CN2598002Y

CN2598002Y - 一种多光点激光加工镜头

Info

Publication number: CN2598002Y
Application number: CNU032355459U
Authority: CN
Inventors: 王海林; 陈泽民; 周卓尤; 曹红兵
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-01-07
Anticipated expiration: 2013-02-21

Abstract

本实用新型公开了一种多光点激光加工镜头，包括位于依次同一光路上的激光传输光纤、准直透镜和聚焦透镜，在激光传输光纤出射端面与准直透镜之间或聚焦透镜与激光加工点之间设有分光光楔。所述分光光楔位于光楔移动机械机构上。所述分光光楔可为双光楔、三光楔或多光楔。本实用新型从光纤出射的激光束被分光光楔分成几束，经过准直透镜后变成几束不同传输方向的平行光，经聚焦透镜后会聚到不同的加工点上，加工点的间距与光楔的位置有关，通过前后移动分光光楔的位置，可以调整加工点间距的大小。分光光楔越靠近准直透镜(或聚焦透镜)，加工点之间的间距越大。该镜头作到了方便调整加工点的间距。该镜头可广泛用于激光多点焊接、多点打孔等一些需要多光点同时加工的场合。

Description

一种多光点激光加工镜头

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，具体涉及一种多光点激光加工镜头；是一种用于激光加工中的间距可以调整的多光点激光加工镜头，主要用于激光能量或功率通过光纤传输的激光焊接、激光打孔等激光应用场合的镜头。

背景技术

在激光焊接或打孔过程中，由于工艺需要，或为了节省时间，降低运行成本，常需要焊接、打孔多点同时进行，为了适应不同的场合，还要求焊点或打孔位置可方便调整。现有的能够实现多光点同时加工的基本技术方案有两种：第一种的基本思路是用分光膜片对激光进行能量分割，或用全反镜对激光进行空间分割，将一束激光分成多束激光，各束激光分别通过不同光纤传输，从光纤出射面射出后通过准直透镜与聚焦透镜聚焦在工件上；第二种技术方案的基本思路是采用一根光纤传输激光，激光从光纤出射端面出射后，经过准直透镜变为平行光，然后经过一副由几片聚焦透镜组合而成的复合聚焦透镜，激光束被空间分割成几束光，最后聚焦到不同的加工点上。

显然第一种技术方案中由于每一路加工点都需要用一根光纤和一套激光加工镜头，造成设备成本高昂，且各光点之间的间距调整不方便；第二种技术方案中激光束只通过一路光纤传输，用一个激光加工镜头，可节约成本，但采用该方案时，各光点之间的间距是固定的，不可调整的，当间距需要改变时，只有更换复合聚焦透镜，间距调整不方便，因而这种方案在使用中受到一定的限制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低成本的间距可以方便调整的多光点激光加工镜头。

为实现上述发明目的，一种多光点激光加工镜头，包括位于依次同一光路上的激光传输光纤、准直透镜和聚焦透镜，其特征在于：在所述激光传输光纤出射端面与准直透镜之间或聚焦透镜与激光加工点之间设有分光光楔。

本实用新型从光纤出射的激光束被分光光楔分成几束，经过准直透镜后变成几束不同传输方向的平行光，经聚焦透镜后会聚到不同的加工点上，加工点的间距与光楔的位置有关，通过前后移动分光光楔的位置，可以调整加工点间距的大小。分光光楔越靠近准直透镜(或聚焦透镜)，加工点这间的间距越大。该镜头可方便调整加工点的间距。

附图说明

图1为间距可调多光点激光加工镜头示意图；

图2为分光光楔示意图。

图中序号为激光传输光纤1、分光光楔2、准直透镜3、聚焦透镜4和激光加工点51、52。L为光纤出射端面到分光光楔的距离，f1为准直透镜焦距，f2为聚焦透镜焦距，α为分光光楔顶角。

具体实施方式如图1所示，一种多光点激光加工镜头，包括位于依次同一光路上的激光传输光纤1、分光光楔2、准直透镜3和聚焦透镜4，在分光光楔2可位于激光传输光纤1出射端面与准直透镜3之间或聚焦透镜4与激光加工点51、52之间。分光光楔2装于一光楔移动机械机构上。可以前后移动。

如图2所示，分光光楔采用双光楔，激光从激光传输光纤1出射后首先照射到分光光楔2上，由于分光光楔对光线有偏折作用，其偏折角δ＝α(n-1)，因此射到双光楔下、下两部分光线被偏折分成两束光，经过准直透镜3后变为两束传输方向不同的平行光，最后被聚焦透镜4聚焦在不同的位置上，根据加工点51、52位置的要求，可前后移动分光光楔，从而调整加工点之间的间距大小。分光光楔越靠近准直透镜(或聚焦透镜)，加工点之间的间距越大，间距的大小由下式决定：

d = \frac{f_{2}}{f_{1}} \cdot 2 δL = \frac{2 f_{2} αL (n - 1)}{f_{1}}

其中n为分光光楔的折射率。顶角α的大小可根据加工点间距的大小来加以选择。

附图1和2中分光光楔为双光楔，但是将其换成三光楔或多光楔也是可以的。

附图1中分光光楔位于光纤出射端面与准直透镜之间，但是若将其置于聚焦透镜与加工点之间也是可以的。

附图1中准直透镜和聚焦透镜为单片镜，但是若将其换为多片组合透镜也是可以的。

本实用新型的核心是采用分光光楔将一束激光分成多束，通过调整分光光楔的位置来调整加工点之间的间距，因此凡是利用移动分光光楔来调整加工点之间的间距的装置，均属于本实用新型保护的范围。

Claims

1、一种多光点激光加工镜头，包括位于依次同一光路上的激光传输光纤、准直透镜和聚焦透镜，其特征在于：在所述激光传输光纤(1)出射端面与准直透镜(3)之间或聚焦透镜(4)与激光加工点(51、52)之间设有分光光楔(2)。

2、根权利要求1所述的激光加工镜头，其特征在于：所述分光光楔(2)位于光楔移动机械机构上。

3、根据权利要求1所述的激光加工镜头，其特征在于：所述分光光楔(2)为双光楔、三光楔或多光楔。