[发明专利]一种激光加工光路系统、方法及其应用

说明书

本发明提供一种激光加工光路系统、方法及其应用，该光路系统包括沿光路传输方向依次设置有传输光纤、石英端帽和反射镜片，其中，所述传输光纤输送发散光束至所述石英端帽，所述石英端帽的至少一端端面为凸起的曲面，用于将所述发散光束会聚成为准直光束射入所述反射镜，该光路系统将分开设立的激光输出头搭配拔插式手持焊接头的光路体系进行了一体化整合，大大简化了光学元器件安装与调试系统，整个光路系统非常简洁。

技术领域

本发明实施例涉及激光技术领域，特别涉及激光加工光路系统技术领域。

背景技术

激光加工已经广泛应用于切割、打标、焊接、熔覆、淬火等各种工业加工领域，尤其是激光焊接相对于传统的电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊等方式，具有热输入小、焊缝美观、焊接速度快等优势，已经越来越收到重视应用在家电、厨具、动力电池、运动器材、汽车、飞机、轮船等制造领域。手持式激光焊接是将激光加工头改造为手持式以便于人手直接操作使用的激光焊接方式，相对于一般的平台式激光焊接手持激光焊接更加的灵活多变，应用场景更加多样化；相对于传统的手持电弧焊、氩弧焊等焊接方式又具有激光焊接的独特优势，加之附带光源摆动和智能化的结构系统，手持式激光焊接对焊工焊接水平的要求大幅度下降，可以充分的解放对焊接能力的需求市场应用潜能巨大。

手持式激光焊接头是手持式激光焊接系统的核心部分，它主要由光路系统、电路系统、结构系统和软件系统组成，其中光路系统是核心部分起到决定激光焊接质量和效果的重要作用。

如图1传统手持式激光加工头的光路示意图，通常由输出端帽1、准直透镜2、平面反射镜片3、聚焦透镜4组成，准直透镜2将端帽1输出的发散光进行准直后在平面反射镜3上进行反射再由聚焦透镜4会聚在待加工材料上，至少四个光路元器件才能完成整个光路，光路相对复杂不够简洁。

因此，设计一种简单的激光焊接光路系统是很有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种激光加工光路系统，光学器件数量较少，大大简化了光学元器件安装与调试系统，整个光路系统非常简洁。

本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

沿光路传输方向依次设置有传输光纤、石英端帽和反射镜片，所述传输光纤输送发散光束至所述石英端帽，所述石英端帽的至少一端端面为凸起的曲面，用于将所述发散光束会聚成为准直光束射入所述反射镜；

在一些实施例中，所述石英端帽的曲面上镀有均匀高透的增透模，用于保证特定波长的激光通过并减少出光功率的损耗，所述增透膜的带宽大于通过的激光光束的波长范围；

在一些实施例中，所述石英端帽的曲面长度和曲率可调，用于保证经过准直后的所述平行光束的直径不小于预定范围；

在一些实施例中，所述反射镜为凹面反射镜，述凹面反射镜的空间位置可调整，所述准直光束经所述凹面反射镜反射后在待加工工件上形成可移动的聚焦光斑；

在一些实施例中，所述反射镜为变形反射镜，所述变形反射镜的面型可调整，所述准直光束经所述变形反射镜反射后在待加工工件上形成可移动的聚焦光斑

在一些实施例中，所述凹面反射镜的空间位置可调整，且所述凹面反射镜表面镀有高反射膜，用于对预设的入射角度范围内的特定波长激光进行有效反射；

在一些实施例中，所述反射镜或所述石英端帽为分隔设置，所述反射镜和所述石英端帽之间设置有致动电机或散热模块。

区别于现有技术的情况，本发明实施例提供了一种极简化激光加工光路系统，将石英端帽与准直透镜进行结合、聚焦透镜与平面反射镜相结合得到一种全新的光路系统，大大简化了光学元器件安装与调试系统，整个光路系统非常简洁，更加有利于整个激光加工头进行轻量化设计。

附图说明