行光束经聚焦镜后成为会聚光束，会聚光束经分光镜分割为两束会聚光，两束会聚光最后经调光机构调整角度后同时聚焦到被加工零件上。本实用新型以两束激光同时对零件进行加工，加工效率高、成本低、重量轻、体积小、实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于激光加工制造技术领域，涉及一种激光加工头。
背景技术
激光加工技术已经成为现代工业的一项基本技术。激光加工头是激光加工技术里的关键装备。它将激光发生器产生的激光束，经过一定的处理，投射到被加工的零件表面，实现激光加工的目的。比如激光切割、激光焊接、激光热处理等。
目前应用的激光加工头通常是单光束激光加工头。单光束激光加工头可以满足许多的激光加工的需求，比如变速器齿轮焊接、汽车车身焊接等。但是对一些特定形状或材料的零件，单光束激光加工头无论是在加工的性能上还是在加工效率上都无法满足需求。比如对齿轮的激光热处理，单光束激光加工头只能够对各个齿的齿面依次进行处理，在齿根部位产生搭接区，搭接扫描回火带的硬度值降低，影响淬火质量。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种加工效率高，成本低，且重量轻、体积小的双光束激光加工头。
为了解决上述技术问题，本实用新型的双光束激光加工头包括激光器，聚焦镜，分光镜和调光机构；激光器发出的激光平行光束经聚焦镜后成为会聚光束，会聚光束经分光镜分割为两束会聚光，两束会聚光最后经调光机构调整角度后同时聚焦到被加工零件上。
本实用新型在聚焦镜之后用分光镜将一束激光分成两束激光，然后利用调光机构调节两束激光光束的角度，使两束激光分别投射到被加工零件表面的两个焦点，以两束激光同时对零件进行加工，在同样的激光加工效果前提下，与单激光束加工头相比，不仅提高了加工效率，且成本低；先利用聚光镜得到会聚光，再利用分光镜分光，重量轻，体积小，实用性强，可以完成单激光束无法完成的特定形状零件的激光加工需求。例如，可以用双光束对一个齿槽的两侧齿面和槽底同时进行激光热处理，不但能够提高加工效率，还能够消除搭接区，提高质量。再比如对于镀锌钢板的焊接，采用双激光光束焊接，用一束激光将镀锌层去掉，另一束激光完成焊接，可以减少锌蒸气对焊接过程的影响从而提高焊缝的质量。
所述分光镜采用分光棱镜，调光机构采用第一反射镜和第二反射镜，分光镜分出的两束光分别经第一反射镜和第二反射镜反射后聚焦于被加工零件表面的第一焦点和第二焦点。
所述分光镜还可以采用半反半透的分束镜，调光机构采用一个反射镜；经分束镜透射的光束直接聚焦于被加工零件表面第二焦点，经分束镜反射的光束经反射镜反射后聚焦于被加工零件表面的第一焦点。
所述分光镜采用分光棱镜，分光调整方便，器件寿命长。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的双光束激光加工头结构示意图。
图2是本实用新型实施例1的分光镜和调光机构结构示意图。
图3是本实用新型实施例2的分光镜和调光机构结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的双光束激光加工头包括激光器1，聚焦镜2，分光镜和调光机构；所述聚焦镜2采用透射式聚焦镜，但不限于此，聚焦镜2还可以采用反射式聚焦镜；分光镜和调光机构安装于分光盒外壳3中；激光器1发出的激光平行光束经聚焦镜2后成为会聚光束，会聚光束经分光镜分割为两束会聚光，两束会聚光最后经调光机构调整角度后同时聚焦到被加工零件4上。图中θ为投射到被加工零件4的两束会聚光的夹角。
实施例1：
本实用新型的双光束激光加工头包括激光器1，聚焦镜2，分束镜和调光机构；如图2所示，所述分光镜采用分光棱镜7；调光机构包括第一反射镜11和第二反射镜12，第一反射镜11和第二反射镜12可以是平面反射镜，也可以是球面或非球面反射镜；分光棱镜7、第一反射镜11和第二反射镜12安装于分光盒外壳3中；激光器1发出的激光平行光束经聚焦镜2后成为会聚光束5，会聚光束5再经分光棱镜7分割为两束会聚光，两束会聚光分别投射到第一反射镜11和第二反射镜12，第一反射镜11反射的会聚光14和第二反射镜12反射的会聚光13最后分别聚焦到被加工零件4的第一焦点15和第二焦点16。图中D为第一焦点15和第二焦点16之间的距离。投射到被加工零件4上的双激光束之间的夹角范围为0—180°，被分光的激光功率为0—10000瓦。
以某中型卡车齿圈双光束激光加工头和某金属板材的双光束激光加工头
为例，中型卡车齿圈双光束激光加工头加工头主要参数见表1：
表1
某金属板材的双光束激光加工头加工头主要参数见表2：
表2
表2、表2中f：透射式或反射式聚焦镜焦距，D：聚焦后双焦点中心距离，A：分光棱镜两镜面夹角，θ：投射到被加工零件表面的两激光束夹角，P：激光功率。
实施例2
本实用新型的双光束激光加工头包括激光器1，聚焦镜2，分束镜和调光机构；如图3所示，所述分光镜采用半反半透的分束镜8；调光机构采用反射镜9，反射镜9是平面反射镜；分束镜8、反射镜9安装于分光盒外壳3中；激光器1发出的激光平行光束经聚焦镜2后成为会聚光束5，会聚光束5经分束镜8分为两束会聚光，其中透射光直接聚焦到被加工零件4的第二焦点16，反射光经反射镜9反射后聚焦到被加工零件4的第一焦点15。
本实用新型不限于上述实施方式，其中的聚焦镜还可以采用现有技术中其他多种形式的聚焦结构，并且可以预见本领域技术人员还可以根据需要设计出多种分光镜和调光机构的形式。因此凡是在本实用新型权利要求1技术方案基础上作出的任何简单变形，都在本实用新型意图保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双光束激光加工头，包括激光器（1），聚焦镜（2）；其特征在于还包括分光镜和调光机构；激光器（1）发出的激光平行光束经聚焦镜（2）后成为会聚光束，会聚光束经分光镜分割为两束会聚光，两束会聚光最后经调光机构调整角度后同时聚焦到被加工零件（4）上。
2.根据权利要求1所述的双光束激光加工头，其特征在于所述分光镜采用分光棱镜（7），调光机构采用第一反射镜（11）和第二反射镜（12），分光镜分出的两束光分别经第一反射镜（11）和第二反射镜（12）反射后聚焦于被加工零件（4）表面的第一焦点（15）和第二焦点（16）。
3.根据权利要求1所述的双光束激光加工头，其特征在于所述分光镜采用半反半透的分束镜（8），调光机构采用一个反射镜（9）；经分束镜（8）透射的光束直接聚焦于被加工零件（4）表面第二焦点（16），经分束镜（8）反射的光束经反射镜（9）反射后聚焦于被加工零件（4）表面的第一焦点（15）。
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Country Status (1)
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2013
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