RU2711287C1 - Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка - Google Patents

Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка Download PDF

Info

Publication number
RU2711287C1
RU2711287C1 RU2018133020A RU2018133020A RU2711287C1 RU 2711287 C1 RU2711287 C1 RU 2711287C1 RU 2018133020 A RU2018133020 A RU 2018133020A RU 2018133020 A RU2018133020 A RU 2018133020A RU 2711287 C1 RU2711287 C1 RU 2711287C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
focus
laser
optics
lens
laser beam
Prior art date
Application number
RU2018133020A
Other languages
English (en)
Inventor
Давид БЛАСКЕС-САНЧЕС
Original Assignee
Прецитек Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Прецитек Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Прецитек Гмбх Унд Ко. Кг
Application granted granted Critical
Publication of RU2711287C1 publication Critical patent/RU2711287C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к лазерной обрабатывающей головке (1) и может быть использовано для обработки материалов с помощью лазерного излучения. Головка содержит коллиматорную оптику (21) для коллимации расходящегося рабочего лазерного луча (121) и фокусирующую оптику для фокусирования рабочего лазерного луча (12) на подлежащей обработке детали (14). Коллиматорная оптика (21) имеет первую подвижную линзу или линзовую группу (211) с положительным фокусным расстоянием для проекции источника (18) рабочего лазерного луча в виртуальный промежуточный фокус и вторую подвижную линзу или линзовую группу (212) с отрицательным фокусным расстоянием для проекции виртуального промежуточного фокуса в бесконечность. Корпус (10) головки (1) предназначен для прохождения рабочего лазерного луча (12). Проекционная оптика (20) служит для создания рабочего фокуса (15). 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к проекционной оптике для обработки материалов с помощью лазерного излучения и к лазерной обрабатывающей головке, снабженной такой формирующей луч оптикой.
При обработке деталей с помощью лазерного излучения часто требуется установка фокусного положения, т.е. положения главного фокуса лазерного луча относительно лазерной обрабатывающей головки и/или относительно детали, а также диаметра фокуса. Это требуется, например, когда при лазерной резке обработка переходит с тонких металлических листов на толстые металлические листы. Если при этом диаметр фокуса не может изменяться в достаточно большом диапазоне, то необходимо заменять обрабатывающую оптику, что снижает производительность лазерной обрабатывающей установки.
Оптическая система, с помощью которой при постоянном положении объекта и изображения можно изменять величину изображения, т.е. при обработке материалов с помощью лазерного излучения можно изменять диаметр фокуса, известна в технической оптике как система с переменным фокусным расстоянием. Системы с переменным фокусным расстоянием обеспечивают возможность установки масштаба проекции, т.е. отношения диаметра фокуса к диаметру источника лазерного луча (например, выходной поверхности лазера световодного волокна), например, с помощью применения афокального телескопа между коллиматорной и фокусирующей оптикой. Такие афокальные телескопы состоят, как правило, из трех или четырех линзовых групп. Описание афокальных телескопов приведено, например, в US 4353617 А и в ЕР 0 723 834 А. Обычно требуются два движения для реализации установки диаметра фокуса без изменения положения фокуса. При этом одно движение одной линзы или группы линз системы с переменным фокусным расстоянием служит для изменения диаметра фокуса, в то время как второе движение другой линзы или группы линз системы с переменным фокусным расстоянием служит для компенсации изменения положения фокуса, т.е. для сдвига фокуса обратно в его первоначальное положение. Однако для промышленной обработки материалов с помощью лазерного излучения в диапазоне в несколько киловатт важно удерживать количество оптических элементов небольшим, поскольку, как правило, с увеличением количества оптических элементов увеличиваются не желательные эффекты, и они усиливают друг друга. Примером этого является термический сдвиг фокуса, т.е. изменение преломления или фокусного расстояния линзы или оптической системы вследствие зависящего от температуры показателя преломления и/или теплового расширения материала линзы.
Из DE 198 25 092 С2 известна лазерная система для создания фокусированного лазерного луча с изменяемым диаметром фокуса, в которой между неподвижной коллиматорной линзой и подвижной в направлении оптической оси фокусирующей линзой предусмотрен также подвижный в направлении оптической оси отрицательный (вогнутый) оптический элемент (рассеивающая линза). За счет изменения расстояния между рассеивающей линзой и фокусирующей линзой можно изменять диаметр фокуса лазерного луча. Для того чтобы плоскость фокуса оставалась в плоскости детали, систему из рассеивающей линзы и фокусирующей линзы необходимо, соответственно, сдвигать в направлении оптической оси системы.
Недостатком здесь является то, что необходимы большие механические затраты в зоне фокусирования, поскольку из-за близости к месту обработки и связанной с этим высокой термической нагрузки и опасности загрязнения вследствие металлических брызг, густого дыма и т.п., предъявляются особые требования к прочности и доступности.
Из DE 20 2010 006 047 U1 известен блок формирования луча для фокусирования лазерного луча, который имеет коллиматорную оптику из двух подвижных в лазерной обрабатывающей головке вдоль оптической оси, собирательных оптических элементов и фокусирующей оптики. При этом коллиматорная оптика выполнена по типу телескопа Кеплера. При этом подвижный первый оптический элемент служит для установки диаметра фокуса, а второй подвижный оптический элемент служит для компенсации или установки положения фокуса.
Поскольку здесь в коллимационной зоне имеется реальный промежуточный фокус, то известная оптическая система имеет большую общую длину.
Из DE 10 2011 117 607 А1 известна другая оптика для лазерного излучения с изменяемым масштабом проекции, в которой предусмотрен коллимационный объектив и фокусирующая оптика. При этом коллимационный объектив состоит из первой подвижной группы собирательных линз, второй подвижной группы собирательных линз и третьей неподвижной или подвижной в осевом направлении группы собирательных линз. За счет сдвига первых обеих линзовых групп относительно друг друга можно устанавливать диаметр фокуса. Если третья линзовая группа также подвижна в осевом направлении, то можно также переставлять положение фокуса.
Здесь также подвижные оптические элементы лежат в коллимационной зоне, однако за счет применяемого здесь количества оптических элементов, особенно критическими является обычные термические проблемы при лазерной обработке материалов, такие как, например, термический сдвиг фокуса.
В основу изобретения положена задача создания проекционной оптики для обработки материалов с помощью лазерного излучения, которая конструктивно более простым и компактным образом обеспечивает возможность гибкой установки положения фокуса и диаметра фокуса. Другой задачей изобретения является создание лазерной обрабатывающей головки с такой проекционной оптикой.
Эта задача решается с помощью проекционной оптики, согласно пункту 1 формулы изобретения, и лазерной обрабатывающей головки, согласно пункту 2 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению, предлагается проекционная оптика для лазерного излучения с регулируемым положением фокуса, а также с регулируемым диаметром фокуса. При этом система с переменным фокусным расстоянием содержит коллиматорную оптику из первой подвижной линзы или линзовой группы с положительным фокусным расстоянием и вторую подвижную линзу или линзовую группу с отрицательным фокусным расстоянием, а также фокусирующий элемент. Первая подвижная линза или линзовая группа с положительным фокусным расстоянием служит для проекции источника рабочего лазерного луча в виртуальный промежуточный фокус, и вторая подвижная линза или линзовая группа (212) с отрицательным фокусным расстоянием служит для проекции виртуального промежуточного фокуса в бесконечность, так что фокусирующая оптика проецирует источник рабочего лазерного луча в свой главный фокус.
Кроме того, лазерная обрабатывающая головка снабжена корпусом, предназначенный для прохождения через него рабочего лазерного луча, для создания рабочего фокуса с помощью проекционной оптики, согласно изобретению.
Таким образом, с помощью изобретения может достигаться одновременно максимальный диапазон регулирования положения фокуса при уменьшенном количестве оптических элементов линзовых групп и минимальная конструктивная длина.
В одной предпочтительной модификации лазерной обрабатывающей головки, согласно изобретению, предусмотрено, что первая подвижная линза или линзовая группа и вторая подвижная линза или линзовая группа установлены с возможностью сдвига для установки диаметра фокуса и/или положение фокуса с помощью соответствующего сервопривода.
В принципе возможно, что оба сервопривода соединены друг с другом через передачу, так что сдвиги линз или линзовых групп осуществляются синхронно и/или пропорционально относительно друг друга. Однако целесообразный вариант выполнения изобретения характеризуется тем, что сервоприводы являются независимыми друг от друга. Это обеспечивает не только преимущество возможности механически простой конструкции, но также простую возможность учета при смене рабочего лазерного излучения зависимости от длины волны фокусного расстояния оптических элементов при установке диаметра фокуса и/или положения фокуса.
Регулирование положения подвижных линз или линзовых групп относительно друг друга и относительно фокусирующей оптики осуществляется в зависимости от вида обработки и длины волны лазера с помощью управляющего блока, который предпочтительно является программируемым.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично, в упрощенном виде изображено:
фиг. 1 - лазерная обрабатывающая головка, согласно изобретению; и
фиг. 2а-2с - проекционная оптика, согласно изобретению, при этом линзовые группы занимают различные положения сдвига относительно друг друга.
На фигурах одинаковые конструктивные элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фиг. 1 показана лазерная обрабатывающая головка 10, через которую проходит подаваемый через световодное волокно 11 рабочий лазерный луч 12 и отклоняется на деталь 14. Выходящий из световодного волокна 11 расходящийся рабочий лазерный луч 121 с помощью проекционной оптики 20 фокусируется в рабочем фокусе 15 на, выше или ниже поверхности 16 детали 14.
Проекционная оптика 20 содержит коллиматорную оптику 21 и фокусирующую оптику 22. Коллиматорная оптика 21 содержит первую подвижную линзу или линзовую группу 211 с положительным фокусным расстоянием и вторую подвижную линзу или линзовую группу 212 с отрицательным фокусным расстоянием. Первая и вторая подвижные линзы или линзовые группы 211, 212 могут для установки диаметра фокуса и/или положения фокуса перемещаться в осевом направлении с помощью соответствующих сервоприводов А, В вдоль оптической оси 17, как обозначено стрелками.
Сервоприводы А, В, которые являются независимыми друг от друга, управляются управляющим блоком 30, как обозначено штриховыми линиями 31, 32, так что регулирование положения подвижных линз или линзовых групп 211, 212 относительно друг друга и относительно фокусирующей оптики 22 осуществляется в зависимости от длины волны лазера и вида обработки.
Управляющий блок 30, который предпочтительно выполнен с возможностью программирования через подходящий беспроводной или проводной интерфейс 33, может быть соединен не изображенным здесь образом с машинным управлением лазерного обрабатывающего устройства, в котором применяется лазерная обрабатывающая головка 1, согласно изобретению. Таким образом, управляющий блок 30 может простым образом предоставлять в распоряжение всю требуемую для перестановки линз или линзовых групп 211, 212 информацию о длине волны лазера, виде обработки, такой как лазерная резка или сварка, виде материала, такого как металл или пластмасса, толщине металлического листа и т.п.
На фиг. 2а-2с показаны положения подвижных линзовых групп 211, 212 относительно друг друга, относительно фокусирующей оптики 22 и относительно источника 18 рабочего лазерного луча, который образован выходной поверхностью световодного волокна 11, и который пригоден для резки тонкого металлического листа с толщиной около 5 мм или меньше, среднего металлического листа с толщиной от около 5 мм до около 10 мм, соответственно, толстого металлического листа с толщиной более 10 мм.
На фиг. 2а показано в качестве примера положение первой и второй подвижных линз или линзовых групп 211, 212 коллиматорной оптики 21 для резки тонкого металлического листа, при которой рабочий лазерный луч 12 может иметь в зоне фокуса 15 относительно небольшой диаметр при сравнительно короткой релеевской длине. Для тонкого металлического листа обычными являются небольшие диаметры фокуса примерно 100-150 мкм.
Если учитываются проекционные свойства линзовой системы, согласно следующему уравнению
m=NA/NA',
где m - увеличение, NA - числовая апертура системы на стороне объектива и NA' - числовая апертура системы на стороне изображения, то в показанном на фиг. 2а примере выполнения, в котором числовая апертура NA' на стороне изображения примерно равна числовой апертуре NA на стороне объектива, получается увеличение m ≈ 1. Таким образом, при диаметре фокуса примерно 100 мкм получается оптимальный диаметр фокуса для резки тонкого металлического листа.
Если необходимо уменьшить диаметр луча, то первая подвижная линзовая группа 211 с положительным фокусным расстоянием перемещается ближе к источнику 18 рабочего лазерного луча, за счет чего создаваемое первой подвижной линзовой группой изображение источника 18 рабочего лазерного луча отодвигается от первой подвижной линзовой группы 211. В соответствии с этим, для компенсации положения фокуса, вторая подвижная линзовая группа 212 с отрицательным фокусным расстоянием должна быть сдвинута настолько, что изображение источника 18 рабочего лазерного луча находится в фокусе второй подвижной линзовой группы 212 с отрицательным фокусным расстоянием, так что оно с помощью этой второй подвижной линзовой группы 212 проецируется в бесконечность. В соответствии с этим, лазерный фокус 15 снова лежит в фокусе фокусирующей оптики 22.
Для получения особенно длинной релеевской длины при большом диаметре фокуса, которая желательна при резке толстых металлических листов, первая подвижная линзовая группа 211, как показано на фиг. 2с, перемещается еще ближе к источнику рабочего лазерного луча, в то время как вторая подвижная линзовая группа 212 должна перемещаться еще ближе к фокусирующей оптике 22. В частности, на фиг. 2с показано, что численная апертура NA' на стороне изображения меньше числовой апертуры NA на стороне объектива, так что увеличение m>1.
Большое преимущество проекционной оптики 20 состоит в том, что наряду с простой и гибкой установкой положения фокуса и диаметра фокуса, обеспечивается также расширенный диапазон регулирования положения фокуса. В частности, диапазон регулирования положения фокуса может быть максимизирован без перестановки фокусирующей оптики 22, поскольку диаметр фокуса и положение фокуса могут устанавливаться с помощью подвижных линзовых групп 211, 212 в коллимационной зоне, а не с помощью оптических элементов зоны фокусирования. Для этого, в частности, используется, что изменения положения фокуса линейно изменяются с изменением положения фокусирующей оптики 22, в то время как изменения положения фокуса зависят от изменения оптического элемента в коллимационной зоне во второй степени. За счет этого получается, что уже небольшие сдвиги подвижных линзовых групп 211, 212 в коллимационной зоне приводят к большим сдвигам положения фокуса.
Другое преимущество проекционной оптики, согласно изобретению, состоит в том, что использование коллиматорной оптики 21, которая, согласно изобретению, выполнена по типу телескопа Галилея, обеспечивает небольшую конструктивную длину проекционной оптики 20 без реального промежуточного фокуса.
Все это достигается с помощью в целом лишь трех линзовых групп, из них двух линзовых групп в зоне коллимации и одной - в зоне фокусирования, при этом подвижными являются лишь первые две группы. За счет этого оптика с переменным фокусным расстоянием проекционной оптики, согласно изобретению, получается конструктивно очень простой и одновременно не чувствительной к термическому сдвигу фокуса.

Claims (9)

1. Лазерная обрабатывающая головка (1), содержащая
корпус (10), через который обеспечивается возможность прохождения рабочего лазерного луча (12), и
проекционную оптику (20) для обработки материалов с помощью лазерного излучения, которая имеет коллиматорную оптику (21) для коллимации расходящегося рабочего лазерного луча (121) и фокусирующую оптику (22) для фокусирования рабочего лазерного луча (12) на подлежащей обработке детали (14),
при этом коллиматорная оптика (21) имеет первую подвижную линзу или линзовую группу (211) с положительным фокусным расстоянием для проекции источника (18) рабочего лазерного луча в виртуальный промежуточный фокус и вторую подвижную линзу или линзовую группу (212) с отрицательным фокусным расстоянием для проекции виртуального промежуточного фокуса в бесконечность.
2. Лазерная обрабатывающая головка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий лазерный луч (12) подается через световодное волокно (11) с диаметром волокна около 100 мкм.
3. Лазерная обрабатывающая головка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первая подвижная линза или линзовая группа (211) и вторая подвижная линза или линзовая группа (212) установлены с возможностью сдвига для регулирования диаметра фокуса и/или положения фокуса с помощью соответствующего сервопривода (А, В).
4. Лазерная обрабатывающая головка (1) по п. 3, отличающаяся тем, что сервоприводы (А, В) являются независимыми друг от друга.
5. Лазерная обрабатывающая головка (1) по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что регулирование положения подвижных линз или линзовых групп (211, 212) относительно друг друга и относительно фокусирующей оптики (22) осуществляется в зависимости от вида обработки и длины волны лазера с помощью управляющего блока (30).
6. Лазерная обрабатывающая головка (1) по п. 5, отличающаяся тем, что управляющий блок (5) выполнен с возможностью программирования.
RU2018133020A 2016-05-04 2017-05-03 Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка RU2711287C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016005376.3 2016-05-04
DE102016005376.3A DE102016005376A1 (de) 2016-05-04 2016-05-04 Abbildungsoptik für die Materialbearbeitung mittels Laserstrahlung und Laserbearbeitungskopf mit einer solchen
PCT/EP2017/060539 WO2017191191A1 (de) 2016-05-04 2017-05-03 Abbildungsoptik für die materialbearbeitung mittels laserstrahlung und laserbearbeitungskopf mit einer solchen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711287C1 true RU2711287C1 (ru) 2020-01-16

Family

ID=58664723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133020A RU2711287C1 (ru) 2016-05-04 2017-05-03 Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11103958B2 (ru)
EP (1) EP3452246A1 (ru)
JP (1) JP6770093B2 (ru)
KR (2) KR102364197B1 (ru)
CN (1) CN108712939A (ru)
CA (1) CA3013264C (ru)
DE (1) DE102016005376A1 (ru)
RU (1) RU2711287C1 (ru)
WO (1) WO2017191191A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725685C1 (ru) * 2019-08-27 2020-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Перестраиваемый оптический формирователь масштабируемого плоского однородного лазерного пучка
RU2771495C1 (ru) * 2021-07-05 2022-05-05 Общество с ограниченной ответственностью "Полихром" Устройство многопозиционной фокусировки равномерного лазерного излучения для построения металлических деталей методом селективного лазерного плавления

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU100753B1 (de) 2018-03-28 2019-10-01 Highyag Lasertechnologie Gmbh Zoomoptik
DE102018133020A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Precitec Gmbh & Co. Kg Vorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem und Laserbearbeitungssystem mit einer derartigen Vorrichtung
EP3747588A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-09 Bystronic Laser AG Bearbeitungsvorrichtung zur laserbearbeitung eines werkstücks und verfahren zur laserbearbeitung eines werkstücks
CN110434472B (zh) * 2019-07-11 2021-05-04 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光打标设备及其调焦方法
CN113751862A (zh) * 2020-05-29 2021-12-07 方强 基于两片透镜的变焦对焦激光切割头
CN113798659A (zh) * 2020-05-29 2021-12-17 方强 光学变焦对焦镜头及其机械结构、光学结构及其使用方法
DE102020122410B3 (de) * 2020-08-27 2021-11-04 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Fokussiervorrichtung und Verfahren zum Fokussieren einer Objektivlinse
US20220283416A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-08 Ii-Vi Delaware, Inc. Dynamic Focus For Laser Processing Head
WO2022205082A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Laser system for dicing semiconductor structure and operation method thereof
DE102022109848A1 (de) * 2022-04-25 2023-10-26 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Laserbearbeitungskopf und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN114682907B (zh) * 2022-06-04 2022-09-02 济南邦德激光股份有限公司 一种高功率激光切割光路系统、激光切割头及其使用方法
CN115183200B (zh) * 2022-07-11 2023-11-24 济南和普威视光电技术有限公司 一种超大角度大变倍比光纤耦合半导体激光器照明镜头

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54102694A (en) * 1978-01-31 1979-08-13 Toshiba Corp Laser irradiation device
JPS56122690A (en) * 1980-02-28 1981-09-26 Nec Corp Laser welding device
JPS571594A (en) * 1980-06-03 1982-01-06 Nec Corp Laser working machine
JPH0538590A (ja) * 1991-08-05 1993-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置
JPH1099986A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ出射鏡筒と積層板製造プレス装置
JP2003251476A (ja) * 2002-03-01 2003-09-09 Denso Corp 高密度エネルギー加工装置及び高密度エネルギー加工方法
UA4280U (ru) * 2004-04-15 2005-01-17 Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут" Устройство для лазерной обработки
JP2010125510A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Sunx Ltd レーザ加工装置
RU2420379C1 (ru) * 2009-12-28 2011-06-10 Сергей Юрьевич Моссаковский Способ нанесения волнистой фактуры на поверхность
JP5038590B2 (ja) * 2004-11-04 2012-10-03 大王製紙株式会社 塗工紙の製造方法及び製造設備
UA74855U (ru) * 2012-05-10 2012-11-12 Дмитрий Владимирович Короткий Объектив для лазерной обработки
RU2556186C2 (ru) * 2011-02-18 2015-07-10 Гээсунь Отомэйшн Текнолоджи Ко., Лтд. Машина для лазерной резки полюсных пластин

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353617A (en) 1980-11-18 1982-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Optical system capable of continuously varying the diameter of a beam spot
GB9501412D0 (en) 1995-01-25 1995-03-15 Lumonics Ltd Laser apparatus
CN2293794Y (zh) * 1997-04-28 1998-10-07 中国科学技术大学 可调式半导体激光准直头
DE19825092C2 (de) 1998-06-05 2000-03-16 Baasel Carl Lasertech Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser
JP2003251475A (ja) 2002-03-01 2003-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工方法
US20030227614A1 (en) 2002-06-05 2003-12-11 Taminiau August A. Laser machining apparatus with automatic focusing
JP4988160B2 (ja) * 2005-02-08 2012-08-01 日産自動車株式会社 レーザ溶接装置、レーザ溶接システム、およびレーザ溶接方法
US20080267228A1 (en) * 2005-10-02 2008-10-30 Zachary Sacks Fiber Lasers
DE102008048502A1 (de) * 2008-09-23 2010-04-01 Precitec Kg Optische Vorrichtung zur Fokussierung eines Laserstrahls in einen Arbeitsfokus, insbesondere zur Fokussierung eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungskopf zur Materialbearbeitung
DE202010006047U1 (de) * 2010-04-22 2010-07-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Strahlformungseinheit zur Fokussierung eines Laserstrahls
DE102011117607B4 (de) 2011-10-28 2017-03-30 Highyag Lasertechnologie Gmbh Optisches System und Verwendung des optischen Systems
JP5623455B2 (ja) * 2012-03-29 2014-11-12 三菱電機株式会社 レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置
CN102974939A (zh) * 2012-11-19 2013-03-20 无锡市亚青机械厂 可调聚焦点的激光焊接装置
JP6083284B2 (ja) * 2013-03-26 2017-02-22 オムロン株式会社 レーザ加工装置
CN104317065B (zh) * 2013-11-28 2017-02-01 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种双波长激光准直光学系统
CN103633557B (zh) * 2013-12-11 2016-08-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种激光雷达半导体激光光源准直扩束装置
JP6420550B2 (ja) * 2014-02-12 2018-11-07 三菱重工業株式会社 レーザ切断装置
DE102015108248B4 (de) 2015-05-26 2024-02-08 Scanlab Gmbh System für Lasermaterialbearbeitung und Verfahren zum Einstellen der Größe und Position eines Laserfokus
JP6114431B1 (ja) * 2016-04-01 2017-04-12 株式会社アマダホールディングス レーザ加工機

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54102694A (en) * 1978-01-31 1979-08-13 Toshiba Corp Laser irradiation device
JPS56122690A (en) * 1980-02-28 1981-09-26 Nec Corp Laser welding device
JPS571594A (en) * 1980-06-03 1982-01-06 Nec Corp Laser working machine
JPH0538590A (ja) * 1991-08-05 1993-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置
JPH1099986A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ出射鏡筒と積層板製造プレス装置
JP2003251476A (ja) * 2002-03-01 2003-09-09 Denso Corp 高密度エネルギー加工装置及び高密度エネルギー加工方法
UA4280U (ru) * 2004-04-15 2005-01-17 Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут" Устройство для лазерной обработки
JP5038590B2 (ja) * 2004-11-04 2012-10-03 大王製紙株式会社 塗工紙の製造方法及び製造設備
JP2010125510A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Sunx Ltd レーザ加工装置
RU2420379C1 (ru) * 2009-12-28 2011-06-10 Сергей Юрьевич Моссаковский Способ нанесения волнистой фактуры на поверхность
RU2556186C2 (ru) * 2011-02-18 2015-07-10 Гээсунь Отомэйшн Текнолоджи Ко., Лтд. Машина для лазерной резки полюсных пластин
UA74855U (ru) * 2012-05-10 2012-11-12 Дмитрий Владимирович Короткий Объектив для лазерной обработки

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725685C1 (ru) * 2019-08-27 2020-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Перестраиваемый оптический формирователь масштабируемого плоского однородного лазерного пучка
RU2771495C1 (ru) * 2021-07-05 2022-05-05 Общество с ограниченной ответственностью "Полихром" Устройство многопозиционной фокусировки равномерного лазерного излучения для построения металлических деталей методом селективного лазерного плавления

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017191191A1 (de) 2017-11-09
DE102016005376A1 (de) 2017-11-09
US11103958B2 (en) 2021-08-31
CA3013264A1 (en) 2017-11-09
US20190151997A1 (en) 2019-05-23
KR20180125564A (ko) 2018-11-23
CA3013264C (en) 2020-04-28
CN108712939A (zh) 2018-10-26
JP6770093B2 (ja) 2020-10-14
KR102364197B1 (ko) 2022-02-17
JP2019514695A (ja) 2019-06-06
EP3452246A1 (de) 2019-03-13
KR20210021145A (ko) 2021-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2711287C1 (ru) Проекционная оптика для обработки металла с помощью лазерного излучения и содержащая ее лазерная обрабатывающая головка
CN107666981B (zh) 激光材料加工系统和调节激光焦点的尺寸和位置的方法
JP2019144426A (ja) 光照射装置、光照射装置を用いた光加工装置、光照射方法、及び光加工方法
CN103552244A (zh) 基于多激光器扫描系统的3d激光打印装置
KR890003075A (ko) 레이저 가공 장치
US11590607B2 (en) Method and device for machining by means of interfering laser radiation
US11686889B2 (en) Systems and methods for direct laser melting of metals using non-diffracting laser beams
TW201602640A (zh) 光照射裝置及描繪裝置
CN105467601A (zh) 一种利用二元波带片设计衍射多焦点元件实现轴向多焦点的方法
US3679286A (en) Zoom lens objective for stereoscopic vision microscopes
JP2019018233A (ja) レーザ加工機
JPH0332484A (ja) レーザ加工装置
US20090323176A1 (en) Single wavelength ultraviolet laser device
JPH0290119A (ja) レーザ描画機の集光光学装置
CN108663817A (zh) 能够改变光束的传播方向的光学装置和包括该装置的系统
Laskin et al. Applying of refractive spatial beam shapers with scanning optics
JP2005157358A (ja) 特に高出力ダイオード・レーザに対するビーム整形のための屈折性・回折性ハイブリッド型レンズ
JP2003255256A (ja) 光スキャニング装置
KR20080099582A (ko) 장거리용 적외선 레이저 조사기의 빔 크기 가변형 렌즈시스템
JP2008153448A (ja) レーザー描画装置
JP2019020731A (ja) レーザビームの線形強度分布を生成するための装置
JP2020532431A (ja) 材料加工用の装置および方法
RU2771495C1 (ru) Устройство многопозиционной фокусировки равномерного лазерного излучения для построения металлических деталей методом селективного лазерного плавления
KR102425179B1 (ko) 라인빔 형성장치
JP2019042793A (ja) レーザ加工機