[发明专利]一种可调节光斑能量密度分布的激光切割头

说明书

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其是一种可调节光斑能量密度分布的激光切割头。

背景技术

目前，激光切割头是通过汇聚激光能量对板材进行切割的加工设备，市面上不论是单模激光发生器还是多模发生器都是中心能量密度高而四周能量密度较低。在实际应用过程中，在穿孔时需要用到中心部位的能量而在切割时需要用到四周的能量，现有的激光切割头不能对聚焦光斑能量分布进行调整，因此切割时速度及切割质量上还有些不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可调节光斑能量密度分布的激光切割头，提高切割的效率以及切割的质量。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种可调节光斑能量密度分布的激光切割头，包括光纤连接器和分光模块座，在所述光纤连接器发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜、分光镜组和聚焦镜，所述分光镜组设在所述分光模块座的空腔中，所述分光模块座上还设有控制分光镜组的旋转装置，所述分光镜组在旋转装置的驱动下进行旋转。

进一步地，所述分光镜组包括分光棱角压圈、上分光棱镜、下分光棱镜和分光棱镜座，所述上分光棱镜和下分光棱镜之间设有分光棱镜隔圈，所述上分光棱镜和下分光棱镜设在所述分光棱镜座内部，所述分光棱镜压圈设在所述上分光棱镜的上方。

进一步地，所述旋转装置包括电机盖板、电机、弹性联轴器和和镜座转轴，所述镜座转轴与所述分光棱镜座刚性连接，所述分光棱镜座在电机的带动下围绕所述镜座转轴的轴线转动。

进一步地，所述电机是直流伺服空心杯电机，该电机具有起动、制动迅速，相应速度快的优点。

进一步地，所述分光模块座上还有模块座盖板。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明通过在准直镜和聚焦镜之间增加分光镜组，并且该分光镜组可以在穿孔时收起，等切割时再伸出，使聚焦光斑中心能量密度高变成四周能量密度高，再进行切割，提高切割的效率以及切割的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明穿孔时的结构示意图；

图2是本发明切割时的结构示意图；

图3是本发明分光镜组的结构示意图。

图中：1、光纤连接器，2、准直镜，3、分光镜组，3.1、分光棱角压圈，3.2、上分光棱镜，3.3、下分光棱镜，3.4、分光棱镜座，3.5、分光棱镜隔圈，4、聚焦镜，5、分光模块座，5.1、模块座盖板，6、旋转装置，6.1、电机盖板，6.2、电机，6.3、弹性联轴器，6.4、镜座转轴，7、光斑。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1至3所示的一种可调节光斑能量密度分布的激光切割头，包括光纤连接器1和分光模块座5，在所述光纤连接器1发出的激光方向同光轴地依次设有准直镜2、分光镜组3和聚焦镜4，所述分光镜组3设在所述分光模块座5的空腔中，所述分光镜组3包括分光棱角压圈3.1、上分光棱镜3.2、下分光棱镜3.3和分光棱镜座3.4，所述上分光棱镜3.2和下分光棱镜3.3之间设有分光棱镜隔圈3.5，所述上分光棱镜3.2和下分光棱镜3.3设在所述分光棱镜座3.4内部，所述分光棱镜压圈3.1设在所述上分光棱镜3.2的上方。所述分光模块座5上还设有模块座盖板5.1和控制分光镜组3的旋转装置6，所述旋转装置6包括电机盖板6.1、电机6.2、弹性联轴器6.3和镜座转轴6.4，所述镜座转轴6.4与所述分光棱镜座3.4刚性连接，所述分光棱镜座3.4在电机6.2的带动下围绕所述镜座转轴6.4的轴线转动。所述电机6.2是直流伺服空心杯电机，该电机具有起动、制动迅速，相应速度快的优点。如图1所示，穿孔时，电机6.2接收到切割系统的信号，分光棱镜座3.4在电机6.2的带动下围绕镜座转轴6.4的轴线转动90°向上竖起，分光棱镜座6.4竖起后与光路不干涉，光纤连接器1中射出带发散角的激光，经过准直镜2变成平行光，平行光经过聚焦镜汇聚成光斑7，此时的光斑7中心能量密度高而四周能量密度较低。

如图2所示。当穿孔结束后，电机6.2反向转动将分光棱镜座3.4放平，光纤连接器1中射出带发散角的激光，经过准直镜2变成平行光，平行光经过分光镜组3后变成环形光束，最后经过聚焦镜4汇聚成光斑7，此时的光斑7形状为环形，即中间没有能量，能量分布在四周，可以实施切割工艺。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。