CN220312125U - 一种激光加工装置及激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工装置及激光加工设备，包括：激光加工模组与z轴模组，所述激光加工模组为激光、光源以及相机拍摄范围在同一位置的三轴同光模组，所述z轴模组包括z轴导轨，所述激光加工模组设在所述z轴导轨上；所述激光加工模组下方设有预热平台，所述预热平台包括治具平台以及加热棒，所述加热棒穿设在所述治具平台内。通过设置为三轴同光模组的激光加工模组，并且设有预热平台，能够对激光切割的路径实时监控定位，并且提前加热极片，避免高温变形，保证激光加工质量以及精准度。

Description

一种激光加工装置及激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光加工装置及激光加工设备。

背景技术

在相关技术中，在进行激光加工之前使用定位相机对待加工工件进行定位，从而确定激光加工的起始位置与加工路径，提升加工精度，而现有的定位相机的拍照范围与激光的加工范围不能做到重合，而不适合高精度的激光加工要求。相关技术中激光光源发射的激光经过聚焦、反射后，作用于工件上的激光较为发散,激光能量不集中,加工效果差,且发散的激光加工区域大,加工精准度差。

由于定位相机拍照范围与激光的加工范围不一致，无法在激光加工过程中对激光加工部位做到实时检测；现有技术在完成一段时间激光加工后，移动激光头和定位相机使定位相机对应于加工区域，拍照识别后再将激光头移回继续加工，在移动过程中需要来回定位反复加工，工作效率低。

并且，激光切割极片的过程中，会产生较高的热量，过高的温度会使极片变形，影响切割的效果。现有技术中，承载极片加工的治具通常仅为承载作用，极片从常温直接到高温，容易变形，使切割的形状不对，影响加工精准度。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种激光加工装置，设置的激光加工模组为三轴同光模组，并且设有预热平台，能够对激光切割的路径实时监控定位，并且提前加热极片，避免高温变形，保证激光加工质量以及精准度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种激光加工装置，包括：激光加工模组与z轴模组，所述激光加工模组为激光、光源以及相机拍摄范围在同一位置的三轴同光模组，所述z轴模组包括z轴导轨，所述激光加工模组设在所述z轴导轨上；所述激光加工模组下方设有预热平台，所述预热平台包括治具平台以及加热棒，所述加热棒穿设在所述治具平台内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加热棒在所述治具平台内可设为双边加热、单边加热或弓型加热中的少一种布局方式。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光加工模组中设有激光头、光源以及定位相机，所述激光头、光源以及定位相机沿x轴并排设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光加工模组还包括一光源调节组件，所述光源调节组件设有一安装架，所述激光头、光源以及定位相机均设在所述安装架上方，所述激光头的激光切割位置、所述光源的照射位置、以及所述定位相机的镜头拍摄位置均通过所述光源调节组件反射至同一位置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装架内设有若干反射镜，分别对应设在所述激光头、光源以及定位相机下方。所述安装架内还设有分光镜，所述分光镜设在所述光源下方，所述光源发射的光能够穿透所述分光镜，所述分光镜能够将至少部分由所述光源的工位反射的光输送至所述定位相机。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光源调节组件上还设有若干用于调节所述反射镜与分光镜的调节件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装架的底部设有一加工头，所述加工头对应所述预热平台；所述激光头的激光切割位置、所述光源的照射位置、以及所述定位相机的镜头拍摄位置均集中在所述加工头处。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光加工模组底部设有一激光测距感应器，所述激光测距感应器固定在所述安装架外侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述z轴模组还包括电机与丝杆，用于驱动所述激光加工模组在所述z轴导轨上移动。

另一方面，提供一种激光加工设备，包括以上任一所述的激光加工装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过实现激光加工模组实现三轴同光，能够对激光切割的位置实现精准照明以及定位，能够实时反馈激光在极片上切割的情况，及时做出相应调整以及位置确定。并且设有预热平台，能够提前加热极片，避免高温变形，保证激光加工质量以及精准度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型装配示意图；

图2是本实用新型激光加工模组与z轴模组的示意图；

图3是本实用激光加工模组的结构示意图；

图4是本实用光源调节组件内部结构示意图；

图5是本实用预热平台第一实施方式的示意图；

图6是本实用预热平台第二实施方式的示意图；

图7是本实用预热平台第三实施方式的示意图。

附图标记说明：1-激光加工模组；11-激光头；12-光源；13-定位相机；14-光源调节组件；141-安装架；142-调节件；143-反射镜；144-分光镜；15-加工头；2-z轴模组；21-z轴导轨；22-电机；23-丝杆；3-预热平台；31-治具平台；32-加热棒；4-激光测距感应器。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

请参照图1，本实用新型提供了一种激光加工装置，包括：激光加工模组1与z轴模组2。激光加工模组1为三轴同光模组，通过激光对极片进行切割加工，且三轴同光模组为激光、光源12以及相机拍摄的初始范围分别设在三个不同轴线上，通过光源调节组件14，将三者光线反射，使其光线处在同一位置，通过集中一个位置的光源反射，实现同一位置上的拍摄以及切割。通过设置三轴同光模组能够对激光切割的位置实现精准照明以及定位，能够实时反馈激光在极片上切割的情况，及时做出相应调整以及位置确定。

其中，z轴模组2包括z轴导轨21，激光加工模组1设在z轴导轨21上，通过在z轴导轨21上进行升降，调整激光与极片之间的距离，达到最佳的切割效果。

更进一步地，在激光加工模组1下方设有预热平台3，激光加工模组1中三轴同光的位置对应在预热平台3上，能够对预热平台3上激光切割。预热平台3包括治具平台31以及加热棒32，治具平台31用于承载极片，方便激光对极片进行切割；而加热棒32穿设在治具平台31内，能够对治具平台31进行加热，从而对极片进行加热。预热平台3能够避免激光切割产生的高温，使极片快速升温而导致的变形，提前加热的极片能够提前适应高温，避免变形，从而达到更精准的切割效果。

本实用新型通过设置为三轴同光模组的激光加工模组1，能够对激光切割的路径实时监控定位，及时对位置进行确定并做出调整；并且设有预热平台3，能够提前加热极片，避免高温变形，保证激光加工质量以及精准度。

请结合参考图2与图3，激光加工模组1中设有激光头11、光源12以及定位相机13，通过三个工作机构配合，对极片进行切割。其中，激光头11光源12以及定位相机13沿x轴并排设置，且激光头11的激光切割位置、光源12的照射位置、以及定位相机13的镜头拍摄位置均对着正下方。

更进一步地，在激光加工模组1中还设有一光源调节组件14，光源调节组件中设有一个安装架141，各个调节组件均安装在安装架141内。激光头11光源12以及定位相机13也均设在安装架141上方，并将激光头11的激光、光源12、以及定位相机13的镜头穿过安装架141，使各个机构的光源12以及拍摄范围对准光源调节组件14，通过该光源调节组件14来实现三轴同光，通过反射各光源12，将各个光源12集中在一个位置上。

光源12设在安装架141上方的最中间，用于对极片的切割位置进行照明，激光头11以及定位相机13分别设在光源12的两侧。激光头11发射激光对底部的极片继续切割，激光直接向下方发射，通过光源调节组件14将激光方向反射至与光源12同一方向；定位相机13用于拍摄激光所切割的位置，实时检测激光切割情况，用于跟踪定位并及时调整切割位置。定位相机13的拍摄范围也对准下方的光源调节组件14，通过光源调节组件14将光源12照射到的切割，反射到镜头处，能够拍摄精准位置。

请继续结合参考图3以及图4，光源调节组件14还包括反射镜143以及分光镜144，通过反射镜143与分镜配合将各个光源12反射至所需位置，从而实现三轴同光。其中，在安装架141内设有若干个反射镜143，分别对应设在激光头11、光源12以及定位相机13的下方，在光源12的下方还多设有一个分光镜144，分光镜144能够将至少部分由光源12工位反射的光输送至定位相机13。在安装架141的底部还设有一加工头15，加工头15对应预热平台3；将激光头11的激光切割位置、光源12的照射位置、以及定位相机13的镜头拍摄位置均集中在加工头15处，实现三轴同光且精准定位。

在本实用新型中共设有三个反射镜143，激光头11下方对应第一反射镜143，光源12下方对应第二反射镜143，定位相机13下方对应第三反射镜143，三个反射镜143能够配合将各个光源12反射至所需位置。

更进一步地，第一反射镜143选择为特定波段反射镜143片，从而达到仅反射激光的目的，第一反射镜143与第二反射镜143沿x轴位置上并排设置，第一反射镜143将激光束传递至第二反射镜143。第二反射镜143也选择为特定波段反射镜143片，第二反射镜143的反射波段与第一反射镜143相同，从而可以将由第一反射镜143传输来的激光束，由第二反射镜143反射至加工头15处输出。

由于第二反射镜143的特定参数，可见光能够穿透第二反射镜143，使光源12发射的光束穿过第二反射镜143而直接照射在加工头15处，照射在加工位置上。

分光镜144与第二反射镜143均位于光源12的下方且竖直并列，第三反射镜143与分光镜144沿x轴位置并排设置，光源12发射的光能够穿透分光镜144，分光镜144能够将至少部分由加工头15对应的加工位置上反射的光输送至定位相机13方向。因此，光源12的光束穿过第二反射镜143与分光镜144直接照射在加工头15处，加工头15反射的光部分通过分光镜144输送至定位相机13方向，再通过第三反射镜143改变回光的传播方向，第三反射镜143将回光反射导入定位相机13以成像。

通过多个反光镜以及分光镜144的配合，能够使激光头11的激光与光源12的光束照射在同一位置上，同一集中在加工头15处，而定位相机13也通过反射的光束能够将加工头15处的情况成像，从而能够实时拍摄到激光切割的位置，对激光切割进行跟踪。

更进一步地，在反光镜与分镜上均设有调节件142，调节件142之间一一连接。调节件142能够去驱动反射镜143以及分光镜144的转动，从而调节反射镜143以及分光镜144对于水平面的夹角，从而改变激光束和光线的照射位置。分光镜144与第二反射镜143在光源12下方竖直并列，调节件142还能够调节第二反射镜143与分光镜144之间的距离，以实现定位相机13焦距的调节。

请再次参考图1，激光加工模组1的底部设有一激光测距感应器4，激光测距感应器4固定在安装架141外侧且靠近加工头15，能够检测加工头15与极片之间的距离，能够经过调整选择合适的激光发射的高度，并且根据该距离数据调节为依据来进行定位相机13焦距的调节，以满足对不同高度尺寸的加工需求。z轴模组2上包括z轴导轨21、电机22以及丝杆23，丝杆23与激光加工模组1连接，激光加工模组1设在z轴导轨21上，通过电机22驱动激光加工模组1往复升降。电机22设置在z轴导轨21的上方，避免影响激光加工模组1向下方发射激光。

请结合参考图1以及图5至图7，在激光加工模组1下方设有预热平台3，通过光源调节组件14进行三轴同光处理后的激光，对预热平台3上的极片进行切割。在本方案中设有多个预热平台3，当其中一个预热平台3进行加热时，另外的预热平台3在一旁进行极片提前加热，当极片切割完毕时，另外的预热平台3也将极片加热完毕，移动到激光加工模组1下方进行切割，以此来回交替加热切割。

预热平台3包括治具平台31以及加热棒32，加热棒32穿设在治具平台31内，加热管32在治具平台31内可设为双边加热、单边加热或弓型加热的其中一种布局方式。

第一种实施方式，多根加热棒32均匀穿过治具平台31，各个加热棒32的加热端均为同一端，均分布在预热平台3的同一侧，在预热平台3的单边进行加热。该加热棒32的布局方式适合在单侧方便连接外部发电发热装置，使其布局更加同一，且单根加热棒32故障后方便更换。

第二种实施方式，多根加热棒32均匀穿过治具平台31，各个加热棒32的加热端交叉设置，均匀分布在预热平台3的两侧，在预热平台3的双边进行加热。双边的加热方式，在两侧连接外部发电发热装置，能够避免一侧损坏时无法加热，且单根加热棒32故障后方便更换。

第三种实施方式，通过弓型加热棒32布局在治具平台31内，弓型加热棒32作为一个整体，均匀分布在治具平台31内，通过与弓型加热棒32的开头或尾端连接，通过一根加热连接线对弓型加热棒32整体加热，节省加热连接线，节省布局空间。

预热平台3能够避免激光切割产生的高温，使极片快速升温而导致的变形，提前加热的极片能够提前适应高温，避免变形，从而达到更精准的切割效果。

激光加工装置进行激光切割前，激光加工模组1下方的预热平台3，通过加热棒32对治具平台31进行加热，从而对极片进行提前加热。同时开启激光头11、光源12以及定位相机13。激光头11的激光穿过第一反射镜143以及第二反射镜143到达加工头15处；光源12的光束直接通过分光镜144以及第二反射镜143达到加工头15处，由分镜将加工头15工位反光回来的光束反射到第三反射镜143，第三反射镜143将回光反射导入定位相机13以成像。因此定位相机13能够监控跟踪定位激光的切割位置，及时做出调整。激光加工模组1的底部的激光测距感应器4，检测加工头15与极片之间的距离，通过z轴模组2来调整选择合适的激光发射的高度以及相机焦距。当一个预热平台3的极片切割完毕后，另一预热平台3继续移动到激光加工模组1下方，继续切割提前加热好的极片。

本实用新型通过实现激光加工模组1实现三轴同光，能够对激光切割的位置实现精准照明以及定位，能够实时反馈激光在极片上切割的情况，及时做出相应调整以及位置确定。并且设有预热平台3，能够提前加热极片，避免高温变形，保证激光加工质量以及精准度。

本实用新型第二方面实施例提供了一种激光切割设备(图上未示出)，包括机架、加工平台和上述第一方面实施例提供的激光加工装置。其中，加工平台连接于机架，加工平台用于承载预热平台3。激光加工装置设置于加工平台上方，z轴组件连接于机架。激光切割设备包括激光加工装置而至少具有激光加工装置的全部优点，预热平台3固定于加工平台后，激光加工装置能够对预热平台3上的极片加工，保证极片的加工质量。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，包括：激光加工模组与z轴模组，所述激光加工模组为激光、光源以及相机拍摄范围在同一位置的三轴同光模组，所述z轴模组包括z轴导轨，所述激光加工模组设在所述z轴导轨上；所述激光加工模组下方设有预热平台，所述预热平台包括治具平台以及加热棒，所述加热棒穿设在所述治具平台内。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述加热棒在所述治具平台内可设为双边加热、单边加热或弓型加热中的至少一种布局方式。

3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工模组中设有激光头、光源以及定位相机，所述激光头、光源以及定位相机沿x轴并排设置。

4.根据权利要求3所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工模组还包括一光源调节组件，所述光源调节组件设有一安装架，所述激光头、光源以及定位相机均设在所述安装架上方，所述激光头的激光切割位置、所述光源的照射位置、以及所述定位相机的镜头拍摄位置均通过所述光源调节组件反射至同一位置。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述安装架内设有若干反射镜，分别对应设在所述激光头、光源以及定位相机下方；所述安装架内还设有分光镜，所述分光镜设在所述光源下方，所述光源发射的光能够穿透所述分光镜，所述分光镜能够将至少部分由所述光源的工位反射的光输送至所述定位相机。

6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，所述光源调节组件上还设有若干用于调节所述反射镜与分光镜的调节件。

7.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述安装架的底部设有一加工头，所述加工头对应所述预热平台；所述激光头的激光切割位置、所述光源的照射位置、以及所述定位相机的镜头拍摄位置均集中在所述加工头处。

8.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工模组底部设有一激光测距感应器，所述激光测距感应器固定在所述安装架外侧。

9.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述z轴模组还包括电机与丝杆，用于驱动所述激光加工模组在所述z轴导轨上移动。

10.一种激光加工设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一所述的激光加工装置。