CN219402788U - 一种组合式高功率激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种组合式高功率激光加工装置，包括安装架、激光发生器、振镜、聚焦镜和聚光底座；每个第一安装板均安装有至少一个激光发生器，每个第二安装板的上方均安装有至少一个振镜，每个第二安装板的下方均安装有至少一个聚焦镜，每个第二安装板均开设有用于穿设对应振镜反射光的过光孔，振镜分别与激光发生器、聚焦镜一一对应设置，且多个激光发生器射出的光束经与其对应的振镜调整方向后再经对应的聚焦镜聚焦后投射于同一点处，聚光底座设于所有聚焦镜的投射聚光点处。本申请的组合式高功率激光加工装置，通过采用多束激光汇聚在一处形成高功率激光束，可解决现有高功率激光加工装置中元器件损伤的问题。

Description

一种组合式高功率激光加工装置

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，具体涉及一种组合式高功率激光加工装置。

背景技术

激光加工已经在科学研究、国防、医疗等领域广泛应用，随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深入，将具有更广阔的应用前景。随着船舶、核电等领域的快速发展，对中厚钢板的焊接提出了更高的要求，对于中厚钢板的焊接，需要在几千瓦甚至上万瓦的激光光束下进行焊接；在汽车、航空航天等领域高功率激光焊接也得到了广泛应用；另外，在船舶锈层的清洗、飞机表面漆层的去除等激光清洗应用中，也需要高功率激光才能实现高效维护。

在几千瓦甚至上万瓦的高功率激光加工装置中，一些光学元器件，比如振镜等只能承受1000-2000瓦的功率，随着激光功率增加，超过振镜等元器件的损伤阈值，从而使元器件损坏，进而导致单束激光加工的实际可用功率范围小，因此，亟需一种使用功率高、安全性高的激光加工装置。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出一种组合式高功率激光加工装置，通过采用多束激光汇聚在一处形成高功率激光束，以解决现有高功率激光加工装置中元器件损伤的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种组合式高功率激光加工装置，包括安装架、激光发生器、振镜、聚焦镜和聚光底座；

所述安装架包括支撑底座、第一侧立板和第二侧立板，所述第一侧立板和第二侧立板相对固设于支撑底座上，所述第一侧立板和第二侧立板相对的侧壁分别设有多个第一安装板和多个第二安装板；

每个第一安装板均安装有至少一个激光发生器，每个第二安装板的上方均安装有至少一个振镜，每个第二安装板的下方均安装有至少一个聚焦镜，每个第二安装板均开设有用于穿设对应振镜反射光的过光孔，所述振镜分别与激光发生器、聚焦镜一一对应设置，且多个激光发生器射出的光束经与其对应的振镜调整方向后再经对应的聚焦镜聚焦后投射于同一点处，所述聚光底座设于所有聚焦镜的投射聚光点处。

为更好的实现上述技术方案，可选的，所有振镜在聚光底座的投影点均分布在以投影点为圆心的同心圆上。

可选的，多个第一安装板中的部分上下间隔设置，多个第二安装板中的部分上下间隔设置且与相对应的第二安装板处于同一平面。

可选的，每个激光发生器均设置有水平调节装置，所述水平调节装置包括伺服电机、螺杆、滑轨和滑块，所述伺服电机的输出端驱动连接有螺杆，所述滑轨为两条且固设于螺杆的两侧，所述滑块滑动设于滑轨的长度方向上，且滑块与螺杆转动配合。

可选的，两条滑轨靠近伺服电机的端部之间固设有第一限位端帽，所述第一限位端帽设有螺杆过孔，两条滑轨远离伺服电机的端部之间固设有第二限位端帽，所述第二限位端帽内固设有与螺杆端部转动配合的螺杆座。

可选的，所述激光发生器包括高功率连续激光器、高功率纳秒激光器、高功率皮秒激光器和高功率飞秒激光器中的任意一种。

可选的，所述激光发生器输出的功率为1000W-2000W。

可选的，所述激光发生器为五个，相对应的振镜和聚焦镜也为五个。

可选的，每个所述振镜均外镀有与相应激光发生器波长相适配的高透膜。

本申请的有益效果：

本申请的组合式高功率激光加工装置，多个激光发生器发出的光束通过对应的振镜调节光束方向后、再经对应的聚焦镜聚焦汇聚在聚光点处，形成高功率激光束，由于该高功率激光束的功率由多束激光叠加而成，单个激光束的功率较低，因此可避免激光功率超过振镜的损伤阈值而导致振镜被损坏的问题。

本申请的组合式高功率激光加工装置，多个激光发生器发出的光束通过对应的振镜调节光束方向后、再经对应的聚焦镜聚焦汇聚在聚光点处，形成高功率激光束，能够适应多种材料的激光加工，具有多样工艺选择性，能减少因工艺切换造成加工效果的不稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例一种组合式高功率激光加工装置的结构示意图；

图2是图1中激光发生器、振镜、聚焦镜以及聚光底座的立体示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图1中水平调节装置的俯视图；

支撑底座11、第一侧立板12、第二侧立板13、上盖板14、第一安装板15、第二安装板16；

激光发生器21、振镜22、聚焦镜23；

聚光底座30；

水平调节装置40、伺服电机41、螺杆42、滑轨43、滑块44、第一限位端帽45、第二限位端帽46。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

请参阅图1至图4，本实施例公开一种组合式高功率激光加工装置，包括安装架、激光发生器21、振镜22、聚焦镜23和聚光底座30。

其中，安装架包括支撑底座11、第一侧立板12和第二侧立板13，所述第一侧立板12和第二侧立板13相对固设于支撑底座11上，所述第一侧立板12和第二侧立板13相对的侧壁分别设有多个第一安装板15和多个第二安装板16；

在本申请一个可选的实施例中，安装架还包括上盖板14，所述上盖板14的两端分别与第一侧立板12的上端和第二侧立板13的上端固接，使上盖板14、第一侧立板12、第二侧立板13以及支撑底座11形成竖截面为长方形的安装架。

如图1所示，每个第一安装板15均安装有至少一个激光发生器21，每个第二安装板16的上方均安装有至少一个振镜22，每个第二安装板16的下方均安装有至少一个聚焦镜23，每个第二安装板16均开设有用于穿设对应振镜22反射光的过光孔，所述振镜22分别与激光发生器21、聚焦镜23一一对应设置，且多个激光发生器21射出的光束经与其对应的振镜22调整方向后再经对应的聚焦镜23聚焦后投射于同一点处，所述聚光底座30设于所有聚焦镜23的投射聚光点处。

本实施例的一种组合式高功率激光加工装置，多个激光发生器21发出的光束通过对应的振镜22调节光束方向后，再经对应的聚焦镜23聚焦汇聚在聚光点处，形成高功率激光束，由于该高功率激光束的功率由多束激光叠加而成，单个激光束的功率较低，因此可避免激光功率超过振镜22的损伤阈值而导致振镜22被损坏的问题。

本实施例的一种组合式高功率激光加工装置，多个激光发生器21发出的光束通过对应的振镜22调节光束方向后，再经对应的聚焦镜23聚焦汇聚在聚光点处，形成高功率激光束，能够适应多种材料的激光加工，具有多样工艺选择性，能减少因工艺切换造成加工效果的不稳定性。

在本申请一个可选的实施例中，所有振镜22在聚光底座30的投影点均分布在以投影点为圆心的同心圆上，采用该方式安装振镜22可使振镜22布置的更加整齐美观。

在本申请一个可选的实施例中，多个第一安装板15中的部分上下间隔设置，多个第二安装板16中的部分上下间隔设置且与相对应的第二安装板16处于同一平面，通过上下安装的激光发生器21、振镜22和聚焦镜23，可避免激光发生器21集中在同一平面而占用较多的空间。

在本申请一个可选的实施例中，所述激光发生器21为五个，相对应的振镜22和聚焦镜23也为五个，单个激光发生器21输出的功率为1000W-2000W，每个激光发生器21发出的波长可以相同，也可以不同，所述激光发生器21包括高功率连续激光器、高功率纳秒激光器、高功率皮秒激光器和高功率飞秒激光器中的任意一种，每个振镜22均外镀有与相应激光发生器21波长相适配的高透膜，设置高透膜有助于增加振镜22的透光性。

如图4所述，每个激光发生器21均设置有水平调节装置40，所述水平调节装置40包括伺服电机41、螺杆42、滑轨43和滑块44，所述伺服电机41的输出端驱动连接有螺杆42，所述滑轨43为两条且固设于螺杆42的两侧，所述滑块44滑动设于滑轨43的长度方向上，且滑块44与螺杆42转动配合。两条滑轨43靠近伺服电机41的端部之间固设有第一限位端帽45，所述第一限位端帽45设有螺杆过孔，两条滑轨43远离伺服电机41的端部之间固设有第二限位端帽46，所述第二限位端帽46内固设有与螺杆42端部转动配合的螺杆座。

在使用过程中，伺服电机41驱动螺杆42旋转，由于滑块44与螺杆42转动配合，而滑块44只能沿滑轨43长度方向移动，使得螺杆42在旋转过程中驱动滑块44沿滑轨43长度方向移动，进而带动激光发生器21移动，因此通过设置水平调节装置40能够调节激光发生器21与振镜22之间的距离，同时基于对振镜22的调节，让各束激光在空间内聚光底座30的任意位置均能聚焦在一起，从而实现根据被加工件的规格调节振镜22的方位和激光发生器21的位置，进而大大提高激光加工装置的加工效果。

本实施例的一种组合式高功率激光加工装置，每个激光发生器21发出的激光束至相对应的振镜22上，振镜22用于调整激光方向并射向对应的聚焦镜23，经对应的聚焦镜23聚焦后使激光射向聚光底座30，从多个聚焦镜23聚焦的多束激光均汇聚至聚光底座30，从而实现多束激光汇聚使激光可用功率提升。

以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变形也属于本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，包括安装架、激光发生器(21)、振镜(22)、聚焦镜(23)和聚光底座(30)；

所述安装架包括支撑底座(11)、第一侧立板(12)和第二侧立板(13)，所述第一侧立板(12)和第二侧立板(13)相对固设于支撑底座(11)上，所述第一侧立板(12)和第二侧立板(13)相对的侧壁分别设有多个第一安装板(15)和多个第二安装板(16)；

每个第一安装板(15)均安装有至少一个激光发生器(21)，每个第二安装板(16)的上方均安装有至少一个振镜(22)，每个第二安装板(16)的下方均安装有至少一个聚焦镜(23)，所述振镜(22)分别与激光发生器(21)、聚焦镜(23)一一对应设置，且多个激光发生器(21)射出的光束经与其对应的振镜(22)调整方向后再经对应的聚焦镜(23)聚焦后投射于同一点处，所述聚光底座(30)设于所有聚焦镜(23)的投射聚光点处。

2.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，所有振镜(22)在聚光底座(30)的投影点均分布在以投影点为圆心的同心圆上。

3.根据权利要求2所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，多个第一安装板(15)中的部分上下间隔设置，多个第二安装板(16)中的部分上下间隔设置且与相对应的第二安装板(16)处于同一平面。

4.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，每个激光发生器(21)均设置有水平调节装置(40)，所述水平调节装置(40)包括伺服电机(41)、螺杆(42)、滑轨(43)和滑块(44)，所述伺服电机(41)的输出端驱动连接有螺杆(42)，所述滑轨(43)为两条且固设于螺杆(42)的两侧，所述滑块(44)滑动设于滑轨(43)的长度方向上，且滑块(44)与螺杆(42)转动配合。

5.根据权利要求4所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，两条滑轨(43)靠近伺服电机(41)的端部之间固设有第一限位端帽(45)，所述第一限位端帽(45)设有螺杆过孔，两条滑轨(43)远离伺服电机(41)的端部之间固设有第二限位端帽(46)，所述第二限位端帽(46)内固设有与螺杆(42)端部转动配合的螺杆座。

6.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，所述激光发生器(21)包括高功率连续激光器、高功率纳秒激光器、高功率皮秒激光器和高功率飞秒激光器中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，所述激光发生器(21)输出的功率为1000W-2000W。

8.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，所述激光发生器(21)为五个，相对应的振镜(22)和聚焦镜(23)也为五个。

9.根据权利要求1所述的一种组合式高功率激光加工装置，其特征在于，每个所述振镜(22)均外镀有与相应激光发生器(21)波长相适配的高透膜。