CN213729952U - 一种激光条形光斑可调焊接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光条形光斑可调焊接头，包括光纤连接头、准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件、第二合束组件、测温组件、成像组件和摄像组件，光纤连接头、准直组件和反射组件自上至下依次连接，第一合束组件连接在反射组件的左侧，聚焦组件连接在第一合束组件的下方，第二合束组件、成像组件和摄像组件自下至上依次连接在第一合束组件的上方，测温组件连接在第二合束组件的左侧；准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件依次组成激光传输光路；聚焦组件、第一合束组件、第二合束组件、成像组件依次组成成像光路；准直组件、反射组件、第一合束组件、第二合束组件依次组成测温红外线传输光路。

Description

一种激光条形光斑可调焊接头

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光条形光斑可调焊接头。

背景技术

激光焊接广泛应用于不锈钢、铝合金、铜材等金属焊接；塑料等非金属熔覆；电路板、铝丝焊接等各个领域。激光焊接以激光二极管为热源，通过激光实行局部非接触加热，具有非接触性、激光光束直径小等优点。因此激光加工技术正在扮演着越来越重要的角色。

激光焊接头多为单片透镜聚焦而成，存在光晕、光环等聚焦不良现象；且激光焊接头产品整体上多是单聚焦光斑，对于样品形状不一的焊接样品而言，适应性及兼容度低，越来越难以满足需求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种适应性强、兼容度高的激光条形光斑可调焊接头。

本实用新型提供一种激光条形光斑可调焊接头，包括光纤连接头、准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件、第二合束组件、测温组件、成像组件和摄像组件，所述光纤连接头、准直组件和反射组件自上至下依次连接，所述第一合束组件连接在反射组件的左侧，所述聚焦组件连接在第一合束组件的下方，所述第二合束组件、成像组件和摄像组件自下至上依次连接在第一合束组件的上方，所述测温组件连接在第二合束组件的左侧，所述光纤连接头上设置光纤接口，所述光纤接口用以连接光纤；所述准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件依次组成激光传输光路；所述聚焦组件、第一合束组件、第二合束组件、成像组件依次组成成像光路；所述准直组件、反射组件、第一合束组件、第二合束组件依次组成测温红外线传输光路。

进一步地，所述准直组件内自上而下依次间隔设置第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜和第四准直透镜，所述第一准直透镜和第二准直透镜对激光光束的X方向进行准直，所述第三准直透镜和第四准直透镜对激光光束的Y方向进行准直。

进一步地，所述第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜与光纤接口的距离可调。

进一步地，所述反射组件内设置反射镜，所述反射镜设置在第四准直透镜的出光方向上。

进一步地，所述第一合束组件内设置第一合束镜，所述第一合束镜设置在反射镜的出光方向上。

进一步地，所述聚焦组件内自上而下依次间隔设置第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜，所述第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和第三透镜依次设置在第一合束镜的反射光的出光方向上。

进一步地，所述第二合束组件内设置第二合束镜，所述第二合束镜设置在第一合束镜的折射光的出光方向上。

进一步地，所述成像组件内自上而下依次间隔设置第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜，所述第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜设置在第二合束镜的透射光的出光方向上。

进一步地，所述测温组件内设置用以测温的红外测温传感器，所述摄像组件内设置用于采集图像的CCD相机(charge coupled device camera，电荷耦合器件)。

进一步地，还包括保护组件，所述保护组件连接在聚焦组件的下方，所述保护组件内自上而下依次间隔设置第一保护镜和第二保护镜，所述第一保护镜和第二保护镜依次设置在第三聚焦透镜的出光方向上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的激光条形光斑可调焊接头通过设置多个准直透镜和多个聚焦透镜能够消除单片透镜聚焦带来的光晕、光环等聚焦不良现象，提高激光质量；本实用新型提供的激光条形光斑可调焊接头的准直透镜与光纤接口的距离可调，进而实现调节产生的光斑的长度和宽度，自由度高，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型一种激光条形光斑可调焊接头的立体结构示意图。

图2是本实用新型一种激光条形光斑可调焊接头的剖视图。

图3是本实用新型一种激光条形光斑可调焊接头的俯视图。

图4是本实用新型一种激光条形光斑可调焊接头的内部光路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1-图4，本实用新型的实施例提供了一种激光条形光斑可调焊接头10，包括光纤连接头100、准直组件101、反射组件102、第一合束组件103、聚焦组件104、保护组件105、第二合束组件106、测温组件107、成像组件108和摄像组件109，光纤连接头100、准直组件101和反射组件102自上至下依次连接，第一合束组件103连接在反射组件102的左侧，聚焦组件104连接在第一合束组件103的下方，保护组件105连接在聚焦组件104的下方，第二合束组件106、成像组件107和摄像组件109自下至上依次连接在第一合束组件103的上方，测温组件107连接在第二合束组件106的左侧。

光纤连接头100上设置光纤接口1001，光纤接口1001用以连接光纤，由激光发生器平行发出的激光光束和红外光束通过光纤传导至激光条形光斑可调焊接头10。

准直组件101内自上而下依次间隔设置第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013和第四准直透镜1014，第一准直透镜1011和第二准直透镜1012对激光光束的X方向进行准直，即将激光光束在X方向的发散角压缩至最小，第三准直透镜1013和第四准直透镜1014对激光光束的Y方向进行准直，即将激光光束在Y方向的发散角压缩至最小；准直组件101上设置第一调节按钮1015和第二调节按钮1016，第一调节按钮1015用以调节第一准直透镜1011和第二准直透镜1012沿着准直组件101的轴向移动以靠近或远离光纤接口1001，进而实现改变光斑的长度，第二调节按钮1016用以调节第三准直透镜1013和第四准直透镜1014沿着准直组件101的轴向移动以靠近或远离光纤接口1001，进而实现改变光斑的宽度；本实施例中，第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013和第四准直透镜1014均为柱面平凸镜，激光光斑最长可调至20mm，最宽可调至7mm，适合在多种领域加工。

反射组件102内设置反射镜1021，反射镜1021设置在第四准直透镜1014的出光方向上。

第一合束组件103内设置第一合束镜1031，第一合束镜1031设置在反射镜1021的出光方向上。

聚焦组件104内自上而下依次间隔设置第一聚焦透镜1041、第二聚焦透镜1042和第三聚焦透镜1043，第一聚焦透镜1041、第二聚焦透镜1042和第三聚焦透镜1043依次设置在第一合束镜1031的反射光的出光方向上；本实施例中，第一聚焦透镜1041为双凸镜，第二聚焦透镜1042为弯月镜，第三聚焦透镜1043为平凸镜，聚焦组件的焦距依次为80mm、100mm、150mm、210mm。

保护组件105内自上而下依次间隔设置第一保护镜1051和第二保护镜1052，第一保护镜1051和第二保护镜1052依次设置在第三聚焦透镜1043的出光方向上，第一保护镜1051和第二保护镜1052用以保护聚焦透镜。

第二合束组件106内设置第二合束镜1061，第二合束镜1061设置在第一合束镜1031的折射光的出光方向上。

测温组件107内设置用以测温的红外测温传感器1071。

成像组件108内自上而下依次间隔设置第一成像透镜1081、第二成像透镜1082和第三成像透镜1083，第一成像透镜1081、第二成像透镜1082和第三成像透镜1083设置在第二合束镜1061的透射光的出光方向上；本实施例中，第一成像透镜1081和第三成像透镜1083均为双凸镜，第二成像透镜1082为弯月镜，成像组件108的焦距依次为40mm、60mm、100mm、200mm。

摄像组件109内设置用于采集图像的CCD相机1091。

参考图4，本实施例提供的激光条形光斑可调焊接头10内形成的光路如下：

第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013、第四准直透镜1014、反射镜1021、第一合束镜1031、第一聚焦透镜1041、第二聚焦透镜1042、第三聚焦透镜1043、第一保护镜1051和第二保护镜1052依次组成激光传输光路。

第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013、第四准直透镜1014、反射镜1021、第一合束镜1031和第二合束镜1061依次组成测温红外线传输光路。

第二保护镜1052、第一保护镜1051、第三聚焦透镜1043、第二聚焦透镜1042、第一聚焦透镜1041、第一合束镜1031、第二合束镜1061、第三成像透镜1083、第二成像透镜1082和第一成像透镜1081依次组成成像光路。

用于激光焊接的激光光束发射后，激光光束依次经第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013和第四准直透镜1014准直后变为平行激光光束，准直后的平行激光光束经反射镜1021偏转反射，偏转后的平行激光光束经第一合束镜1031偏转反射后方向变为竖直向下，之后经过第一聚焦透镜1041、第二聚焦透镜1042和第三聚焦透镜1043后在一定的位置聚焦为圆点形、条形或椭圆形的光斑，再依次穿过第一保护镜1051和第二保护镜1052对焊点处进行激光焊接。

用于测温的红外光束发射后，红外光束依次竖直向下穿过第一准直透镜1011、第二准直透镜1012、第三准直透镜1013和第四准直透镜1014，再经反射镜1021进行偏转反射，偏转后的红外光束经第一合束镜1031折射90度射向第二合束镜1061，到达第二合束镜1061的红外光束经第二合束镜1061偏转反射后进入测温组件107测温。

从焊点处发出的可见光源光束依次竖直向上穿过第二保护镜1052、第一保护镜1051、第三聚焦透镜1043、第二聚焦透镜1042、第一聚焦透镜1041，再经第一合束镜1031透射后到达第二合束镜1061，到达第二合束镜1061的可见光源光束经过第二合束镜1061透射后依次竖直向上穿过第三成像透镜1083、第二成像透镜1082和第一成像透镜1081进行成像，成像后被摄像组件109内的CCD相机1091采集，通过成像观察到焊接点的位置，便于控制焊接工作。

以上未涉及之处，均适用现有技术。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，包括光纤连接头、准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件、第二合束组件、测温组件、成像组件和摄像组件，所述光纤连接头、准直组件和反射组件自上至下依次连接，所述第一合束组件连接在反射组件的左侧，所述聚焦组件连接在第一合束组件的下方，所述第二合束组件、成像组件和摄像组件自下至上依次连接在第一合束组件的上方，所述测温组件连接在第二合束组件的左侧，所述光纤连接头上设置光纤接口，所述光纤接口用以连接光纤；所述准直组件、反射组件、第一合束组件、聚焦组件依次组成激光传输光路；所述聚焦组件、第一合束组件、第二合束组件、成像组件依次组成成像光路；所述准直组件、反射组件、第一合束组件、第二合束组件依次组成测温红外线传输光路。

2.根据权利要求1所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述准直组件内自上而下依次间隔设置第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜和第四准直透镜，所述第一准直透镜和第二准直透镜对激光光束的X方向进行准直，所述第三准直透镜和第四准直透镜对激光光束的Y方向进行准直。

3.根据权利要求2所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜与光纤接口的距离可调。

4.根据权利要求2所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述反射组件内设置反射镜，所述反射镜设置在第四准直透镜的出光方向上。

5.根据权利要求4所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述第一合束组件内设置第一合束镜，所述第一合束镜设置在反射镜的出光方向上。

6.根据权利要求5所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述聚焦组件内自上而下依次间隔设置第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜，所述第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和第三透镜依次设置在第一合束镜的反射光的出光方向上。

7.根据权利要求6所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述第二合束组件内设置第二合束镜，所述第二合束镜设置在第一合束镜的折射光的出光方向上。

8.根据权利要求7所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述成像组件内自上而下依次间隔设置第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜，所述第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜设置在第二合束镜的透射光的出光方向上。

9.根据权利要求8所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，所述测温组件内设置用以测温的红外测温传感器，所述摄像组件内设置用于采集图像的CCD相机。

10.根据权利要求9所述的激光条形光斑可调焊接头，其特征在于，还包括保护组件，所述保护组件连接在聚焦组件的下方，所述保护组件内自上而下依次间隔设置第一保护镜和第二保护镜，所述第一保护镜和第二保护镜依次设置在第三聚焦透镜的出光方向上。

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