CN220050436U - 激光旋切装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光旋切装置，包括依次连接的准直调整组件、振镜组件、聚焦组件及切割组件。准直调整组件包括沿激光光路方向间隔设置的第一透镜和第二透镜，第一透镜用于发散激光光束，第二透镜沿激光光路方向可相对第一透镜移动，以调节透过第一透镜的激光光束的发散角度，振镜组件用于反射从第二透镜透过的激光光束，聚焦组件用于聚焦经过振镜组件的激光光束以形成切割光点，切割组件设有用于通过切割光点的出光口。上述激光旋切装置通过调整第二透镜相对第一透镜的距离，以改变透过第二透镜后激光光束的发散角度，继而调整激光光束依次经过振镜组件及聚焦组件后激光光束的焦点的位置，满足不同焦点位置的需求，提高加工质量和加工效率。

Description

激光旋切装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体涉及一种激光旋切装置。

背景技术

激光在激光旋切装置中所形成的焦点的位置相对激光旋切装置中的出光口一般是固定设置的。然而，在加工工件过程中，具有使用不同的激光器或工件被切割不同的厚度的需求。当采用不同的激光器时，因不同激光器的发散角不同，经过同一个激光旋切装置后所形成的焦点相对激光旋切装置的出光口的位置会发生变化，导致加工质量降低；当工件被加工不同的厚度时，就需要使用不同的激光旋切装置或通过外部机构移载激光旋切装置，以改变激光经过激光旋切装置后的焦点相对工件的距离，导致加工效率低。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能够调节激光焦点位置的激光旋切装置，以提高加工质量和加工效率。

本实用新型实施例提供一种激光旋切装置，用于调节激光光束的焦点的位置，所述激光旋切装置包括：

准直调整组件，包括沿激光光路方向间隔设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜用于发散所述激光光束，所述第二透镜沿激光光路方向可相对所述第一透镜移动，以调节从所述第一透镜透过的激光光束的发散角度；

振镜组件，连接所述准直调整组件并设于所述第二透镜背离所述第一透镜的一侧，用于反射从所述第二透镜透过的激光光束；

聚焦组件，连接所述振镜组件并与所述第二透镜分别设于所述振镜组件的两侧，用于聚焦经过所述振镜组件的激光光束以形成切割光点；

切割组件，连接所述聚焦组件并设于所述聚焦组件背离所述振镜组件的一侧，所述切割组件设有用于通过所述切割光点的出光口；其中，

所述聚焦组件和所述切割组件垂直于所述准直调整组件及所述振镜组件设置，所述激光光束依次经过所述第一透镜、所述第二透镜、所述振镜组件、所述聚焦组件及所述切割组件。

上述激光旋切装置中，通过调整准直调整组件中第二透镜相对第一透镜的距离，能够改变透过第二透镜后激光光束的发散角度，继而调整激光光束依次经过振镜组件及聚焦组件后所形成的焦点位置，使得激光旋切装置能够满足加工工件时不同焦点位置的需求，从而提高加工质量和加工效率。

在一些实施例中，所述准直调整组件还包括：

准直套筒，所述第一透镜及所述第二透镜均嵌设于所述准直套筒内，且所述第二透镜沿所述激光光束的方向滑动连接至所述准直套筒。

在一些实施例中，所述准直套筒的外周面上开设有条形孔，所述条形孔贯穿所述准直套筒并沿所述准直套筒的轴向设置。

在一些实施例中，所述第一透镜为月牙形透镜。

在一些实施例中，所述第二透镜为非球面透镜。

在一些实施例中，所述第一透镜相对所述第二透镜的一面的中心点与所述第二透镜相对所述第一透镜的一面的中心点之间的距离d满足关系式：36mm≤d≤42mm。

在一些实施例中，所述振镜组件包括连接所述准直套筒并开设有容置槽的安装座以及收容于所述容置槽内的第一驱动件、第一扫描镜、第二驱动件及第二扫描镜；所述第一扫描镜用于反射从所述第二透镜透过的激光光束，所述第一驱动件连接所述安装座及所述第一扫描镜，用于驱动所述第一扫描镜转动；所述第二扫描镜用于反射经所述第一扫描镜反射后的激光光束至所述聚焦组件，所述第二驱动件连接所述安装座及所述第二扫描镜，用于驱动所述第二扫描镜转动，且所述第一扫描镜及所述第二扫描镜转动的中心轴线相垂直。

在一些实施例中，所述聚焦组件包括：

聚焦套筒，连接所述安装座并连通所述容置槽；

聚焦镜，设于所述聚焦套筒内并连接所述聚焦套筒，用于聚焦经过所述振镜组件的激光光束以形成所述切割光点。

在一些实施例中，所述切割组件包括：

连接筒，所述连接筒的一端连接所述聚焦套筒；

导向筒，连接所述连接筒的另一端并在远离所述连接筒的一端开设有所述出光口，所述导向筒的内径沿远离所述连接筒的方向逐渐减小。

在一些实施例中，所述激光旋切装置还包括：

吹气件，套设于所述导向筒并连接所述连接筒，且所述吹气件的吹气方向平行于所述导向筒的中心轴线。

附图说明

图1为本实用新型实施例激光旋切装置的结构示意图。

图2为激光光束经过图1所示的激光旋切装置的光路示意图。

图3为图1所示激光旋切装置的分解示意图。

图4为图3中Ⅳ区域的放大示意图。

主要元件符号说明

激光旋切装置 10

准直调整组件 11

准直套筒 111

条形孔 111a

第一透镜 112

凹面 112a

凸面 112b

第二透镜 113

振镜组件 12

安装座 121

容置槽 121a

第一驱动件 122

第一扫描镜 123

第二驱动件 124

第二扫描镜 125

聚焦组件 13

聚焦套筒 131

聚焦镜 132

切割组件 14

连接筒 141

导向筒 142

出光口 142a

吹气件 15

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图，对本实用新型的各实施例进行详细说明。

请参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种激光旋切装置10，包括依次连接的准直调整组件11、振镜组件12、聚焦组件13、切割组件14及吹气件15，聚焦组件13、切割组件14及吹气件15垂直于准直调整组件11和振镜组件12设置。准直调整组件11包括准直套筒111及嵌设并沿激光光路方向间隔设置于准直套筒111内的第一透镜112和第二透镜113。第一透镜112用于发散激光光束，第二透镜113沿激光光束的方向滑动连接准直套筒111，第二透镜113沿激光光路方向能够相对第一透镜112移动，以调节从第一透镜112透过的激光光束的发散角度。其中，透过第二透镜113的激光光束为平行光束。

通过调整准直调整组件11中第二透镜113相对第一透镜112的距离，能够改变透过第二透镜113后激光光束的发散角度，继而调整激光光束依次经过振镜组件12及聚焦组件13后所形成的焦点位置，使得激光旋切装置10能够满足加工工件时不同焦点位置的需求，从而提高加工质量和加工效率。

上述第一透镜112和第二透镜113均嵌设于准直套筒111，既能够降低外部光线对第一透镜112和第二透镜113透过激光光束的干扰，还能够避免外部部件对第一透镜112和第二透镜113的碰撞，提高准直调整组件11的使用寿命。

请参见图3，准直套筒111的外周面上开设有条形孔111a，条形孔111a贯穿准直套筒111并沿准直套筒111的轴向设置，通过条形孔111a可拨动第二透镜113沿准直套筒111相对第一透镜112移动，不必拆卸准直套筒111与振镜组件12，提高第二透镜113的调节效率。

请参见图2，本实施例中，第一透镜112为月牙形透镜。具体地，第一透镜112背离第二透镜113的一面为凹面112a，用于接收激光光源发出的激光光束，第一透镜112朝向第二透镜113的一面为凸面112b，第一透镜112的凸面112b用于发散透过第一透镜112的凹面112a的激光光束。在第一透镜112的厚度方向上，第一透镜112的凸面112b的弧度大于相应的第一透镜112的凹面112a的弧度，且第一透镜112的凹面112a与第一透镜112的凸面112b之间的距离自第一透镜112的中间向第一透镜112的两端逐渐减小。通过月牙形的第一透镜112能够减小激光光束在透过第一透镜112后产生的球差。

请参见图2，本实施例中，第二透镜113为非球面透镜。相比其他透镜，非球面的第二透镜113能够降低激光光束的歪曲，扩大激光光束的发散角度，且具有重量轻、厚度薄的特点。

请参见图2，本实施例中，第一透镜112相对第二透镜113的一面的中心点与第二透镜113相对第一透镜112的一面的中心点之间的距离d满足关系式：36mm≤d≤42mm，例如：d为36mm、38mm、40mm、42mm，具体地，d的范围表示第二透镜113相对第一透镜112能够调节的范围。故此，通过合理配置第一透镜112与第二透镜113之间间距的可调节范围，能够在满足激光光束经激光旋切装置10后形成的焦点位置的变化的基础上，降低激光旋切装置10的制作成本。

请参见图3和图4，振镜组件12连接准直调整组件11并设于第二透镜113背离第一透镜112的一侧，用于反射从第二透镜113透过的激光光束。具体地，振镜组件12包括安装座121、第一驱动件122、第一扫描镜123、第二驱动件124及第二扫描镜125。安装座121垂直连接准直套筒111并开设有容置槽121a，第一驱动件122、第一扫描镜123、第二驱动件124及第二扫描镜125均收容于容置槽121a内。第一扫描镜123用于反射从第二透镜113透过的激光光束，第一驱动件122连接安装座121及第一扫描镜123，用于驱动第一扫描镜123转动。第二扫描镜125用于反射经第一扫描镜123反射后的激光光束至聚焦组件13，第二驱动件124连接安装座121及第二扫描镜125，用于驱动第二扫描镜125转动，且第一扫描镜123及第二扫描镜125转动的中心轴线相垂直。示例性地，第一驱动件122和第二驱动件124均可以为旋转电机。

上述的第一驱动件122、第一扫描镜123、第二驱动件124及第二扫描镜125均设于安装座121的容置槽121a内，既能够避免外界光线对第一扫描镜123和第二扫描镜125反射激光光束的干扰，还能避免外部部件对第一驱动件122、第一扫描镜123、第二驱动件124及第二扫描镜125的碰撞，提高振镜组件12的使用寿命。

作业时，透过第二透镜113的激光光束先经过第一扫描镜123，经第一扫描镜123反射至第二扫描镜125，然后第二扫描镜125将接收到的激光光束传递至聚焦组件13上。其中，第一驱动件122驱动第一扫描镜123转动，第二驱动件124驱动第二扫描镜125转动，能够改变经第二扫描镜125反射后的激光光束传递至聚焦组件上的位置。

请参见图2和图3，聚焦组件13连接振镜组件12并与第二透镜113分别设于振镜组件12的两侧，用于聚焦经过振镜组件12的激光光束以形成一切割光点。具体地，聚焦组件13包括聚焦套筒131及聚焦镜132。聚焦套筒131连接安装座121并连通容置槽121a，聚焦镜132设于聚焦套筒131内并连接聚焦套筒131，用于聚焦经过振镜组件12的激光光束以形成切割光点。其中，切割光点即激光光束经激光旋切装置10后的焦点。其中，聚焦镜132设于聚焦套筒131内能够避免外界光线对聚焦激光光束的影响。

上述聚焦组件13中，聚焦镜132收容于聚焦套筒131内，既能够避免外部光线对聚焦镜132聚焦激光光束的干扰，还能够避免外部部件对聚焦镜132的碰撞，提高聚焦组件13的使用寿命。

上述第一驱动件122和第二驱动件124能够分别驱动第一扫描镜123和第二扫描镜125相对安装座121转动，改变经第二扫描镜125反射后的激光光束传递至聚焦镜132上的位置，使得经聚焦镜132聚焦后形成的切割光点的位置发生变化。

请参见图3，切割组件14连接聚焦组件13并设于聚焦组件13背离振镜组件12的一侧，切割组件14设有用于通过切割光点的出光口142a。具体地，切割组件14包括连接筒141及导向筒142。连接筒141的两端分别连接聚焦套筒131及导向筒142，导向筒142远离连接筒141的一端开设有出光口142a，且导向筒142的内径沿远离连接筒141的方向逐渐减小。通过切割组件14能够对切割光点形成导向和校正，提高加工质量。

请参见图3，吹气件15套设于导向筒142并连接连接筒141，且吹气件15的吹气方向平行于导向筒142的中心轴线。故此，通过吹气件15能够及时清除在加工工件过程中产生的残渣，避免产生的残渣对未加工工件的影响，提高工件的加工质量。

请参见图2，图2为本实施例激光光束通过激光旋切装置10的光路示意图。具体地，激光光束由激光器发出后首先经过第一透镜112的凹面112a进入第一透镜112的凸面112b，激光光束经第一透镜112的凹面112a发散后，进入第二透镜113，经第二透镜113发散后的激光光束形成平行光束并并依次经过第一扫描镜123和第二扫描镜125的反射后进入聚焦镜132，聚焦镜132聚集平行的激光光束以在切割组件14的出光口142a处形成切割光点。

上述激光旋切装置10中，调整准直调整组件11中第二透镜113相对第一透镜112的距离，能够改变透过第二透镜113后激光光束的发散角度，继而调整激光光束依次经过振镜组件12中第一扫描镜123和第二扫描镜125后的发散角度，以使激光光束照射至聚焦组件13中聚焦镜132的不同位置，最终使得聚焦组件13的聚焦镜132聚焦激光光束后形成的旋切光点的位置发生变化。

故此，上述激光旋切装置10能够满足加工工件时不同焦点的位置的需求，从而提高加工质量和加工效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光旋切装置，用于调节激光光束的焦点的位置，其特征在于，所述激光旋切装置包括：

准直调整组件，包括沿激光光路方向间隔设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜用于发散所述激光光束，所述第二透镜沿激光光路方向可相对所述第一透镜移动，以调节从所述第一透镜透过的激光光束的发散角度；

振镜组件，连接所述准直调整组件并设于所述第二透镜背离所述第一透镜的一侧，用于反射从所述第二透镜透过的激光光束；

聚焦组件，连接所述振镜组件并与所述第二透镜分别设于所述振镜组件的两侧，用于聚焦经过所述振镜组件的激光光束以形成切割光点；

切割组件，连接所述聚焦组件并设于所述聚焦组件背离所述振镜组件的一侧，所述切割组件设有用于通过所述切割光点的出光口；其中，

所述聚焦组件和所述切割组件垂直于所述准直调整组件及所述振镜组件设置，所述激光光束依次经过所述第一透镜、所述第二透镜、所述振镜组件、所述聚焦组件及所述切割组件。

2.如权利要求1所述的激光旋切装置，其特征在于，所述准直调整组件还包括：

准直套筒，所述第一透镜及所述第二透镜均嵌设于所述准直套筒内，且所述第二透镜沿所述激光光束的方向滑动连接所述准直套筒。

3.如权利要求2所述的激光旋切装置，其特征在于，

所述准直套筒的外周面上开设有条形孔，所述条形孔贯穿所述准直套筒并沿所述准直套筒的轴向设置。

4.如权利要求1所述的激光旋切装置，其特征在于，

所述第一透镜为月牙形透镜。

5.如权利要求1所述的激光旋切装置，其特征在于，

所述第二透镜为非球面透镜。

6.如权利要求1所述的激光旋切装置，其特征在于，

所述第一透镜相对所述第二透镜的一面的中心点与所述第二透镜相对所述第一透镜的一面的中心点之间的距离d满足关系式：36mm≤d≤42mm。

7.如权利要求2所述的激光旋切装置，其特征在于，

所述振镜组件包括连接所述准直套筒并开设有容置槽的安装座以及收容于所述容置槽内的第一驱动件、第一扫描镜、第二驱动件及第二扫描镜；

所述第一扫描镜用于反射从所述第二透镜透过的激光光束，所述第一驱动件连接所述安装座及所述第一扫描镜，用于驱动所述第一扫描镜转动；

所述第二扫描镜用于反射经所述第一扫描镜反射后的激光光束至所述聚焦组件，所述第二驱动件连接所述安装座及所述第二扫描镜，用于驱动所述第二扫描镜转动，且所述第一扫描镜及所述第二扫描镜转动的中心轴线相垂直。

8.如权利要求7所述的激光旋切装置，其特征在于，所述聚焦组件包括：

聚焦套筒，连接所述安装座并连通所述容置槽；

聚焦镜，设于所述聚焦套筒内并连接所述聚焦套筒，用于聚焦经过所述振镜组件的激光光束以形成所述切割光点。

9.如权利要求8所述的激光旋切装置，其特征在于，所述切割组件包括：

连接筒，所述连接筒的一端连接所述聚焦套筒；

导向筒，连接所述连接筒的另一端并在远离所述连接筒的一端开设有所述出光口，所述导向筒的内径沿远离所述连接筒的方向逐渐减小。

10.如权利要求9所述的激光旋切装置，其特征在于，所述激光旋切装置还包括：

吹气件，套设于所述导向筒并连接所述连接筒，且所述吹气件的吹气方向平行于所述导向筒的中心轴线。