CN212918121U - 激光模块和激光划片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光模块，该激光模块包括壳体、激光发射模块和光路切换模块。壳体的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位，两个输出位对应于划片台设置。激光发射模块设于所述壳体，激光发射模块包括设于壳体的激光发射器，激光发射器发射激光并在壳体内形成向前的激光输入路径；光路切换模块设于壳体，位于激光发射模块的前侧，光路切换模块将激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得激光输出路径对应在至少两个输出位之间切换。本申请通过在不同的划片工位之间切换激光束实现多工位切片，响应快、定位准确，可实现光路稳定快速切换，从而提高了激光划片机的工作效率。

Description

激光模块和激光划片装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种激光模块和激光划片装置。

背景技术

激光划片是指把高峰值功率的激光束聚焦在电池片表面，使电池片表面产生高温汽化，从而打出连续的盲孔，形成沟槽。目前市面上的激光划片工艺以振镜划片为主，振镜划片机一般四个划片工位，振镜头和场镜设于四个划片工位的中间上方，激光光束经过振镜头和场镜聚焦后作用于划片台，四个划片工位通过旋转依次对每个划片台的电池划片，由于旋转的划片台水平调节困难，导致振镜划片机的划片效率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种激光模块，旨在提高激光划片工艺的效率。为实现上述目的，本发明提出一种激光模块，用于激光划片装置，所述激光模块包括：

壳体，所述壳体的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位；

激光发射模块，包括设于所述壳体的激光发射器，所述激光发射器用以发射激光，并在所述壳体内形成向前的激光输入路径；以及，

光路切换模块，设于所述壳体内，位于所述激光发射模块的前侧，用以将所述激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得所述激光输出路径对应在所述至少两个输出位之间切换。

可选地，所述光路切换模块包括：

固定反射镜模组，包括设于所述壳体内的固定反射镜，所述固定反射镜处于所述激光输入路径上，用以对应其中之一所述输出位设置；以及，

至少一个活动反射镜模组，包括沿上下向活动安装于所述壳体内的活动反射镜，所述活动反射镜对应另一所述输出位设置，所述活动反射镜设于所述固定反射镜与所述激光发射器之间，所述活动反射镜具有避让所述激光输入路径的避让位置，以及处于所述激光输入路径上的工作位置；

其中，所述活动反射镜切换处于所述避让位置和所述工作位置。

可选地，所述激光发射器、固定反射镜以及活动反射镜对应设置为光路切换组，所述光路切换组设置多个。

可选地，所述活动反射镜模组还包括：

第一驱动装置，用以对应驱动所述活动反射镜移动；以及，

控制装置，与所述第一驱动装置电性连接，用以控制所述第一驱动装置动作。

可选地，所述反射镜模组还包括第一导向结构，所述第一导向结构包括相互配合的第一滑座和第一滑轨，所述第一滑轨沿上下向延伸设置，所述第一滑座和所述第一滑轨中，其中之一设有所述活动反射镜，另一设于所述壳体的内壁。

可选地，所述光路切换模块还包括至少两个聚焦模组，两个聚焦模组包括分别对应所述固定反射镜和所述活动反射镜设置的第一聚焦镜筒和第二聚焦镜筒，所述第一聚焦镜筒和所述第二聚焦镜筒沿上下向延伸，所述第一聚焦镜筒和所述第二聚焦镜筒的光束入口分别对应朝向两个所述输出位设置，用以将对应所述激光输出路径上的激光光束会聚。

可选地，所述激光发射器、固定反射镜、第一聚焦镜筒、活动反射镜以及第二聚焦镜筒一一对应设置为激光切割组，所述激光切割组设置多个。

可选地，所述光路切换模块还包括第一平面微调机构，用以调整所述固定反射镜或活动反射镜的水平面内的位置，以使得所述固定反射镜或活动反射镜与对应的所述输出位对位。

可选地，所述光路切换模块还包括：

第二平面微调机构，用以调整所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒的水平面内的位置，以使得所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒与对应的所述激光输出路径对位；

调焦机构，用以调整所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒的对激光光束的汇聚效果。

本实用新型还提供了一种激光划片装置，包括：

装置机座，所述装置机座上设置有至少两个前后向间隔设置的划片台；以及，

激光模块，所述激光模块设于所述装置机座，且处于两个所述划片台的上方，所述激光模块的输出位对应于所述划片台设置，所述激光模块包括壳体，激光发射模块和光路切换模块，所述壳体的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位；激光发射模块包括设于所述壳体的激光发射器，所述激光发射器用以发射激光，并在所述壳体内形成向前的激光输入路径；以及，光路切换模块设于所述壳体内，位于所述激光发射模块的前侧，用以将所述激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得所述激光输出路径对应在所述至少两个输出位之间切换。

本实用新型的技术方案公开了一种激光模块，该激光模块包括壳体、激光发射模块和光路切换模块。壳体的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位，两个输出位对应于划片台设置。激光发射模块设于所述壳体，激光发射模块包括设于壳体的激光发射器，激光发射器发射激光并在壳体内形成向前的激光输入路径；光路切换模块设于壳体，位于激光发射模块的前侧，光路切换模块将激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得激光输出路径对应在至少两个输出位之间切换。本申请的激光模块，通过光路切换模块使得激光光束在不同的输出位之间切换，相比于传统的激光振镜划片机通过划片工位的旋转实现对每个划片台电池划片，本申请通过在不同的划片工位之间切换激光束实现多工位切片，响应快、定位准确，可实现光路稳定快速切换，从而提高了激光划片机的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的激光模块的一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的实施例的后视图；

图3为图1所示的实施例的局部结构示意图；

图4为图1所述的实施例的局部结构底面视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	激光模块	452	第一移动台
1	壳体	453	第一螺旋组件
				11	输出位	46	转动调节机构
2	激光发射模块	461	连接部
				21	激光发射器	462	转动部
3	固定反射镜模组	5	聚焦模组
				31	固定反射镜	51	第一聚焦镜筒
4	活动反射镜模组	52	第二聚焦镜筒
				41	活动反射镜	53	第二驱动装置
42	第一驱动装置	54	第二导向结构
				43	第一导向结构	55	第二平面微调机构
431	第一滑轨	56	调焦机构
				432	第一滑座	561	基台
44	安装座	562	调焦台
				45	第一平面微调机构	563	第三螺旋组件
451	第一固定台	57	支撑座

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、外、内……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为提高激光划片工艺的效率，本实用新型提出一种激光划片装置，该激光划片装置包括装置基座和激光模块100，装置基座上设置有至少两个前后向间隔设置的划片台，激光模块100设置于装置基座，且处于两个划片台的上方。图1为本实用新型提供的激光模块100的一实施例的示意图，图2-图4为图1的细节图。

参见图1，该激光模块100包括壳体1、激光发射模块2和光路切换模块。其中，壳体1的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位11，两个输出位11对应于划片台设置。激光发射模块2设于所述壳体1，激光发射模块2包括设于壳体1的激光发射器21，激光发射器21发射激光并在壳体1内形成向前的激光输入路径；光路切换模块设于壳体1，位于激光发射模块2的前侧，光路切换模块将激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得激光输出路径对应在至少两个输出位11之间切换。本申请的激光模块100，通过光路切换模块使得激光光束在不同的输出位11之间切换，相比于传统的激光振镜划片机通过划片工位的旋转实现对每个划片台电池划片，本申请通过在不同的划片工位之间切换激光光束束实现多工位切片，响应快、定位准确，可实现光路稳定快速切换，从而提高了激光划片机的工作效率。

进一步参见图1和图2，本实施例的光路切换模块包括固定反射镜模组3和至少一个活动反射镜模组4。其中，固定反射镜模组3包括设于壳体1内的固定反射镜31，固定反射镜31处于激光输入路径上，用以对应其中之一输出位11设置；至少一个活动反射镜模组4包括沿上下向活动安装于壳体1内的活动反射镜41，活动反射镜41对应另一输出位11设置，活动反射镜41设于固定反射镜31与激光发射器21之间，活动反射镜41具有避让激光输入路径的避让位置，以及处于激光输入路径上的工作位置，活动反射镜41切换处于避让位置以及工作位置。激光发射器21、固定反射镜31以及活动反射镜41对应设置为光路切换组。为便于描述，设置对应固定反射镜31的输出位11对应的划片工位为第一划片工位，对活动反射镜41的输出为11对应的划片工位为第二划片工位。激光发射器21发射的激光光束通过固定反射镜31反射，对第一划片工位的电池片进行加工，第一划片工位加工完成后，活动反射镜41移动至工作位置，激光光束通过活动反射镜41反射，对第二划片工位的电池片进行加工。这种光路切换组通过活动反射镜41上下向活动在工作位置和避让位置切换以实现激光光路的切换，响应快、定位准确，可以实现光路稳定快速切换。此外，本实用新型的激光模块100可以实现一台激光器作用于至少两个输出位11，每一输出位11对应一划片工位，通过切换光路实现两个划片工位的激光划片作业，可实现双工位的激光作业，提升设备节拍以及激光器使用效率。

需要说明的是，本实施例中固定反射镜模组3和一个活动反射镜模组4，以实现双工位切换，在实际生产中，可根据需要，设置多个活动反射镜模组4，多个活动反射镜模组4沿前后向设于固定反射镜模组3和激光发射模块2之间，用以实现多工位切换。多个活动反射镜模组4可由后向前顺次切换至工作位置，依次将激光光束向划片台划片。

进一步地，活动反射镜模组4还包括第一驱动装置42和控制装置，第一驱动装置42用以对应驱动活动反射镜41移动，控制装置与第一驱动装置42电性连接，以控制第一驱动装置42动作。需要说明的是，第一驱动装置42的结构不做限制，可以是直线驱动装置，如气缸、油缸或者电动推杆，也可以是螺杆、螺母和止转结构向配合的驱动形式。本申请中，第一驱动装置42为伺服电机，伺服电机能够精确控制反射镜的位置。

具体地，活动反射镜模组4包括安装座44，活动反射镜41安装至安装座44，伺服电机固定至壳体1，其输出轴可沿上下向伸缩，伺服电机的输出轴连接至安装座44，伺服电机受控制装置驱动，控制输出轴沿上下向伸缩，带动安装座44沿上下向移动，从而使活动反射镜41沿上下向移动。

为使活动反射镜41能沿既定位置准确的进行上下向移动，活动反射镜模组4还包括第一导向结构43，第一导向结构43包括相互配合的第一滑座432和第一滑轨431，第一滑轨431沿上下向延伸设置，第一滑轨431和第一滑座431其中之一设有活动反射镜41，另一设于壳体1的内壁。本实施例中，参见图2，第一滑轨431安装至壳体1的内壁，第一滑座431固定至安装座44侧面，安装座44沿第一滑轨431上下向移动，带动活动反射镜41沿既定路径在上下向移动，保证激光输出定位准确。这种由活动反射镜41、第一滑座432和第一滑轨431的导向结构，以及伺服电机组成的光路切换模块，稳定耐用、不易损坏，响应快、稳定延时小、定位准确，可以实现光路稳定快速切换。

在实际生产中，为提高划片效率，往往需要将一个电池片划片成3片或4片。鉴于此，本实用新型设置多个光路切换组。参见图1，本实施例中的激光模块100设置三个光路切换组，激光发射模块2包括三个激光器，固定反射镜模组3和活动反射镜模组4对应三个激光输入路径设置有三个固定反射镜31和三个活动反射镜41，以在每个输出位11形成三个激光输出路径。传统的振镜划片机，只能配置一台激光器，产生一束激光光束，激光光束通过两个电机控制方向，在工作范围内划片，当单一电池片需要多次划片时，只能对单一电池片进行多次划片，划片效率低，严重影响划片节拍。本实用新型的激光模块100能在一划片工位形成3束激光，同时对单一电池片进行3次划片，划片效率高，且不影响设备运行节拍，有利于提高整机划片产能。

进一步参见图1和图3，三个激光发射器21沿上下向并列设置，以同时发射3束平行的激光，并在壳体1内形成平行向前的三个激光输入路径，活动反射镜模组4的安装座44上向上向前顺次布设有三个活动反射镜41，处于工作位置的三个活动反射镜41分别处于三个激光输入路径上，并向对应的输出位11反射出3条平行并列的激光光束。固定反射镜模组3的三个固定反射镜31的安装方式同三个活动反射镜41，故不赘述。

需要说明的是，光路切换组中的激光发射器21也可以是激光发射器21和分光镜片的组合，激光发射模块2中设置一台激光发射器21，通过分光镜片分成多束，并分别射向反射镜。如此利用一台激光发射器21实现多光源输入，可节省激光发射器21，节约成本。

为使本实用新型的激光模块100输出的光束直径能够满足电池片划片要求，本实用新型的光路切换模块还包括至少两个聚焦模组5，两个聚焦模组5包括分别对应固定反射镜31和活动反射镜41设置的第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52，第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52沿上下向延伸，第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52的光束入口分别对应朝向两个输出位11设置，以将对应激光输出路径上的光束会聚。聚焦镜筒内一般设置聚光透镜，用以将发散的激光束会聚，缩小激光束的直径，同时提高单位面积内激光束的能量，以满足电池片划片要求。

激光发射器21、固定反射镜31、第一聚焦镜筒51、活动反射镜41以及第二聚焦镜筒52一一对应构成激光切割组。当对单一电池片进行多次划片时，激光切割组设置为多个。本实施例中，激光切割组设置为三个，故第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52均设置为三个，三个第一聚焦镜筒51对应三个固定反射镜31设于对应输出位11，三个第二聚焦镜筒52对应三个活动反射镜41设于对应输出位11，以使激光模块100输出的多束激光均能满足划片需求。

需要说明的是，聚焦模组5和活动反射镜模组4或固定反射镜模组3成套出现，当光路切换模块中增加一活动反射镜模组4时，对应增加一聚焦模组5，当活动反射镜模组4或固定反射镜模组3增加一活动反射镜41或固定反射镜31时，对应聚焦模组5对应增加一聚焦镜筒。

进一步的，为使经固定反射镜31和活动反射镜41反射的光束能准确对位至对应的输出位11，本实施例的光路切换模块还包括第一平面微调机构45，以调整固定反射镜31和/或活动反射镜41在前后向的位置，以使得固定反射镜31和/或活动反射镜41与对应的输出位11对位。参见图3，第一平面微调机构45包括第一固定台451、第一移动台452和第一螺进组件453，第一固定台451安装至安装座44，第一移动台452设于第一固定台451，固定反射镜31或活动反射镜41连接至第一移动台452，第一固定台451和第一移动台452相靠近的侧面分别设有沿前后向延伸的第一凸部和第一凹槽，第一凸部安装至第一凹槽，以使移动台能相对于固定台移动。第一螺进组件453包括螺母座和螺杆，螺母座安装至第一固定台451，螺母座上形成有前后向延伸的螺纹孔，螺杆沿前后向穿设与螺纹孔中，螺杆前端连接至第一移动台452，通过旋转螺杆，可使移动台沿前后向移动，以准确对位至输出位11。本实用新型的第一平面微调机构45，结构稳定耐用，调控精度高。

此外，本实用新型的光路切换模块还包括转动调节机构46，用以使固定反射镜31或活动反射镜41能沿垂直于激光输入路径和激光输出路径的旋转轴转动，进而使经固定反射镜31或活动反射镜41反射的激光进入至输出位11。参见图3，转动调节结构46包括连接部461和转动部462，连接部461呈Z形设置，其一端安装至第一移动台452，另一端形成有垂直于激光输入路径和激光输出路径所在平面的通孔，转动部462可转动安装于通孔，以使活动反射镜41能沿垂直于激光输入路径和激光输入路径所在平面的旋转轴转动。

为使经固定反射镜31和活动反射镜41反射的光束能对位至第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52，本实施例的聚焦模组还包括支撑座57、第二驱动装置53和第二导轨结构54，第一聚焦镜筒51或第二聚焦镜筒52安装至支撑座57。第二导轨结构54包括相互配合的第二滑座和第二滑轨，第二滑轨沿前后向延伸设置，第二滑轨安装至壳体1，第二滑座安装至支撑座57。第二驱动装置53为螺杆、螺母和止转结构相配合的驱动形式，通过螺杆旋转，推动支撑座57在前后向移动。

进一步的，为微调第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52的位置，本实用新型的聚焦模组还包括第二平面微调机构55。参见图3和图4，第二平面微调机构55包括第二固定台、第二移动台和第二螺进组件，第二平面微调结构和第一平面微调机构的结构相同，故不赘述。

为调节聚焦镜筒输出的光束的会聚效果，本实用新型的光路切换模块还包括调焦机构56，用以调整第一聚焦镜筒51或第二聚焦镜筒52的焦距，以使激光模块100输出的多个光束的直径相同。调焦机构56包括基台561、调焦台562和第三螺进组件563，基台561安装至支撑座57或第二移动台，调焦台562设于基台561上，第一聚焦镜筒51或第二聚焦镜筒52连接于调焦台562，基台561和调焦台562相靠近的侧面分设有沿上下向延伸的第三凸部和第三凹槽，第三凸部可沿上下向活动地安装至第三凹槽，以使第一聚焦镜筒51或第二聚焦镜筒52沿上下向可移动，从而调节对光束的会聚效果。

需要说明的是，本实施例中，第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52的数量为三个，位于中间位置的第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52可通过调整支撑座57的位置使其对准对应的激光输出路径，故其只有调焦机构56，调焦机构56的基台561安装至支撑座57，第一聚焦镜筒51或第二聚焦镜筒52安装至调焦台562。处于两边的第一聚焦镜筒51和第二聚焦镜筒52包括第二平面微调机构55和调焦机构56，调焦机构56的基台561安装至第二移动台。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光模块，用于激光划片装置，其特征在于，所述激光模块包括：

壳体，所述壳体的下表面形成有前后向相互间隔设置的至少两个输出位；

激光发射模块，包括设于所述壳体的激光发射器，所述激光发射器用以发射激光，并在所述壳体内形成向前的激光输入路径；以及，

光路切换模块，设于所述壳体内，位于所述激光发射模块的前侧，用以将所述激光输入路径上的光束转向为向下的激光输出路径，并使得所述激光输出路径对应在所述至少两个输出位之间切换。

2.如权利要求1所述的激光模块，其特征在于，所述光路切换模块包括：

固定反射镜模组，包括设于所述壳体内的固定反射镜，所述固定反射镜处于所述激光输入路径上，用以对应其中之一所述输出位设置；以及，

至少一个活动反射镜模组，包括沿上下向活动安装于所述壳体内的活动反射镜，所述活动反射镜对应另一所述输出位设置，所述活动反射镜设于所述固定反射镜与所述激光发射器之间，所述活动反射镜具有避让所述激光输入路径的避让位置，以及处于所述激光输入路径上的工作位置；

其中，所述活动反射镜切换处于所述避让位置和所述工作位置。

3.如权利要求2所述的激光模块，其特征在于，所述激光发射器、固定反射镜以及活动反射镜对应设置为光路切换组，所述光路切换组设置多个。

4.如权利要求2所述的激光模块，其特征在于，所述活动反射镜模组还包括：

第一驱动装置，用以对应驱动所述活动反射镜移动；以及，

控制装置，与所述第一驱动装置电性连接，用以控制所述第一驱动装置动作。

5.如权利要求2所述的激光模块，其特征在于，所述反射镜模组还包括第一导向结构，所述第一导向结构包括相互配合的第一滑座和第一滑轨，所述第一滑轨沿上下向延伸设置，所述第一滑座和所述第一滑轨中，其中之一设有所述活动反射镜，另一设于所述壳体的内壁。

6.如权利要求2所述的激光模块，其特征在于，所述光路切换模块还包括至少两个聚焦模组，两个聚焦模组包括分别对应所述固定反射镜和所述活动反射镜设置的第一聚焦镜筒和第二聚焦镜筒，所述第一聚焦镜筒和所述第二聚焦镜筒沿上下向延伸，所述第一聚焦镜筒和所述第二聚焦镜筒的光束入口分别对应朝向两个所述输出位设置，用以将对应所述激光输出路径上的激光光束会聚。

7.如权利要求6所述的激光模块，其特征在于，所述激光发射器、固定反射镜、第一聚焦镜筒、活动反射镜以及第二聚焦镜筒一一对应设置为激光切割组，所述激光切割组设置多个。

8.如权利要求7所述的激光模块，其特征在于，所述光路切换模块还包括第一平面微调机构，用以调整所述固定反射镜或活动反射镜的水平面内的位置，以使得所述固定反射镜或活动反射镜与对应的所述输出位对位。

9.如权利要求7所述的激光模块，其特征在于，所述光路切换模块还包括：

第二平面微调机构，用以调整所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒的水平面内的位置，以使得所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒与对应的所述激光输出路径对位；

调焦机构，用以调整所述第一聚焦镜筒或第二聚焦镜筒的对激光光束的汇聚效果。

10.一种激光划片装置，其特征在于，包括：

装置机座，所述装置机座上设置有至少两个前后向间隔设置的划片台；以及，

激光模块，所述激光模块为如权利要求1至9任一项所述的激光模块，所述激光模块设于所述装置机座，且处于两个所述划片台的上方，所述激光模块的输出位对应于所述划片台设置。

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