CN219684302U - 一种用于激光传输的柔性飞行光路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于激光传输的柔性飞行光路，属于激光加工技术领域，包括激光器，所述激光器的发射端设置有合束镜组，激光通过合束镜组后依次经过第一反射镜组、纵伸缩管、纵管夹、第二反射镜组、横管夹、横伸缩管、导光管、柔性导光臂、法兰管及第三反射镜组后由激光头发射。本实用新型采用定光路和动光路结合的光传输方案，光路刚性好、光路更洁净，安装调试和售后维修方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于激光传输的柔性飞行光路，属于激光加工技术领域。
背景技术
CO2激光或者绿激光等激光难以通过柔性的光纤进行传输，通常是通过反射镜片组成的飞行光路进行传输。激光由激光器发出，经过反射镜反射传输至激光头，激光头进行光路整形后聚焦到零件表面，随后在机床或者机器人的驱动下实现复杂三维轨迹的加工。
飞行光路是由反射镜片等光路元件组成，反射镜片会随着运动机构同步运动。传统的飞行光路安装时对安装精度要求高，且飞行光路是开放的，不利于保持镜片表面的洁净，光路系统难以长时间稳定运行，且光路系统的安装和售后维修工作复杂。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种用于激光传输的柔性飞行光路，用以解决现有技术中存在的上述技术问题，采用定光路和动光路结合的光传输光路，光路刚性好、光路更洁净，安装调试和售后维修方便。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种用于激光传输的柔性飞行光路，包括激光器，所述激光器的发射端设置有合束镜组，激光通过合束镜组后依次经过第一反射镜组、纵伸缩管、纵管夹、第二反射镜组、横管夹、横伸缩管、导光管、柔性导光臂、法兰管及第三反射镜组后由激光头发射。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述横伸缩管和所述导光管之间刚性固定有光路固定板，可将光管路固定到外部结构上。
进一步，所述法兰管与所述柔性导光臂的出光口同轴连接，且所述法兰管的法兰盘上有安装孔，可以固定到外部机构上。
进一步，所述激光器是一种激光转化器，发射的激光波长为10.6um或532nm，激光功率为20瓦～5000瓦，所述激光器的出光口和合束镜组密封连接。
进一步，所述合束镜组是一种将激光和指示光合二为一的一种合束单元，内置扩束镜单元，可以改变激光器射出的光束直径和光发散角。
进一步，所述第一反射镜组、所述第二反射镜组和所述第三反射镜组包括平面镜，能改变光传输方向，将光束进行90度转角传输。
进一步，柔性导光臂是一种内置了多组高刚性轴承和反射镜的柔性光路，高刚性轴承的数量在6～8之间。
进一步，所述纵伸缩管的一端设置在所述纵管夹中，所述横伸缩管的一端设置在所述横管夹，所述纵伸缩管和/或所述横伸缩管的设置长度为0～200mm，设置角度为0°～360°，设置完成后通过抱箍结构紧固。
进一步，激光头可以将平行光束聚焦为一个点状光斑，激光头可以替换为振镜，振镜是一种内置摆动镜片的自动摆动头，可以自动生成加工路径。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型飞行光路是定光路和动光路结合的光传输光路。导光管之前的光路是固定在外部机构上的，固定的传输光路刚性更好，更能保证光路传输精度。而柔性导光臂是可以活动的，以配合末端运动轴实现加工路径。
(2)整个光路中有两处可以调节伸缩长度和角度，可以补偿安装的位置误差，或者可以灵活调节安装姿态。
(3)将末端的激光头替换为振镜，效率更高，且精度更高。
(4)整个光路都是通过封闭的管路进行传输，且内部可以通增压保护气，更能保证光路洁净。
附图说明
图1为本实用新型柔性飞行光路结构示意图；
图2为本实用新型柔性飞行光路角度调节后的结构示意图；
图3为本实用新型柔性飞行光路的振镜光路结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
激光器1，合束镜组2，第一反射镜组3，纵伸缩管4，纵管夹5，第二反射镜组6，横管夹7，横伸缩管8，光路固定板9，导光管10，柔性导光臂11，法兰管12，第三反射镜组13，激光头14，振镜15。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
用于激光传输的柔性飞行光路，如图1，包括激光器1，激光器1的发射端设置有合束镜组2，激光器1的出光口和合束镜组2密封连接，激光通过合束镜组2后依次经过第一反射镜组3、纵伸缩管4、纵管夹5、第二反射镜组6、横管夹7、横伸缩管8、导光管10、柔性导光臂11、法兰管12及第三反射镜组13，以上的光路零部件都是中空管路，激光从管的中间传输，后由激光头14发射，激光头14可以将平行光束聚焦为一个点状光斑。
在本实用新型的另一种实施方式中，横伸缩管8和导光管10之间刚性固定有光路固定板9，可将光管路固定到外部结构上，如固定到激光房内的框架上，也可以固定到机器人手臂上，或者直接固定到机床床身上。
在本实用新型的另一种实施方式中，法兰管12与柔性导光臂11的出光口同轴连接，且法兰管12的法兰盘上有安装孔，可以固定到外部机构上，如机器人的末端轴或者机床的末端轴。
在本实用新型的另一种实施方式中，激光器1是一种激光转化器，发射的激光波长为10.6um或532nm，激光功率为20瓦～5000瓦，激光器1的出光口和合束镜组2密封连接。
在本实用新型的另一种实施方式中，合束镜组2是一种将激光和指示光合二为一的一种合束单元，内置扩束镜单元，可以改变激光器1射出的光束直径和光发散角，合束镜组2也是根据需要选型的，对于光发散角很小且光束直径适当的激光器1，合束镜组2也可拆除。
在本实用新型的另一种实施方式中，第一反射镜组3、第二反射镜组6和第三反射镜组13包括平面镜，能改变光传输方向，将光束进行90度转角传输。
在本实用新型的另一种实施方式中，柔性导光臂11是一种内置了多组高刚性轴承和反射镜的柔性光路，高刚性轴承的数量在6～8之间，轴承数量越多，运动越灵活。
在本实用新型的另一种实施方式中，纵伸缩管4的一端设置在纵管夹5中，横伸缩管8的一端设置在横管夹7，纵伸缩管4和/或横伸缩管8的设置长度为0～200mm，设置角度为0°～360°，设置完成后通过抱箍结构紧固。
在本实用新型的另一种实施方式中，整个光路中有两处可以调节，即纵伸缩管4与纵管夹5、横伸缩管8与横管夹7，设置此两处调节的目的在于补偿安装的位置误差，或者可以灵活调节安装姿态，参照图2，纵伸缩管4与纵管夹5的角度改变90度后，整个光路姿态成90°直角，这样可以灵活适用于各种机床或者机器人上进行自由安装。
本实施例中提到的飞行光路是定光路和动光路结合的光传输光路。导光管10之前的光路是固定在外部机构上的，固定的传输光路刚性更好，更能保证光路传输精度。而柔性导光臂11是可以活动的，以配合末端运动轴实现加工路径。
实施例2
激光头14替换为振镜15，如图3，激光经由激光器1发射后依次经过实施例1中的上述结构后射入振镜15中，振镜15是一种内置摆动镜片的自动摆动头，可以自动生成加工路径。
振镜15固定在外部运动机构的末端轴上，工作时，外部运动机构先将振镜15移动到某一固定位置，然后振镜15实施扫描路径进行加工。振镜15的运动速度要远高于外部运动机构，因此，效率更高，且精度更高。
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 (7)
1.一种用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，包括激光器，所述激光器的发射端设置有合束镜组，激光通过合束镜组后依次经过第一反射镜组、纵伸缩管、纵管夹、第二反射镜组、横管夹、横伸缩管、导光管、柔性导光臂、法兰管及第三反射镜组后由激光头发射，或射入振镜内。
2.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述横伸缩管和所述导光管之间刚性固定有光路固定板。
3.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述法兰管与所述柔性导光臂的出光口同轴连接。
4.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述激光器发射的激光波长为10.6um或532nm，激光功率为20瓦～5000瓦。
5.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述合束镜组内置扩束镜单元。
6.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述第一反射镜组、所述第二反射镜组和所述第三反射镜组包括平面镜，将光束进行90度转角传输。
7.根据权利要求1所述用于激光传输的柔性飞行光路，其特征在于，所述纵伸缩管的一端设置在所述纵管夹中，所述横伸缩管的一端设置在所述横管夹，所述纵伸缩管和/或所述横伸缩管的设置长度为0～200mm，设置角度为0°～360°，设置完成后通过抱箍结构紧固。
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