一種激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光加工技術(shù)，具體的說(shuō)是一種應(yīng)用于加工幅面較大的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光加工應(yīng)用中，用于加工的激光束通過(guò)光學(xué)聚焦系統(tǒng)將激光束聚焦為較小的光斑，獲得很高的功率密度使材料被加熱、熔化或蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割、焊接、熔覆、鉆孔等加工應(yīng)用。由于激光光束不是平行的，當(dāng)激光加工頭裝置在機(jī)械設(shè)備上移動(dòng)時(shí)，激光光路傳遞的距離會(huì)隨之變化，激光光束的直徑和焦點(diǎn)位置也在不斷改變，激光光路傳遞的越遠(yuǎn)，激光功率密度會(huì)下降的越多，光斑會(huì)變得越大，結(jié)果會(huì)造成遠(yuǎn)離激光發(fā)生器一端的材料加工質(zhì)量和精度達(dá)不到加工要求，因此限制了大幅面激光加工設(shè)備的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能夠解決大幅面激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償問(wèn)題且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的:
[0005]—種激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，包括激光發(fā)生器，其特征在于:所述激光發(fā)生器的發(fā)射光束沿X軸方向經(jīng)第一曲率可調(diào)鏡片反射后形成沿Y軸方向行進(jìn)的第一反射光束，第一反射光束經(jīng)第二曲率可調(diào)鏡片聚焦反射后形成沿Z軸方向行進(jìn)的第二反射光束，第二反射光束進(jìn)入激光切割頭后聚焦形成切割光束對(duì)物料進(jìn)行切割加工;所述的第一曲率可調(diào)鏡片和/或第二曲率可調(diào)鏡片分別由控制系統(tǒng)控制其曲率的變化以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的發(fā)散和/或聚焦反射進(jìn)而構(gòu)成激光光路補(bǔ)償。
[0006]所述的第一曲率可調(diào)鏡片和第二曲率可調(diào)鏡片分別由對(duì)應(yīng)的第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)控制且第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)同時(shí)與控制系統(tǒng)相連接。
[0007]所述的控制系統(tǒng)根據(jù)激光切割頭的實(shí)時(shí)位置信息，調(diào)整第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制電壓以相應(yīng)改變第一曲率可調(diào)鏡片和第二曲率可調(diào)鏡片鏡腔內(nèi)的氣壓，最終分別改變第一曲率可調(diào)鏡片和第二曲率可調(diào)鏡片的實(shí)時(shí)曲率。
[0008]所述激光切割頭的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡，第二反射光束經(jīng)聚焦鏡聚焦形成切割光束后由切割光束上的激光焦點(diǎn)對(duì)物料進(jìn)行切割加工。
[0009]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本實(shí)用新型的光路補(bǔ)償裝置能夠根據(jù)激光切割頭在加工幅面上的不同位置，分別對(duì)第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和/或第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)出變化的電壓指令，第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和/或第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，分別調(diào)節(jié)第一曲率可調(diào)鏡片和/或第二曲率可調(diào)鏡片鏡腔內(nèi)的氣體壓力，以改變相應(yīng)鏡片的曲率，根據(jù)需要對(duì)光路上的光束進(jìn)行發(fā)散和/或聚焦，以保證在整個(gè)加工幅面內(nèi)加工激光的功率密度和光斑大小基本一致;該光路補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且補(bǔ)償精度高，故適宜推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖1為本實(shí)用新型的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖2為本實(shí)用新型的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置光路傳輸示意圖。
[0013]其中:1一激光發(fā)生器；2—發(fā)射光束；3—第一曲率可調(diào)鏡片；4一第一反射光束；5—第二曲率可調(diào)鏡片;6—第二反射光束;7—激光切割頭;8—聚焦鏡;9 一切割光束；10—激光焦點(diǎn)；11 一控制系統(tǒng)；12一第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；13一第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]如圖1-2所示:一種激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，包括放置在X軸上的激光發(fā)生器1、設(shè)置于X、Y軸方向交點(diǎn)上的第一曲率可調(diào)鏡片3、設(shè)置于Y、Z軸方向交點(diǎn)上的第二曲率可調(diào)鏡片5、安裝在Ζ軸方向上的激光切割頭7以及設(shè)在該激光切割頭7內(nèi)的聚焦鏡8，該激光發(fā)生器1的發(fā)射光束2沿X軸方向經(jīng)第一曲率可調(diào)鏡片3反射后形成沿Υ軸方向行進(jìn)的第一反射光束4，第一反射光束4經(jīng)第二曲率可調(diào)鏡片5聚焦反射后形成沿Ζ軸方向行進(jìn)的第二反射光束6，第二反射光束6進(jìn)入激光切割頭7后聚焦形成切割光束9對(duì)物料進(jìn)行切割加工;上述第一曲率可調(diào)鏡片3和/或第二曲率可調(diào)鏡片5分別由控制系統(tǒng)11控制其曲率的變化以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的發(fā)散和/或聚焦反射進(jìn)而構(gòu)成激光光路補(bǔ)償。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，第一曲率可調(diào)鏡片3和第二曲率可調(diào)鏡片5選用氣動(dòng)調(diào)節(jié)，具體的說(shuō)，第一曲率可調(diào)鏡片3和第二曲率可調(diào)鏡片5分別由對(duì)應(yīng)的第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13對(duì)應(yīng)控制且第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13同時(shí)與控制系統(tǒng)11相連接;控制系統(tǒng)11根據(jù)激光切割頭7的實(shí)時(shí)位置信息，調(diào)整第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和/或第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13的控制電壓以相應(yīng)改變第一曲率可調(diào)鏡片3和/或第二曲率可調(diào)鏡片5鏡腔內(nèi)的氣壓，最終分別改變第一曲率可調(diào)鏡片3和/或第二曲率可調(diào)鏡片5的實(shí)時(shí)曲率以實(shí)現(xiàn)光路的實(shí)時(shí)補(bǔ)償。另外該激光切割頭7的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡8，第二反射光束6經(jīng)聚焦鏡8聚焦形成切割光束9后由切割光束9上的激光焦點(diǎn)10對(duì)物料進(jìn)行切割加工。
[0016]本實(shí)用新型的光路補(bǔ)償裝置能夠根據(jù)激光切割頭7在加工幅面上的不同位置，分別對(duì)第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和/或第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13發(fā)出變化的電壓指令，第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12和/或第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)13根據(jù)控制系統(tǒng)11的指令，分別調(diào)節(jié)第一曲率可調(diào)鏡片3和/或第二曲率可調(diào)鏡片5鏡腔內(nèi)的氣體壓力，以改變相應(yīng)鏡片的曲率，根據(jù)需要對(duì)光路上的光束進(jìn)行發(fā)散和/或聚焦，以保證在整個(gè)加工幅面內(nèi)加工激光的功率密度和光斑大小基本一致;該光路補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且補(bǔ)償精度高，故適宜推廣使用。
[0017]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)；本實(shí)用新型未涉及的技術(shù)均可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，包括激光發(fā)生器(1)，其特征在于:所述激光發(fā)生器(1)的發(fā)射光束(2)沿X軸方向經(jīng)第一曲率可調(diào)鏡片(3)反射后形成沿Y軸方向行進(jìn)的第一反射光束(4)，第一反射光束(4)經(jīng)第二曲率可調(diào)鏡片(5)反射后形成沿Z軸方向行進(jìn)的第二反射光束(6)，第二反射光束(6)進(jìn)入激光切割頭(7)后聚焦形成切割光束(9)對(duì)物料進(jìn)行切割加工;所述的第一曲率可調(diào)鏡片(3)和/或第二曲率可調(diào)鏡片(5)分別由控制系統(tǒng)(11)控制其曲率的變化以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的發(fā)散和/或聚焦反射進(jìn)而構(gòu)成激光光路補(bǔ)償。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述的第一曲率可調(diào)鏡片(3)和第二曲率可調(diào)鏡片(5)分別由對(duì)應(yīng)的第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(12)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(13)對(duì)應(yīng)控制且第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(12)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(13)同時(shí)與控制系統(tǒng)(11)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述的控制系統(tǒng)(11)根據(jù)激光切割頭(7)的實(shí)時(shí)位置信息，調(diào)整第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(12)和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(13)的控制電壓以相應(yīng)改變第一曲率可調(diào)鏡片(3)和第二曲率可調(diào)鏡片(5)鏡腔內(nèi)的氣壓，最終分別改變第一曲率可調(diào)鏡片(3)和第二曲率可調(diào)鏡片(5)的實(shí)時(shí)曲率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述激光切割頭(7)的內(nèi)腔中設(shè)有聚焦鏡(8)，第二反射光束(6)經(jīng)聚焦鏡(8)聚焦形成切割光束(9)后由切割光束(9 )上的激光焦點(diǎn)(10 )對(duì)物料進(jìn)行切割加工。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光加工設(shè)備的光路補(bǔ)償裝置，包括激光發(fā)生器（1），所述激光發(fā)生器（1）的發(fā)射光束（2）沿X軸方向經(jīng)第一曲率可調(diào)鏡片（3）反射后形成沿Y軸方向行進(jìn)的第一反射光束（4），第一反射光束（4）經(jīng)第二曲率可調(diào)鏡片（5）聚焦反射后形成沿Z軸方向行進(jìn)的第二反射光束（6），第二反射光束（6）進(jìn)入激光切割頭（7）后形成切割光束（9）對(duì)物料進(jìn)行切割加工；所述的第一曲率可調(diào)鏡片（3）和/或第二曲率可調(diào)鏡片（5）分別由控制系統(tǒng)（11）控制其曲率的變化以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的發(fā)散和/或聚焦反射進(jìn)而構(gòu)成激光光路補(bǔ)償。本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整相應(yīng)鏡片的曲率以保證在整個(gè)加工幅面內(nèi)加工激光的功率密度和光斑大小基本一致。
【IPC分類】B23K26/38, B23K26/04
【公開號(hào)】CN205096718
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520889749
【發(fā)明人】周海京, 馬俊, 陳智華, 徐磊, 李鋼富
【申請(qǐng)人】南京光谷諾太精工科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日