[发明专利]一种激光加工系统及多路激光加工装置

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种激光加工系统及多路激光加工装置。

背景技术

激光切割是利用激光束聚焦形成的高功率密度光斑在极短的时间内将材料加热到几千甚至上万摄氏度，使材料瞬间熔化或汽化，蒸发形成小孔洞后，再使光束与材料相对移动，从而获得窄的连续切缝。连续激光可用于各种材料高效率的切割，红外脉冲激光主要用于金属材料的精密切割，紫外脉冲激光主要用于薄板金属或非金属材料的精密切割。激光切割有以下特点：1)无接触，无工具磨损，切缝窄，热影响区小，切边洁净，切口平行度好，加工精度高，光洁度高；2)切割速度高，易于数控和计算机控制，自动化程度高，并能切割盲槽或多工位操作；3)噪声低，无公害。激光切割可分为汽化切割(>107W·cm-2)、熔化切割(>104W·cm-2)和氧化助燃熔化切割，其中氧化助燃熔化切割应用最为广泛。根据切割材料激光切割分为金属激光切割和非金属激光切割。

目前国内对激光加工的需求，尤其是光纤传导激光切割的需求迅速增加。随着激光器功率不断提升，以及切割要求精细程度提高，对切割头整个光学系统要求像差校正严格，且其光学系统设计所采用的光学器件要求全部使用耐高温、不易变形的光学材料。并且，为了提高工作效率，节约加工成本，一台激光器供多个工位加工的需求量与日俱增。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光加工系统，旨在实现高精细度、高稳定性和高性能加工。

本发明是这样实现的，一种激光加工系统，包括激光器和用于传导激光的光纤，还包括沿着激光的传输方向依次设置的准直模块和聚焦模块，所述准直模块包括第一透镜L1，所述聚焦模块包括第二透镜L2和第三透镜L3，所述第一透镜L1为平凸型或双凸型正透镜，所述第二透镜L2为平凸型或双凸型正透镜，所述第三透镜L3为弯月型或双凹型负透镜；所述聚焦模块形成的聚焦光斑小于衍射极限。

本发明的另一目的在于提供一种多路激光加工装置，旨在实现多路激光同时进行高效率、高精度及高稳定性加工。

本发明是这样实现的，一种多路激光加工装置，包括激光器及用于传导激光的光纤，还包括设置于激光的传输光路上的准直模块、分光模块及多个聚焦模块；

所述准直模块包括第一透镜L1，设置于所述光纤的输出方向；

所述分光模块包括设置于所述第一透镜L1的输出方向的反光镜311，以及设置于所述反光镜311的反射光路上的若干个分光镜；

所述聚焦模块包括第二透镜L2和第三透镜L3，每个所述分光镜的反射光路上设有一个聚焦模块；

所述第一透镜L1为平凸型或双凸型正透镜，所述第二透镜L2为平凸型或双凸型正透镜，所述第三透镜L3为弯月型或双凹型负透镜；

所述反光镜311和位于尾端的分光镜为平面全部反射镜，位于中间的分光镜为平面部分反射部分透射镜；

所述多个聚焦模块的聚焦光斑在同一平面，且所述聚焦光斑小于衍射极限。

本发明提供的激光加工系统具有较传统切割头更精细的光斑以及更高的加工效率，精细光斑增加了聚焦点的能量，有利于提高切割速度和切割质量。光学系统中的光学器件均采用耐高温，不易热变形的光学材料，适用于光束质量好，且激光功率比较高的光路系统。多路激光加工装置中，每路激光加工光路均能实现相同的聚焦效果，一路入射多路出射，多路出射光的光束质量相同，提高了激光器的使用率以及加工效率。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的激光加工系统的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的激光加工系统的光路图；

图3是本发明第一实施例提供的激光加工系统的弥散斑图；

图4是本发明第一实施例提供的激光加工系统的传递函数曲线图；

图5是本发明第二实施例提供的激光加工系统的结构示意图；

图6是本发明第二实施例提供的激光加工系统的弥散斑图；

图7是本发明第二实施例提供的激光加工系统的传递函数曲线图；

图8是本发明第三实施例提供的多路激光加工装置示意图；

图9是本发明第三实施例提供的三路激光加工装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：