CN217692074U - 激光输出头调试组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光输出头调试组件，用于调节激光输出头的石英柱在壳体内的位置，该组件包括夹具和束腰测量装置，夹具包含有第一夹持件、第二夹持件和调节件，第一夹持件通过调节件与第二夹持件连接，第一夹持件用于夹持固定与石英柱熔接的光纤，第二夹持件用于夹持固定壳体，沿光纤的长度方向，调节件用于驱动第一夹持件靠近或背离第二夹持件，第一夹持件带动石英柱在壳体内移动；束腰测量装置用于预设束腰位置和检测经石英柱射出的光束的实际束腰位置，根据实际束腰位置与预设束腰位置的关系，确定石英柱在壳体内的位置。具有方便操作、调试效率高和测试精度高的优点。

Description

激光输出头调试组件

技术领域

本申请属于激光器加工技术领域，尤其涉及激光输出头调试组件。

背景技术

激光输出头种类较多，包括QBH、LOC、LOE等，主要通过输出光纤熔接石英柱再加上壳体封装，实现对光纤光斑扩束输出，降低功率密度。为了保证激光器产品输出光束的一致性，需要对激光输出头光束束腰位置进行统一，现有技术中，在激光输出头组装过程中，由人工使用刻度尺测量石英柱漏出壳体的尺寸，来确定激光输出头输出光束的束腰位置，测量效率低，且测量结果存在误差，造成激光输出头的实际束腰位置偏离光路系统设定束腰位置，导致激光器输出能量不稳定，最终输出激光的焦点偏移，导致切割头或焊接头后的光束能力密度和光斑尺寸无法达到要求，影响切割或焊接效果。

实用新型内容

本申请实施例提供激光输出头调试组件，以解决现有的人工使用刻度尺测量石英柱漏出壳体的尺寸，来确定激光输出头输出光束的束腰位置，测量效率低、测量结果存在误差的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种激光输出头调试组件，用于调节激光输出头的石英柱在壳体内的位置，包括：

夹具，包含有第一夹持件、第二夹持件和调节件，所述第一夹持件通过所述调节件与所述第二夹持件连接，所述第一夹持件用于夹持固定与所述石英柱熔接的光纤，所述第二夹持件用于夹持固定所述壳体，沿所述光纤的长度方向，所述调节件用于驱动所述第一夹持件靠近或背离所述第二夹持件，所述第一夹持件带动所述石英柱在所述壳体内移动；

束腰测量装置，用于预设束腰位置和检测经所述石英柱射出的光束的实际束腰位置，根据所述实际束腰位置与所述预设束腰位置的关系，确定所述石英柱在所述壳体内的位置。

可选的，所述第一夹持件包括底座和盖板，所述底座与所述盖板铰接，所述底座与所述盖板夹持固定所述光纤，所述底座与所述第二夹持件通过所述调节件连接。

可选的，所述底座上设有磁铁，所述盖板为金属材质制作而成，所述磁铁吸附所述盖板盖合于所述底座上。

可选的，所述底座上设有安装槽，所述安装槽朝所述盖板一侧开口，所述安装槽沿所述光纤的长度方向延伸，所述安装槽用于安装所述光纤。

可选的，所述调节件包括旋转螺钉，所述旋转螺钉与所述底座固定连接，所述旋转螺钉沿所述光纤的长度方向延伸，所述旋转螺钉的一端与所述第二夹持件螺纹连接。

可选的，所述调节件还包括导杆，所述导杆沿所述光纤的长度方向延伸，所述导杆与所述底座固定连接，所述第二夹持件上设有与所述导杆配合的导孔，所述导杆伸入所述导孔内，并沿所述导孔滑动。

可选的，所述第二夹持件包括：

本体，设有容纳所述壳体的容纳腔和供所述光纤穿过的过孔，所述容纳腔与所述过孔连通；

至少两抵持部，与所述本体连接，所述抵持部径向设置，两所述抵持部相对设置，以抵持固定所述壳体。

可选的，所述束腰测量装置包括：

聚焦光路，位于所述石英柱的出光侧，用于对所述光束进行聚焦；

激光探测器，位于所述聚焦光路的出光侧，用于检测经所述聚焦光路聚焦后的光束的功率信息和/或光斑信息；

移动机构，所述激光探测器安装于所述移动机构上，所述移动机构用于驱动所述激光探测器向靠近或背离所述聚焦光路的出光侧移动。

可选的，所述束腰测量装置还包括控制系统，所述激光探测器和所述移动机构与所述控制系统信号连接，所述控制系统用于：

接收所述激光探测器实时检测到的所述光束的功率信息和/或光斑信息；

控制所述移动机构驱动所述激光探测器向靠近或背离所述聚焦光路的出光侧移动，并根据所述功率信息和/或所述光斑信息，确定所述光束的预设束腰位置，固定所述激光探测器在所述移动机构上的位置；

在所述调节件调节过程中，根据所述功率信息和/或所述光斑信息，确定所述光束的实际腰束位置。

可选的，所述移动机构包括：

电机；

丝杆副，所述丝杆副的丝杆与所述电机的输出端连接；

安装板，所述安装板安装于所述丝杆副的螺母上，所述激光探测器安装于所述安装板上。

本申请实施例提供的激光输出头调试组件，包含有夹具和束腰测量装置，夹具的第一夹持件夹持与石英柱熔接的光纤，夹具的第二夹持件夹持固定壳体，调节件连接第一夹持件和第二夹持件并驱动第一夹持件移动，并带动石英柱在壳体内移动，以调节石英柱在壳体内的位置，方便用户操作，束腰测量装置实时检测经石英柱射出的光束的实际束腰位置，根据实际束腰位置与预设束腰位置的关系，确定石英柱在壳体内的位置，测量效率高、精度高，再注胶固化，将石英柱固定在壳体内，完成激光输出头的组装，克服了现有的人工使用刻度尺测量石英柱漏出壳体的尺寸，来确定激光输出头输出光束的束腰位置，测量效率低、测量结果存在误差的问题，具有方便操作、调试效率高和测试精度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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，对本领域技术人员来说，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。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的激光输出头水平出光时激光输出头调试组件的侧视图。

图2为本申请实施例提供的激光输出头竖直出光时激光输出头调试组件的侧视图。

图3为本申请实施例提供的激光输出头调试组件中夹具的轴侧图。

图4为本申请实施例提供的激光输出头调试组件中夹具的侧视图。

图5为图4中A-A剖视图。

图6为图5中C处的局部放大图。

图7为图4中B-B剖视图。

图8为本申请实施例提供的激光输出头调试组件中移动机构的轴侧图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供激光输出头调试组件，以解决现有的人工使用刻度尺测量石英柱漏出壳体的尺寸，来确定激光输出头输出光束的束腰位置，测量效率低、测量结果存在误差的问题。以下将结合附图对进行说明。

激光输出头1包括石英柱11和壳体10，壳体10套设在石英柱11上，石英柱11的一端与光纤12的一端熔接，光纤12的另一端连接光源13，光源13可以为固体激光器或半导体激光器，光源13产生的光束通过光纤12传输，根据激光应用中的不同功率需求，光纤采用不同的纤芯直径，石英柱11在壳体10内的位置，决定了激光输出头发出的光束的束腰位置。

参见图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的激光输出头水平出光时激光输出头调试组件的侧视图，图3为本申请实施例提供的激光输出头调试组件中夹具的轴侧图。

本申请实施例提供一种激光输出头调试组件，用于调节激光输出头的石英柱11在壳体10内的位置，以获得所需的光束束腰位置，该组件包括夹具2和束腰测量装置3，其中，夹具2包含有第一夹持件20、第二夹持件21和调节件22，第一夹持件20通过调节件22与第二夹持件21连接，第一夹持件20用于夹持固定与石英柱11熔接的光纤，第二夹持件21用于夹持固定壳体10，沿光纤的长度方向，调节件22用于驱动第一夹持件20靠近或背离第二夹持件21，第一夹持件20带动石英柱11在壳体10内移动；束腰测量装置3用于预设束腰位置和测量经石英柱11射出的光束的实际束腰位置，根据实际束腰位置与预设束腰位置的关系，确定石英柱在壳体10内的位置。

可以理解的，先利用束腰测量装置3检测处标定激光输出头的束腰位置，并设置为预设束腰位置，待组装的激光输出头的组装过程中，调节件22调节第一夹持件20，束腰测量装置3实时检测石英柱11射出的光束的实际束腰位置，当实际束腰位置与预设束腰位置相同时，停止调节，石英柱11在壳体10内的位置确定，通过设置在壳体10上的注胶孔进行点胶固化作业，激光输出头1组装完成。在激光输出头1组装过程中，束腰测量装置3实时、精确、快速获得束腰位置，根据束腰位置调节夹具2，结构简单，操作方便，提高了激光输出头1的组装效率。

在一些实施方式中，参见图3所示，第一夹持件20包括底座200和盖板201，底座200与盖板201铰接，底座200与盖板201夹持固定光纤12，底座200与第二夹持件21通过调节件22连接。

可以理解的，上述底座200与第二夹持件21沿光纤12长度方向布置，底座200与第二夹持件21通过调节件22连接，调节件22调节底座200向靠近或背离第二夹持件21的方向移动，底座200相比第二夹持件21靠近光源13，盖板201通过连接轴与底座200的一侧边铰接，连接轴的轴线方向与光纤12的长度方向相同，盖板201为与底座200形状大小适配的薄板，盖板201压合于底座200上，盖板201与底座200相对面贴合，盖板201与底座200夹持固定光纤12，第一夹持件20的结构简单，方便夹持作业。

参见图4所示，图4为本申请实施例提供的激光输出头调试组件中夹具的侧视图。

在上述实施方式的基础上，底座200上设有磁铁202，盖板201为金属材质制作而成，磁铁202吸附盖板201盖合于底座200上。

可以理解的，能够实现上述底座200与盖板201夹持固定的结构较多，可采用螺栓固定，也可以弹性材料变形的恢复力，本申请实施例中，盖板201与底座200通过磁铁202产生的磁力吸附固定，底座200靠近盖板201的一侧设置凹槽，磁铁202嵌设于凹槽内，磁铁202的形状与凹槽的形状相同，为圆形或方向，磁铁202的表面与底座200朝向盖板201的一侧表面平齐，盖板201可贴合于底座200上，避免光纤12滑动，提高了光纤12的夹持稳固性。

参见图5和图6所示，图5为图4中A-A剖视图，图6为图5中C处的局部放大图。

在上述实施方式的基础上，底座200上设有安装槽203，安装槽203朝盖板201一侧开口，安装槽203沿光纤12的长度方向延伸，安装槽203用于安装光纤12。

上述安装槽203的截面形状为“V”字型，安装槽203的开口处的宽度与光纤12的直径相同，通过设置安装槽203进步增大了光纤12与底座200直径的摩擦力，避免第一夹持件20带动光纤12移动的过程中，光纤12滑动，提高了光纤12的夹持稳定性。

参见图4和图7所示，图7为图4中B-B剖视图。

在一些实施方式中，调节件22包括旋转螺钉220，旋转螺钉220与底座200固定连接，旋转螺钉220沿光纤12的长度方向延伸，旋转螺钉220的一端与第二夹持件21螺纹连接。

可以理解的，上述的旋转螺钉220连接底座200和第二夹持件21，旋转螺钉220沿光纤12的长度方向延伸，穿设底座200，旋转螺钉220与底座200固定连接，旋转螺钉220的一端与第二夹持件21螺纹连接，旋转螺钉220旋进第二夹持件21，底座200向靠近第二夹持件21的方向移动，旋转螺钉220旋出第二夹持件21，底座200向背离第二夹持件21的方向移动，调节件22的结构简单，方便调节操作。

在一些实施方式中，参见图4所示，调节件22还包括导杆221，导杆221沿光纤的长度方向延伸，导杆221与底座200固定连接，第二夹持件21上设有与导杆221配合的导孔，导杆221伸入导孔内，并沿导孔滑动。可以理解的，设置两导杆221，两导杆221分别位于旋转螺钉220的两侧，导杆221与底座200固定连接，导杆221伸入对应的导孔内，提高了底座200与第二夹持件21的连接强度，同时避免因旋转螺钉220旋进或旋出第二夹持件21，带动底座200旋转，损坏光纤12的情况发生。

在一些实施方式中，参见图4所示，第二夹持件21包括本体210和至少两抵持部213，本体210设有容纳壳体10的容纳腔211和供光纤穿过的过孔212，容纳腔211与过孔212连通；抵持部213与本体210连接，抵持部213径向设置，两抵持部213相对设置，以抵持固定壳体10。

参见图4所示，本体210包括两侧板2101、底板2102和顶板2103，两侧板2101与底板2102连接，两侧板2101和底板2102围合呈U型槽结构，壳体10从U型槽结构背离第一夹持件20的一端伸入，壳体10部分位于U型槽内，顶板2103封堵于底板2102和侧板2101背离壳体10的一端，底座200通过旋转螺钉220与顶板2103连接，顶板2103上开设有供光纤12穿过的过孔212，抵持部213为抵持螺钉，侧板2101上设置抵持螺钉，抵持螺钉沿垂直于光纤12长度的方向旋进或宣驰，两抵持螺钉位于U型槽内的端部抵持壳体10的外表面，适用不同直径的壳体10，方便操作，适用范围广。

在一些实施方式中，参见图1所示，束腰测量装置3包括：

聚焦光路30，位于石英柱11的出光侧，用于对光束进行聚焦；

激光探测器31，位于聚焦光路30的出光侧，用于检测经聚焦光路30聚焦后的光束的功率信息和/或光斑信息；

移动机构32，激光探测器31安装于移动机构32上，移动机构32用于驱动激光探测器31向靠近或背离聚焦光路30的出光侧移动。

在一些实施方式中，参见图8所示，移动机构32包括：

电机320；

丝杆副321，丝杆副321的丝杆与电机320的输出端连接，丝杆上设有螺母；

安装板323，安装板323安装于丝杆副321的螺母上，激光探测器31安装于安装板323上。

参见图1所述，上述的聚焦光路30包括第一透镜300和第二透镜301，第一透镜300位于石英柱11的出光侧，石英柱11射出的光束经第一透镜300后射出平行光，第二透镜301位于第一透镜300的出光侧和激光探测器31之间，第二透镜301与第一透镜300相对设置，平行光经第二透镜301后聚焦，射入激光探测器31。

参见图2所示，上述的聚焦光路30包括第一透镜300、反射镜302和第二透镜301，第一透镜300位于石英柱11的出光侧，石英柱11射出的光束经第一透镜300后射出平行光；反射镜302位于第一透镜300的出光侧，用于改变平行光的传输方向，将竖直传播方向转变为水平传播方向，也可以将水平传播方向转变为竖直传播方向；第二透镜301位于反射镜302的出光侧和激光探测器31之间，第二透镜301与反射镜302相对设置，第一透镜300与第二透镜301呈90°布置，平行光经第二透镜301后聚焦，射入激光探测器31。

可以理解的，当激光输出头1的壳体10、石英柱11、激光探测器31水平布置时，聚焦光路30可以只设置第一透镜300和第二透镜301，第一透镜300和第二透镜301沿水平方向间隔布置；当壳体10与石英柱11沿竖直方向出光，而激光探测器31水平布置接收水平方向的光束，聚焦光路30包括第一透镜300、第二透镜301和反射镜302，可根据实际情况，设置聚焦光路30，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中的激光探测器31可以为激光功率密度计或光电探测器，可以理解的，束腰测量装置3可以采用光束质量分析仪，光束质量分析仪的成本较高，采用本申请实施例中的束腰测量装置3结构简单，成本低。

在一些实施方式中，束腰测量装置3还包括控制系统，激光探测器31和移动机构32与控制系统信号连接，控制系统用于：

接收激光探测器31实时检测到的光束的功率信息和/或光斑信息；

控制移动机构32驱动激光探测器31向靠近或背离聚焦光路30的出光侧移动，并根据功率信息和/或光斑信息，确定光束的预设束腰位置，固定激光探测器31在移动机构32上的位置；

在调节件22调节过程中，根据功率信息和/或光斑信息，确定光束的实际腰束位置。

该装置还包括显示器，与控制系统连接，实时显示光束的功率信息和/或光斑信息，结果直观显示，方便用户观察。

采用上述的激光输出头调节组件的调试方法如下：

S1，测量标定激光输出头的束腰位置，作为预设束腰位置；

采用上述的束腰测量装置3进行测量，标定激光输出头输出的光束经第一透镜300扩束、第二透镜301聚焦射入激光探测器31，移动机构32移动激光探测器31，激光探测器31从经第二透镜301聚焦后的光束焦点的一侧移动至另一侧，在移动过程中，激光探测器31实时检测光束的功率信息和/或光斑信息，获得功率-位置曲线或光斑-位置曲线对应的横坐标为束腰位置，该束腰位置为预设束腰位置。

S2，固定激光探测器31在移动机构32上的位置，激光探测器31固定位置与预设束腰位置对应的横坐标位置相同；

S3，将待装配的激光输出头1安装于夹具2上，调节件22调节第一夹持件20向靠近或背离第二夹持件21的方向移动，石英柱11在壳体10内移动，直至激光探测器31检测到的功率与预设束腰位置上的功率相同；

S4，将壳体10与石英柱11通过胶水连接一体，完成激光输出头1的组装，将激光输出头1从夹具2上取下即可。

可以理解的，还可以采用上述的束腰测量装置3检测组装后的激光输出头1的束腰位置，验证实际束腰位置是否正确，上述的束腰测量装置3可以与夹具2组合使用，也可以单独作为束腰测量的设备使用，适用范围广。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，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一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例所提供的激光输出头调试组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。明书内容。

Claims (10)

1.一种激光输出头调试组件，用于调节激光输出头的石英柱在壳体内的位置，其特征在于，包括：

夹具，包含有第一夹持件、第二夹持件和调节件，所述第一夹持件通过所述调节件与所述第二夹持件连接，所述第一夹持件用于夹持固定与所述石英柱熔接的光纤，所述第二夹持件用于夹持固定所述壳体，沿所述光纤的长度方向，所述调节件用于驱动所述第一夹持件靠近或背离所述第二夹持件，所述第一夹持件带动所述石英柱在所述壳体内移动；

束腰测量装置，用于预设束腰位置和检测经所述石英柱射出的光束的实际束腰位置，根据所述实际束腰位置与所述预设束腰位置的关系，确定所述石英柱在所述壳体内的位置。

2.根据权利要求1所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述第一夹持件包括底座和盖板，所述底座与所述盖板铰接，所述底座与所述盖板夹持固定所述光纤，所述底座与所述第二夹持件通过所述调节件连接。

3.根据权利要求2所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述底座上设有磁铁，所述盖板为金属材质制作而成，所述磁铁吸附所述盖板盖合于所述底座上。

4.根据权利要求2所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述底座上设有安装槽，所述安装槽朝所述盖板一侧开口，所述安装槽沿所述光纤的长度方向延伸，所述安装槽用于安装所述光纤。

5.根据权利要求2所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述调节件包括旋转螺钉，所述旋转螺钉与所述底座固定连接，所述旋转螺钉沿所述光纤的长度方向延伸，所述旋转螺钉的一端与所述第二夹持件螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述调节件还包括导杆，所述导杆沿所述光纤的长度方向延伸，所述导杆与所述底座固定连接，所述第二夹持件上设有与所述导杆配合的导孔，所述导杆伸入所述导孔内，并沿所述导孔滑动。

7.根据权利要求1所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述第二夹持件包括：

本体，设有容纳所述壳体的容纳腔和供所述光纤穿过的过孔，所述容纳腔与所述过孔连通；

至少两抵持部，与所述本体连接，所述抵持部径向设置，两所述抵持部相对设置，以抵持固定所述壳体。

8.根据权利要求1所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述束腰测量装置包括：

聚焦光路，位于所述石英柱的出光侧，用于对所述光束进行聚焦；

激光探测器，位于所述聚焦光路的出光侧，用于检测经所述聚焦光路聚焦后的光束的功率信息和/或光斑信息；

移动机构，所述激光探测器安装于所述移动机构上，所述移动机构用于驱动所述激光探测器向靠近或背离所述聚焦光路的出光侧移动。

9.根据权利要求8所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述束腰测量装置还包括控制系统，所述激光探测器和所述移动机构与所述控制系统信号连接，所述控制系统用于：

接收所述激光探测器实时检测到的所述光束的功率信息和/或光斑信息；

控制所述移动机构驱动所述激光探测器向靠近或背离所述聚焦光路的出光侧移动，并根据所述功率信息和/或所述光斑信息，确定所述光束的预设束腰位置，固定所述激光探测器在所述移动机构上的位置；

在所述调节件调节过程中，根据所述功率信息和/或所述光斑信息，确定所述光束的实际腰束位置。

10.根据权利要求8所述的一种激光输出头调试组件，其特征在于，所述移动机构包括：

电机；

丝杆副，所述丝杆副的丝杆与所述电机的输出端连接；

安装板，所述安装板安装于所述丝杆副的螺母上，所述激光探测器安装于所述安装板上。

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