CN219113160U - 一种光斑可调的激光加工系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种光斑可调的激光加工系统，包括沿激光加工光路依次设置的激光器、准直镜组、聚焦镜组、第一合束镜、振镜和工作面，所述准直镜组包括第一准直镜和第二准直镜，所述第一准直镜与第二准直镜之间的距离可调；所述激光加工系统还包括控制器，所述激光器、振镜分别与控制器连接。本实用新型通过调节第一准直镜与第二准直镜之间距离，从而调节第二准直镜出射的光束直径，进而调节工作面上光斑的大小；可以在保持激光加工头与工作面之间的相对位置不变的前提下，根据加工需求来调节工作面上光斑的大小，从而适应特定的加工场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种光斑可调的激光加工系统。
背景技术
激光焊接头是通过汇聚激光能量对工件进行焊接的焊接设备，传统的激光焊接头由于准直镜与聚焦镜的焦距比恒定不变，所以最终焦点处的光斑大小也是恒定不变的。然而不同厚度及材质的工件对焦点光斑大小的需求是不一样的；目前一般是通过改变焊接头与工作面之间的距离来调节光斑的大小，在对于一些特定的焊接场景中，需要保持焊接头与工作面之间的相对位置不变，而需要工作面上的激光光斑大小在一定范围内可调，因此，对于这一类应用场景，传统的光斑大小调节方法不适用。
发明内容
本实用新型提出一种光斑可调的激光加工系统，解决了现有技术中传统的光斑大小调节方法不适用于特定场景的问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种光斑可调的激光加工系统，包括沿激光加工光路依次设置的激光器、准直镜组、聚焦镜组、第一合束镜、振镜和工作面，所述准直镜组包括第一准直镜和第二准直镜，所述第一准直镜与第二准直镜之间的距离可调；所述激光加工系统还包括控制器，所述激光器、振镜分别与控制器连接。
本实用新型通过调节第一准直镜与第二准直镜之间距离，从而调节第二准直镜出射的光束直径，进而调节工作面上光斑的大小；可以在保持激光加工头与工作面之间的相对位置不变的前提下，根据加工需求来调节工作面上光斑的大小，从而适应特定的加工场景。
作为本实用新型优选的方案，所述激光器和振镜位于第一合束镜的同侧，所述第一合束镜的另一侧设有第二合束镜，所述第二合束镜的一侧设有CCD相机，所述CCD相机的成像光路与激光加工光路同轴；所述振镜与工作面之间设有环形光源，用于辅助照明，所述CCD相机、环形光源分别与控制器连接；通过设置同轴的CCD成像光路，可以对工作面上的待加工工件进行实时监控以及辅助定位，提高激光加工的精度。
作为本实用新型优选的方案，所述激光加工系统还包括与控制器连接的红外测温仪，所述红外测温仪与CCD相机分别位于第二合束镜的两侧，所述红外测温仪的测温光路与CCD相机的成像光路同轴；通过设置同轴的红外测温光路，可以实时检测工作面上代加工工件的温度数据，并将检测到的温度数据传给控制器，控制器根据工件的温度调节激光器的输出功率，实现恒温加工，提高了激光加工效果。
作为本实用新型优选的方案，所述振镜与工作面之间还设有保护镜片，可防止激光器输出功率过大损坏工作面上的工件，起到保护作用。
有益效果
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型通过调节第一准直镜与第二准直镜之间距离，从而调节第二准直镜出射的光束直径，进而调节工作面上光斑的大小；可以在保持激光加工头与工作面之间的相对位置不变的前提下，根据加工需求来调节工作面上光斑的大小，从而适应特定的加工场景；
(2)本实用新型通过设置同轴的CCD成像光路，可以对工作面上的待加工工件进行实时监控以及辅助定位，提高激光加工的精度；
(3)本实用新型通过设置同轴的红外测温光路，可以实时检测工作面上代加工工件的温度数据，并将检测到的温度数据传给控制器，控制器根据工件的温度调节激光器的输出功率，实现恒温加工，提高了激光加工效果。
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获得其他的附图。
图1为本实用新型一种光斑可调的激光加工系统的光路结构示意图；
图2为本实用新型实施例中调节第一准直镜与第二准直镜距离的光路变化示意图；
图中：1、激光器；2、第一准直镜；3、第二准直镜；4、聚焦镜组；5、第一合束镜；6、振镜；7、工作面；8、第二合束镜；9、CCD相机；10、环形光源；11、红外测温仪；12、保护镜片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例对本实用新型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做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。
参照图1所示，本实施例提供了一种光斑可调的激光加工系统，包括沿激光加工光路依次设置的激光器1、准直镜组、聚焦镜组4、第一合束镜5、振镜6和工作面7，所述准直镜组包括第一准直镜2和第二准直镜3，所述第一准直镜2与第二准直镜3之间的距离可调；所述激光加工系统还包括控制器，所述激光器1、振镜6分别与控制器连接。
本实施例通过调节第一准直镜2与第二准直镜3之间距离(具体实施过程中，可分别将第一准直镜2和第二准直镜3安装在两个螺纹连接的镜筒内，通过旋转镜筒来调节两个准直镜之间的距离)，从而调节第二准直镜3出射的光束直径，进而调节工作面7上光斑的大小；可以在保持激光加工头与工作面7之间的相对位置不变的前提下，根据加工需求来调节工作面7上光斑的大小，从而适应特定的加工场景。
本实施例中，第一准直镜2对激光器1出射的激光束进行扩散，第二准直镜3对第一准直镜2出射的激光束进行聚合，最终输出平行光至聚焦镜组4进行聚焦；通过调节第一准直镜2和第二准直镜3之间的距离，可以调节第二准直镜3输出激光束的直径，距离越远，激光束直径越大，对应工作面7上的激光光斑越大。
作为本实施例优选的方案，所述激光器1和振镜6位于第一合束镜5的同侧，所述第一合束镜5的另一侧设有第二合束镜8，所述第二合束镜8的一侧设有CCD相机9，所述CCD相机9的成像光路与激光加工光路同轴；所述振镜6与工作面7之间设有环形光源10，用于辅助照明，所述CCD相机9、环形光源10分别与控制器连接；通过设置同轴的CCD成像光路，可以对工作面7上的待加工工件进行实时监控以及辅助定位，提高激光加工的精度。
作为本实施例优选的方案，所述激光加工系统还包括与控制器连接的红外测温仪11，所述红外测温仪11与CCD相机9分别位于第二合束镜8的两侧，所述红外测温仪11的测温光路与CCD相机9的成像光路同轴；通过设置同轴的红外测温光路，可以实时检测工作面7上代加工工件的温度数据，并将检测到的温度数据传给控制器，控制器根据工件的温度调节激光器1的输出功率，实现恒温加工，提高了激光加工效果。
作为本实施例优选的方案，所述振镜6与工作面7之间还设有保护镜片12，可防止激光器1输出功率过大损坏工作面7上的工件，起到保护作用。
本实施例激光加工系统的工作原理如下：
激光加工光路：激光器1发出的激光束首先经过第一准直镜2扩散后，再经第二准直镜3聚合输出平行光，再经过聚焦镜组4聚焦后，由第一合束镜5反射至振镜6进行光学调制，最后由振镜6输出调制后的激光束穿过保护镜片12对工作面7上的工件进行加工；当需要调节光斑大小时，可调节第二准直镜3与第一准直镜2之间的距离，当第一准直镜2与第二准直镜3之间的距离由d1调整为d2时，第二准直镜3输出的激光束的直径由L1变为L2，d1大于d2且L1大于L2，如图2所示；同时，工作面7上的光斑直径也会相应的改变。
CCD成像光路：环形光源10发出的光束经工作面7反射后依次经过保护镜片12、振镜6、第一合束镜5透射、第二合束镜8反射后被CCD相机9捕获，从而实现对工作面7上工件加工过程的实时监控以及辅助定位。
红外测温光路：工作面7上的工件经激光加工后温度升高，辐射出的红外光依次经过保护镜片12、振镜6、第一合束镜5透射、第二合束镜8透射后被红外测温仪11捕获，从而实时监测工作面7上工件的温度。本实施例中，第一合束镜5反射激光、透射照明光和红外光；所述第二合束镜8反射照明光、透射红外光。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (4)
1.一种光斑可调的激光加工系统，其特征在于，包括沿激光加工光路依次设置的激光器(1)、准直镜组、聚焦镜组(4)、第一合束镜(5)、振镜(6)和工作面(7)，所述准直镜组包括第一准直镜(2)和第二准直镜(3)，所述第一准直镜(2)与第二准直镜(3)之间的距离可调；所述激光加工系统还包括控制器，所述激光器(1)、振镜(6)分别与控制器连接。
2.如权利要求1所述的一种光斑可调的激光加工系统，其特征在于，所述激光器(1)和振镜(6)位于第一合束镜(5)的同侧，所述第一合束镜(5)的另一侧设有第二合束镜(8)，所述第二合束镜(8)的一侧设有CCD相机(9)，所述CCD相机(9)的成像光路与激光加工光路同轴；所述振镜(6)与工作面(7)之间设有环形光源(10)，所述CCD相机(9)、环形光源(10)分别与控制器连接。
3.如权利要求2所述的一种光斑可调的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工系统还包括与控制器连接的红外测温仪(11)，所述红外测温仪(11)与CCD相机(9)分别位于第二合束镜(8)的两侧，所述红外测温仪(11)的测温光路与CCD相机(9)的成像光路同轴。
4.如权利要求1所述的一种光斑可调的激光加工系统，其特征在于，所述振镜(6)与工作面(7)之间还设有保护镜片(12)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222814365.0U CN219113160U (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种光斑可调的激光加工系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN219113160U true CN219113160U (zh) | 2023-06-02 |
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ID=86525803
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222814365.0U Active CN219113160U (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种光斑可调的激光加工系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN219113160U (zh) |
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2022
- 2022-10-25 CN CN202222814365.0U patent/CN219113160U/zh active Active
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