CN219767134U - 激光加工头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种激光加工头。本实用新型的目的是，提供一种激光加工头，其确保恒定的激光功率。为此，提供了一种具有用于光导线缆的接头的激光加工头，其中，来自光导线缆的激光射束的一部分射在激光加工头中的探测器上，并且激光射束的该部分的强度用于测量激光射束的抵达激光加工头的功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光加工头。
背景技术
在借助于激光辐射来加工材料的技术领域中，在工业中使用多样的激光加工机。激光加工机特别地作为激光射束切割机或激光射束焊接机用于切割或焊接工件。通常，这种机器基本上包括用于不同工件的机器底座、激光源和用于将激光辐射从激光源传递到激光加工头的光导线缆以及不同的其它部件，例如用于监控激光加工的传感器或摄像装置。用于加工工件的激光辐射从光导线缆耦合输入到激光加工头中并且通过不同的光学器件供应给激光加工头的射出开口。在激光加工头中，激光辐射受控制地偏转、聚焦和受控制地并且有针对性地供应给工件上的期望位置。在激光加工中，在激光源中产生的激光功率、尤其是在激光加工头上精确提供激光功率具有显著的意义。在激光源处设定的激光功率减小并且在从激光源经过光导线缆和用于耦合输入激光辐射的插头或耦合器的路径上变化。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种激光加工头和一种方法，其确保恒定的激光功率。
本实用新型通过一种具有用于激光光线线缆的接头的激光加工头来解决该任务，其中，来自光导线缆的激光射束的一部分射到激光加工头中的探测器上，并且所述激光射束的所述部分的强度用于测量激光射束的抵达激光加工头的功率。此外，该任务利用一种用于测量激光加工头中的激光射束的功率的方法来解决，该方法具有以下方法步骤：
-提供来自光导线缆的激光射束；
-将激光射束的一部分分支；
-将所述激光射束的所述部分引导至激光加工头中的探测器；
-借助于所述激光射束的分支的部分的强度来测量激光射束的抵达激光加工头的功率。
在本实用新型的一个示例中，探测器构造为光电二极管，所述光电二极管低成本地且以简单的方式满足用于探测激光射束的一部分的功能。
在另一示例中，探测器安装在激光加工头中的电路板上并且连接到电路板的电压供给部上。通常可以安装在激光加工头中的电路板用作探测器的接收部。以有利的方式，探测器通过印制导线电连接到电路板的电压供给部上。
在一个示例中，在电路板上安装测量探测器处的温度的温度传感器，并且一控制电子器件将所测量的温度配属给探测器的测量偏差。利用这些特征，可以确定探测器处的温度影响或温度漂移，其影响所测量的功率的测量结果。利用对所使用的探测器的温度漂移的认识，可以配属测量偏差。控制电子器件可以布置在电路板上。
在另一示例中，控制电子器件用探测器的配属的测量偏差来补偿激光射束的抵达激光加工头的功率的测量结果或者校正测量结果。
在另一示例中，所述激光射束的所述部分借助于激光加工头中的部分透光的镜从激光射束分支到探测器，其中，所述激光射束的大部分由部分透光的镜反射。这使得能够以简单的方式测量激光射束的抵达激光加工头的功率。
附图说明
本实用新型的实施方式示例性地借助附图如下详细地描述：
图1示出了根据本实用新型的一个示例的激光加工头的立体图，该激光加工头具有壳体、传感器装置、构件和用于将来自激光源的激光射束与光导线缆耦合输入的耦合器；
图2示出了激光加工头的构件的侧剖面，其具有部分透光的镜和电路板，该电路板具有控制电子器件、光电二极管和温度传感器。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的一个示例的激光加工头1的立体图。光导线缆16借助于插头或耦合器17安装到激光加工头1上，所述光导线缆的端部区段被示出。在激光源25中产生的激光辐射通过耦合器17经由光导线缆16到达激光加工头1中。光导线缆16可拆卸地安装到激光加工头1上。激光辐射或激光射束大致在根据图1的垂直方向上通过激光加工头1延伸到激光加工头1的构件2中。在构件2中，激光射束借助于光学器件沿大致水平的方向偏转并且继续进一步通过激光加工头1的壳体14，在所述壳体中，激光射束借助于光学器件再次沿大致垂直的方向偏转并且在运行中朝待加工的工件的方向离开激光加工头1。激光加工头1通常由机器人通过机器人臂来引导和控制，但是也可以静态地运行。在该示例中，激光加工头1还包括摄像装置20，对该摄像装置供应过程光线，该过程光线在加工工件时通过激光射束产生。过程光线或过程光从工件经由激光加工头1的光学器件(与激光加工射束的方向相反地)到达摄像装置20并且借助于图像处理装置来评估。过程光线通常在工件的材料与激光射束的相互作用下产生。激光加工头1和激光源25与控制装置30在信号技术上连接，所述控制装置操控激光加工头1和激光源25。激光加工头1、激光源25和控制装置30的尺寸比例在图1中没有按比例示出。
图2示出激光加工头1的部件、激光加工头1的构件2的侧剖面。构件2集成在激光加工头1中，然而是可拆卸的。在左侧示出了从电压源(未示出)到构件2的引线线路11。引线线路11通向构件2中的电路板12，并且向电路板12供给电压，并且还包括数据线路。电路板12通常具有印制导线，用于向安装在电路板12上的电子部件提供电压。电路板12在信号技术上与激光加工头1的控制电子器件(未示出)连接，所述控制电子器件布置在壳体14中。探测器6、例如光电二极管固定在电路板12上，该探测器接收引入到构件2中的激光射束的一部分。在图2中用箭头表示激光射束到镜4上的方向。探测器6通过电路板12的印制导线与插头或引线线路11连接，所述插头或引线线路建立与激光加工头1的控制电子器件的连接。来自光导线缆16的激光射束在图2中从上方到达部分透光的镜4，其中，激光射束的小的份额透射通过镜4并且到达探测器6。激光射束的大部分作为加工射束由镜4反射并且在激光加工头1的壳体14中由另外的光学器件、例如偏转镜或电流计扫描仪引导至激光加工头1的射出开口22。可选地，在探测器6上安装有至少一个光学元件8、光学玻璃，透射的激光光线通过所述光学元件到达探测器6，在探测器6上可以设置有其它光学元件，激光射束如所描述的那样透射通过所述其它光学元件。镜4和光学元件8分别具有特定的透射系数，该透射系数确定入射的激光光线或激光射束的什么样的份额通过镜4和光学元件8。例如，在激光射束的波长为1060nm的情况下，在部分透光的镜4处透射激光射束的为0.01％的百分比，并且在布置在镜4之后的可选的光学元件8处透射0.4％的百分比。激光射束的达到探测器6的份额非常少。由探测器6传递给激光加工头1的控制电子器件的(关于激光射束的透射了镜4的部分的光强度的)信号在激光加工头1的控制电子器件中评估并且分派给激光射束的功率。激光加工头1的控制电子器件可以从关于激光射束的到达探测器6的份额的数据和激光源25的功率输出的数据中确定激光射束的抵达激光加工头1中的精确功率。该所测量的功率可以不同于在激光源25处设定的并且由激光源25输出的功率。在激光加工头1的控制电子器件中检验，由激光源25所要求的激光功率是否与所测量的激光功率一致。在所测量的激光功率与所设定的激光功率存在不期望的偏差时，激光加工头1的控制电子器件将关于激光功率差别的信号传递给控制装置30。控制装置30尤其基于激光加工头1的控制电子器件的信号来控制或调节激光源25处的功率输出。因此，所测量的激光功率用于匹配在激光源25处设定的功率。如果在激光加工头1中测量到过高的激光功率，则相应地减小激光源25处的激光功率，如果在激光加工头1中测量到过低的激光功率，则相应地提高激光源25处的激光功率。确定激光辐射的实际在激光加工头1中接收的功率和输出的功率允许到工件中的显著更精确的能量输入并且因此允许改善的加工结果。所描述的激光加工头1和方法允许实时的激光功率测量，也就是说测量结果在通过激光加工头1进行的激光加工期间被提供并且可以进一步使用。
此外，在电路板12上安装温度传感器13，该温度传感器测量探测器6处的温度。温度传感器13向激光加工头1的控制电子器件发送关于所测量的温度的信号，该控制电子器件将所测量的温度配属给探测器6的测量偏差。为此，使用探测器6的已知的温度漂移，所述温度漂移通常在温度测量时引起偏差。激光加工头1的控制电子器件然后用探测器6的所配属的测量偏差来补偿激光射束的抵达激光加工头1的功率的测量结果。以这种方式防止温度漂移或温度影响的偏差使由探测器6进行的测量失真。
附图标记列表
1激光加工头
2构件
4镜
6探测器
8光学元件
11引线线路
12 电路板
13 温度传感器
14 壳体
16 光导线缆
17 耦合器
20 摄像装置
22 射出开口
25 激光源
30 控制装置
Claims (6)
1.一种激光加工头(1)，其具有用于光导线缆(16)的接头，其特征在于，来自所述光导线缆(16)的激光射束的一部分射到所述激光加工头(1)中的探测器(6)上，并且所述激光射束的所述部分的强度用于测量所述激光射束的抵达所述激光加工头(1)的功率。
2.根据权利要求1所述的激光加工头(1)，其特征在于，所述探测器(6)构造为光电二极管。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工头(1)，其特征在于，所述探测器(6)安装在所述激光加工头(1)中的电路板(12)上并且连接到所述电路板(12)的电压供给部上。
4.根据权利要求3所述的激光加工头(1)，其特征在于，在所述电路板(12)上安装测量所述探测器(6)处的温度的温度传感器(13)，并且一控制电子器件将所测量的温度配属给所述探测器(6)的测量偏差。
5.根据权利要求4所述的激光加工头(1)，其特征在于，所述控制电子器件用所述探测器(6)的所配属的测量偏差来补偿所述激光射束的抵达所述激光加工头(1)的功率的测量结果。
6.根据权利要求1或2所述的激光加工头(1)，其特征在于，所述激光射束的所述部分借助于所述激光加工头(1)中的部分透光的镜(4)从所述激光射束分支到所述探测器(6)，其中，所述激光射束的大部分由所述部分透光的镜(4)反射。
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