CN217412801U - 激光加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光加工系统，包括分光组件、至少两个光闸以及至少两组能量调节组件。分光组件用于对激光进行分光处理，以形成至少两条相互平行的光束；至少两个光闸设置于所述分光组件的下游，且每一所述光闸对应一所述光束，以控制所述光束的通断；每一所述能量调节组件设置于对应的一所述光闸的下游，用于调节所述光束的能量。通过设置上述的激光加工系统，激光通过分光组件的分光处理后形成至少两条光束，每一条光束均可通过对应的光闸单独控制通断，而且每一条光束均可通过能量调节组件单独调节能量，使得多条光束互不干扰，实现独立加工。

Description

激光加工系统

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种激光加工系统。

背景技术

目前激光分光加工设备中，通常采用一个激光器经过分光后形成多束激光，然后通过多束激光对工件进行加工。但是分光后的多束激光只能实现同步加工，不能独立控制每束激光，从而无法实现独立加工。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的激光分光加工设备不能独立控制每束激光，从而无法实现独立加工的问题，提供一种能够每一束激光能够独立加工的激光加工系统。

一种激光加工系统，包括：

分光组件，用于对激光进行分光处理，以形成至少两条相互平行的光束；

至少两个光闸，设置于所述分光组件的下游，且每一所述光闸对应一所述光束，以控制所述光束的通断；及

至少两组能量调节组件，每一所述能量调节组件设置于对应的一所述光闸的下游，用于调节所述光束的能量。

通过设置上述的激光加工系统，激光通过分光组件的分光处理后形成至少两条光束，每一条光束均可通过对应的光闸单独控制通断，而且每一条光束均可通过能量调节组件单独调节能量，使得多条光束互不干扰，实现独立加工。

在其中一个实施例中，所述分光组件包括第一分光模组及两组第二分光模组，所述第一分光模组用于对激光进行分光处理，以形成两条子激光，两组所述第二分光模组设置于所述第一分光模组的下游，用于分别对两条所述子激光进行分光处理，以形成四条所述光束。

在其中一个实施例中，每一所述光闸均包括隔断驱动件及隔断件，所述隔断驱动件与所述隔断件传动连接，以驱动所述隔断件转动，所述隔断件转动的过程中具有导通位置和隔断位置；

当所述隔断件位于所述导通位置时，所述隔断件与所述光束错开，以使所述光束射入所述能量调节组件；

当所述隔断件位于所述隔断位置时，所述隔断件至少部分位于所述光束的路径上，以隔断射入所述能量调节组件的光束。

在其中一个实施例中，所述激光加工系统还包括吸光件，所述吸光件可接收所述光束；

当所述隔断件位于所述隔断位置时，所述隔断件可将所述光束反射至所述吸光件。

在其中一个实施例中，每一所述能量调节组件均包括能量调节驱动件及调节拨片，所述能量调节驱动件与所述调节拨片传动连接，所述光束可穿过所述调节拨片，且所述调节拨片在所述能量调节驱动件的作用下转动并改变与所述光束之间的夹角，以调节所述光束的能量。

在其中一个实施例中，所述激光加工系统还包括间距调节组件，所述间距调节组件设置于所述能量调节组件的下游，用于调节相邻的两条所述光束之间的间距。

在其中一个实施例中，所述间距调节组件包括第一固定反射件、第二固定反射件、活动反射件及间距调节驱动件，所述第一固定反射件设置于所述能量调节组件的下游，用于接收沿第一方向传播的所述光束并将所述光束沿第二方向反射出去，所述第二固定反射件和所述活动反射件均设置于所述第一固定反射件的下游，用于接收沿所述第二方向传播的所述光束并将所述光束沿第三方向反射出去，所述间距调节驱动件与所述活动反射件传动连接，以驱动所述活动反射件沿所述第二方向往复移动。

在其中一个实施例中，所述间距调节组件包括固定反射件、间距调节驱动件及活动反射件，所述固定反射件和所述活动反射件均设置于所述能量调节组件的下游，且所述固定反射件和所述活动反射件均用于接收沿第四方向传播的光束并将所述光束沿第五方向反射出去，所述间距调节驱动件与所述活动反射件传动连接，以驱动所述活动反射件沿所述第四方向往复移动。

在其中一个实施例中，所述激光加工系统还包括检测件，所述检测件设置于所述能量调节组件的下游，用于检测射向工件的所述光束的位置。

在其中一个实施例中，所述激光加工系统还包括第一导向组件及第二导向组件，所述第一导向组件设置于所述分光组件的上游，用于引导激光射入所述分光组件，所述第二导向组件设置于所述能量调节组件的下游，用于引导所述光束射向工件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的激光加工系统的结构示意图；

图2为图1所示的激光加工系统中部分构件的结构示意图；

图3为图1所示的激光加工系统中光闸的结构示意图；

图4为图1所示的激光加工系统中另一部分构件的结构示意图；

图5为图4所示的另一部分构件的后视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1及图2所示，本实用新型一实施例提供的激光加工系统100，包括分光组件10、至少两个光闸20以及至少两组能量调节组件30。

分光组件10用于对激光进行分光处理，以形成至少两条相互平行的光束200。

至少两个光闸20设置于分光组件10的下游，且每一光闸20对应一光束200，以控制光束200的通断，每一能量调节组件30设置于对应的一光闸20的下游，用于调节光束200的能量。

通过设置上述的激光加工系统，激光通过分光组件10的分光处理后形成至少两条光束200，每一条光束200均可通过对应的光闸20单独控制通断，而且每一条光束200均可通过能量调节组件30单独调节能量，使得多条光束200互不干扰，实现独立加工。

需要解释的是，光闸20控制光束200的通断是指：光闸20可以使得光束200通过以进入能量调节组件30，或者隔断光束200，以使得光束200无法进入能量调节组件30。

在一些实施例中，激光加工系统还包括第一安装座41，分光组件10、至少两个光闸20以及至少两组能量调节组件30均设置于第一安装座41。

在一些实施例中，激光加工系统还包括光纤头42，光纤头42连接于第一安装座41，且位于分光组件10的上游，用于引导激光器产生的激光射入分光组件10。

在一些实施例中，激光加工系统还包括第一导向组件51，第一导向组件51设置于第一安装座41，且位于分光组件10的上游，用于引导激光射入分光组件10。

如图2所示，第一导向组件51设置于光纤头42与分光组件10之间，用于引导光纤头42射出的激光进入分光组件10中。

在一些实施例中，激光加工系统还包括能量检测器61，能量检测器61设置于第一安装座41，用于检测光纤头42射入第一导向组件51的激光的能量。

在一些实施例中，分光组件10包括第一分光模组11及两组第二分光模组12，第一分光模组11用于对激光进行分光处理，以形成两条子激光，两组第二分光模组12设置于第一分光模组11的下游，用于分别对两条子激光进行分光处理，以形成四条光束200。

可以理解的是，第一分光模组11和第二分光模组12中均包括分光镜，以对激光进行分光处理。同时，请参阅图2中左侧的分光组件10，第一分光膜组件接收第一导向组件51中射出的激光，对激光进行分光处理后形成朝右以及朝下射出的两条子激光，两条子激光分别射入两个第二分光模组12，并且通过两个第二分光模组12进行分光处理，以形成四条光束200。

另外，本实施例通过设置两级的分光处理，将一条激光分光形成四条光束200，而其他实施例中，也可以设置一级或者更多的分光，形成两条或者更多的光束200，在此不作限制。

实际应用中，第二分光模组12还包括反射镜，反射镜设置于分光镜的下游，用于反射分光镜射出的光束200，以使得分光镜射出的两条光束200平行。如图2所示，第二分光模组12中的分光镜对子激光分光处理后形成的两条光束200相处垂直，而反射镜对图中左右方向传播的光束200进行反射，使得该光束200转向成为沿竖直方向传播的光束200。

请参阅图3，在一些实施例中，每一光闸20均包括隔断驱动件21及隔断件22，隔断驱动件21与隔断件22传动连接，以驱动隔断件22转动，隔断件22转动的过程中具有导通位置和隔断位置。

当隔断件22位于导通位置时，隔断件22与光束200错开，以使光束200射入能量调节组件30；当隔断件22位于隔断位置时，隔断件22至少部分位于光束200的路径上，以隔断射入能量调节组件30的光束200。

实际应用中，隔断驱动件21为电机。

请参阅图2，在一些实施例中，激光加工系统还包括吸光件70，吸光件70可接收光束200。

当隔断件22位于隔断位置时，隔断件22可将光束200反射至吸光件70。

需要说明的是，本实施例中，隔断件22为可以反射光束200的镜片，以在位于隔断位置时，将光束200反射至吸光件70，使得吸光件70将光束200的能量吸收，而不会使得该光束200干扰其他的光束200。

当然，在其他实施例中，隔断件22自身也可以由吸光材料制成，从而在隔断件22位于隔断位置时，光束200直接被隔断件22吸收，也可以避免该光束200干扰其他光束200。

在一些实施例中，每一能量调节组件30均包括能量调节驱动件及调节拨片，能量调节驱动件与调节拨片传动连接，光束200可穿过调节拨片，且调节拨片在能量调节驱动件的作用下转动并改变与光束200之间的夹角，以调节光束200的能量。

需要解释的是，调节拨片与光束200之间的夹角发生改变时，可改变光束200在调节拨片中的透过率，从而实现改变穿过调节拨片后的光束200的能量。

另外，结合图2可知，能量检测器61获取激光的能量值后，激光经过分光组件10的分光处理后形成四条光束200，即使光线传播过程中存在损耗，但仍可以计算出每一光束200的能量值，四条光束200的能量值相同，但低于激光的能量值的四分之一。在确定每一光束200的能量值后，可通过调整调节拨片与光束200之间的夹角，对穿过调节拨片的光束200的能量进行调整，从而得到能量值满足要求的光束200。

在一些实施例中，激光加工系统还包括第二导向组件52，第二导向组件52设置于能量调节组件30的下游，用于引导光束200射向工件。

需要说明的是，在实际加工过程中，受空间限制，经过能量调节组件30进行能量调节过的光束200无法直接射向工件对工件进行加工，为了方便加工，如图1所示，设置第二导向组件52，引导水平方向传播的光束200变为沿竖直方向传播的光束200，从而对下方的工件进行加工。

另外，第一导向组件51和第二导向组件52的作用下同，故结构也可以相同，可均采用具有反射作用的镜片对光线进行反射，通过调整镜片与光线之间的夹角，实现对光线传播方向的调整。

请参阅图4及图5，在一些实施例中，激光加工系统还包括检测件62，检测件62设置于能量调节组件30的下游，用于检测射向工件的光束200的位置，即检测光束200在工件上的位置，实时检测加工的效果以及检测光束200的直线度。

需要解释的是，在该激光加工系统用于对工件划线时，检测件62可检测划线的质量以及光束200的直线度，从而实现随切及检的功能。另外，检测件62在检测光束200的位置的同时，不会干扰光束200的传播，即检测件62与光束200之间相错开。

实际应用中，检测件62为线扫相机，线扫相机用于检测其中一条光束200的位置，而其他光束200与该光束200是相互平行的，故可以根据该光束200的位置信息计算出其他光束200的位置信息。

在一些实施例中，激光加工系统还包括透镜63，透镜63设置于检测件62的下游，用于使得检测件62检测视野更加清晰，确保检测件62清楚地检测到光束200的位置。

需要解释的是，检测件62为线扫相机，透镜63的作用相当于线扫相机的一个镜头，以使线扫相机的检测视野更加清晰。其中，线扫相机的检测视野如图4中的阴影部分A所示。

在一些实施例中，激光加工系统还包括间距调节组件80，间距调节组件80设置于能量调节组件30的下游，用于调节相邻的两条光束200之间的间距，从而使得该激光加工系统能够应用于不同工件的加工，或者适用于不同的需求，提高了通用性。

实际应用中，激光加工系统还包括第二安装座43，第二安装座43位于第一安装座41的下游，检测件62及间距调节组件80均设置于第二安装座43。

在一些实施例中，间距调节组件80包括第一固定反射件81、第二固定反射件82、活动反射件83及间距调节驱动件84，第一固定反射件81设置于能量调节组件30的下游，用于接收沿第一方向传播的光束200并将光束200沿第二方向反射出去，第二固定反射件82和活动反射件83均设置于第一固定反射件81的下游，用于接收沿第二方向传播的光束200并将光束200沿第三方向反射出去，间距调节驱动件84与活动反射件83传动连接，以驱动活动反射件83沿第二方向往复移动。

需要说明的是，第一方向与第二方向相异，第二方向与第三相异，且优选的，第一方向与第二方向垂直，第三方向可以与第一方向相同，也可以与第一方向相异。

当第一方向与第三方向相同时，第一方向和第三方向均为图4中的上下方向，第二方向为图4中的左右方向，此时间距调节组件80不会改变光束200的传播方向。因此，本实施例中，间距调节组件80设置于第二导向组件52的下游。

而当第一方向与第三方向相异时，可以不设置第二导向组件52，直接通过间距调节组件80改变光束200的传播方向，并且同时调节光束200之间的间距。

需要说明的是，本实施例中，当光束200为四条时，四条光束200可通过一个第一固定反射件81进行反射，也可以是如本实施例中，每一条光束200均通过一个第一固定反射件81进行发射。

第二固定反射件82的数量为一个，即四条光束200中有一条光束200的位置固定，可通过检测件62检测该光束200的位置，从而确定其他光束200的位置信息。

另外，活动反射件83的数量为三个，第二固定反射件82与三个活动反射件83对应四条光束200设置，从而实现调整四条光束200之间的间距。

可以理解的是，在光束200的数量更多时，可以设置更多的第一固定反射件81以及更多的活动反射件83。

在一些实施例中，间距调节驱动件84包括驱动电机以及丝杠模组，驱动电机、丝杠模组以及活动反射件83均设置于第二安装座43，且活动反射件83沿第二方向可往复移动，驱动电机通过丝杠模组与活动反射件83传动连接。

在另一些实施例中，间距调节组件80包括固定反射件、间距调节驱动件84及活动反射件83，固定反射件和活动反射件83均设置于能量调节组件30的下游，且固定反射件和活动反射件83均用于接收沿第四方向传播的光束200并将光束200沿第五方向反射出去，间距调节驱动件84与活动反射件83传动连接，以驱动活动反射件83沿第一方向往复移动。

在本实施例中，第四方向与第五方向相异，因此本实施例中，间距调节组件80既会改变光束200的传播方向，也能够调节光束200之间的间距。

另外，本实施例中，间距调节驱动件84的结构相同，在此不作赘述。

可以理解的是，上述实施例中，反射件(第一固定反射件81、第二固定反射件82、固定反射件及活动反射件83)均为具有反射作用的镜片。

在图示实施例中，光纤头42的数量为两个，即射入两条激光，对应第一导向组件51、分光组件10以及第二导向组件52的数量均为两组，能量检测器61的数量为两个，而光闸20的数量以及能量调节组件30的数量根据光束200数量确定。

例如本实施例中，两组分光组件10将两条激光分光成八条光束200，对应光闸20和能量调节组件30的数量为八个，吸光件70的数量为一个，而间距调节组件80中，第一固定反射件81的数量为八个，活动反射件83的数量为七个。

基于上述实施例中的激光加工系统，本实用新型还提供一种激光加工方法，包括步骤：

S110，通过分光组件10对激光进行分光处理，以形成至少两条光束200。

S120，通过对应的光闸20单独控制每一光束200的通断。

S130，通过对应的能量调节组件30单独调节每一光束200的能量。

通过设置上述的激光加工方法，激光通过分光组件10的分光处理后形成至少两条光束200，每一条光束200均可通过对应的光闸20单独控制通断，而且每一条光束200均可通过能量调节组件30单独调节能量，使得多条光束200互不干扰，实现独立加工。

在一些实施例中，激光加工方法还包括步骤：

S140，通过间距调节组件80调节相邻的两条光束200之间的间距。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光加工系统，其特征在于，包括：

分光组件，用于对激光进行分光处理，以形成至少两条相互平行的光束；

至少两个光闸，设置于所述分光组件的下游，且每一所述光闸对应一所述光束，以控制所述光束的通断；及

至少两组能量调节组件，每一所述能量调节组件设置于对应的一所述光闸的下游，用于调节所述光束的能量。

2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述分光组件包括第一分光模组及两组第二分光模组，所述第一分光模组用于对激光进行分光处理，以形成两条子激光，两组所述第二分光模组设置于所述第一分光模组的下游，用于分别对两条所述子激光进行分光处理，以形成四条所述光束。

3.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，每一所述光闸均包括隔断驱动件及隔断件，所述隔断驱动件与所述隔断件传动连接，以驱动所述隔断件转动，所述隔断件转动的过程中具有导通位置和隔断位置；

当所述隔断件位于所述导通位置时，所述隔断件与所述光束错开，以使所述光束射入所述能量调节组件；

当所述隔断件位于所述隔断位置时，所述隔断件至少部分位于所述光束的路径上，以隔断射入所述能量调节组件的光束。

4.根据权利要求3所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工系统还包括吸光件，所述吸光件可接收所述光束；

当所述隔断件位于所述隔断位置时，所述隔断件可将所述光束反射至所述吸光件。

5.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，每一所述能量调节组件均包括能量调节驱动件及调节拨片，所述能量调节驱动件与所述调节拨片传动连接，所述光束可穿过所述调节拨片，且所述调节拨片在所述能量调节驱动件的作用下转动并改变与所述光束之间的夹角，以调节所述光束的能量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工系统还包括间距调节组件，所述间距调节组件设置于所述能量调节组件的下游，用于调节相邻的两条所述光束之间的间距。

7.根据权利要求6所述的激光加工系统，其特征在于，所述间距调节组件包括第一固定反射件、第二固定反射件、活动反射件及间距调节驱动件，所述第一固定反射件设置于所述能量调节组件的下游，用于接收沿第一方向传播的所述光束并将所述光束沿第二方向反射出去，所述第二固定反射件和所述活动反射件均设置于所述第一固定反射件的下游，用于接收沿所述第二方向传播的所述光束并将所述光束沿第三方向反射出去，所述间距调节驱动件与所述活动反射件传动连接，以驱动所述活动反射件沿所述第二方向往复移动。

8.根据权利要求6所述的激光加工系统，其特征在于，所述间距调节组件包括固定反射件、间距调节驱动件及活动反射件，所述固定反射件和所述活动反射件均设置于所述能量调节组件的下游，且所述固定反射件和所述活动反射件均用于接收沿第四方向传播的光束并将所述光束沿第五方向反射出去，所述间距调节驱动件与所述活动反射件传动连接，以驱动所述活动反射件沿所述第四方向往复移动。

9.根据权利要求1-5任一项所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工系统还包括检测件，所述检测件设置于所述能量调节组件的下游，用于检测射向工件的所述光束的位置。

10.根据权利要求1-5任一项所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工系统还包括第一导向组件及第二导向组件，所述第一导向组件设置于所述分光组件的上游，用于引导激光射入所述分光组件，所述第二导向组件设置于所述能量调节组件的下游，用于引导所述光束射向工件。

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