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CN106735939A - 一种可调节光斑大小的激光切割头 - Google Patents

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CN106735939A CN201710088999.3A CN201710088999A CN106735939A CN 106735939 A CN106735939 A CN 106735939A CN 201710088999 A CN201710088999 A CN 201710088999A CN 106735939 A CN106735939 A CN 106735939A
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motor
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沈健
李文琦
周建山
郑明星
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TERMMEI TORCH & TIP Co
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TERMMEI TORCH & TIP Co
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Abstract

本发明公开了一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器、第一电机传动机构和第二电机传动机构，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、扩束系统镜组和聚焦镜，所述扩束系统镜组包括扩束系统汇聚透镜、扩束系统双凹透镜和扩束系统准直透镜，所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜分别与第一电机传动机构、第二电机传动机构连接，所述第一电机传动机构、第二传动机构分别带动所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜到所述扩束系统双凹透镜的距离。本发明适用多种板材的切割，提高了使用范围。

Description

一种可调节光斑大小的激光切割头
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大小的激光切割头。
背景技术
目前，激光切割枪头是通过汇聚激光能量对板材进行切割的加工设备，传统切割头由于准直镜与聚焦镜的焦距比恒定不变，所以最终焦点处的光斑大小也是恒定不变的。然而不同厚度及材质的板材对焦点光斑大小的需求是不一样的，对于切割薄板的要求是光斑小、焦深短，切割厚板时的要求是光斑大、焦深长。现有通过改变准直镜距离来改变光斑大小及焦深的切割头，但光斑放大倍数小于2.5倍，在切厚板时仍有些不足。
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大小的激光切割头。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器、第一电机传动机构和第二电机传动机构，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、扩束系统镜组和聚焦镜，所述扩束系统镜组包括扩束系统汇聚透镜、扩束系统双凹透镜和扩束系统准直透镜，所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜分别与第一电机传动机构、第二电机传动机构连接，所述第一电机传动机构、第二电机传动机构分别带动所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜和扩束系统准直透镜到所述扩束系统双凹透镜的距离。
进一步地，所述第一电机传动机构包括电机、弹性联轴器和微型滚珠丝杆，所述微型滚珠丝杆与所述扩束系统汇聚透镜相连。该微型滚珠丝杆，具有传动速度快，定位精度高，寿命长，免维护的优点。
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，所述第二电机传动机构与所述第一电机传动机构结构相同，通用性高。
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片之间增加扩束系统镜组，通过改变扩束镜片之间的距离来改变光斑大小及焦深的长短，适用多种板材的切割，提高了使用范围。
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是本发明的结构示意图；
图2是本发明扩束光路的结构示意图。
图中：1、光纤连接器，2、第一电机传动机构，2.1，电机，2.2，弹性联轴器，2.3，微型滚珠丝杆，3、第二电机传动机构，4、准直镜，5、扩束系统镜组，5.1、扩束系统汇聚透镜，5.2、扩束系统双凹透镜，5.3、扩束系统准直透镜，6、聚焦镜。
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所示的一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器1、第一电机传动机构2和第二电机传动机构3，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4、扩束系统镜组5和聚焦镜6，所述扩束系统镜组5包括扩束系统汇聚透镜5.1、扩束系统双凹透镜5.2和扩束系统准直透镜5.3，所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3分别与第一电机传动机构1、第二电机传动机构2连接，所述第一电机传动机构1、第二电机传动机构2分别带动所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3到所述扩束系统双凹透镜5.2的距离。
如图2所示，所述扩束系统汇聚透镜5.1与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L1，所述扩束系统准直透镜5.3与扩束系统双凹透镜5.2之间的距离为L2，经过扩束系统镜组2的光束的直径为D1，光束穿过聚焦镜6汇聚成光斑进行切割，光斑的直径为D2。
本发明的试验数据如下：
序号 L1(mm) L2(mm) D1(mm) D2(μm)
1 15.29 169.49 18.34 131.26
2 12.06 176.51 33.02 294.41
3 8.84 179.51 48.28 895.23
4 7.23 180.45 56.14 1449.45
所述第一电机传动机构2包括电机2.1、弹性联轴器2.2和微型滚珠丝杆2.3，微型滚珠丝杆2.3与扩束系统汇聚透镜5.1相连，微型滚珠丝杆2.3带动扩束系统汇聚透镜5.1沿光轴方向上下移动。该微型滚珠丝杆2.3具有传动速度快，定位精度高，寿命长，免维护的优点。
所述电机2.1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。
所述第二电机传动机构3与所述第一电机传动机构2结构相同，通用性高。
本发明的工作原理如下：第一电机传动机构2和第二电机传动机构3带动扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3沿光轴方向上下移动，从而改变扩束系统汇聚透镜5.1和扩束系统准直透镜5.3到扩束系统双凹透镜5.2的距离，从而改变了穿过扩束系统镜组的光束的直径D1。当光束直径D1变大时，光斑直径D2变大，焦深变长；当光束直径D1变小时，光斑直径D2变小，焦深变短。因此，本发明通过调节光斑大小，满足了不同板材切割的要求。
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。

Claims (4)

1.一种可调节光斑大小的激光切割头，包括光纤连接器（1）、第一电机传动机构（2）和第二电机传动机构（3），其特征在于，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（4）、扩束系统镜组（5）和聚焦镜（6），所述扩束系统镜组（5）包括扩束系统汇聚透镜（5.1）、扩束系统双凹透镜（5.2）和扩束系统准直透镜（5.3），所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）分别与第一电机传动机构（2）、第二电机传动机构（3）连接，所述第一电机传动机构（2）、第二电机传动机构（3）分别带动所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）沿光轴方向移动，从而改变所述扩束系统汇聚透镜（5.1）和扩束系统准直透镜（5.3）到所述扩束系统双凹透镜（5.2）的距离。
2.根据权利要求1所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述第一电机传动机构（2）包括电机（2.1）、弹性联轴器（2.2）和微型滚珠丝杆（2.3），所述微型滚珠丝杆（2.3）与所述扩束系统汇聚透镜（5.1）相连。
3.根据权利要求2所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述电机（2.1）是直流伺服空心杯电机。
4.根据权利要求2所述的一种可调节光斑大小的激光切割头，其特征在于：所述第二电机传动机构（3）与所述第一电机传动机构（2）结构相同。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107284042A (zh) * 2017-08-15 2017-10-24 镇江金海创科技有限公司 动态聚焦测试装置以及激光打标机
CN110198794A (zh) * 2017-06-01 2019-09-03 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光清洗镜头
CN110539069A (zh) * 2019-09-20 2019-12-06 南安市建泉机械科技有限公司 一种改变激光聚焦光斑空间方向分调的激光投射器
CN110560896A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接装置及其焊接方法
CN110681992A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 华中科技大学 一种可调变的宽带激光加工光学系统及加工方法
CN111168230A (zh) * 2020-03-04 2020-05-19 济南邦德激光股份有限公司 一种激光切割机调焦装置及其调焦方法
CN111299821A (zh) * 2020-03-24 2020-06-19 深圳市金石三维打印科技有限公司 一种光斑调节机构
CN112846489A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 浙江迪谱诊断技术有限公司 一种可调角度的激光扩束调焦装置
CN113681154A (zh) * 2021-09-22 2021-11-23 广东宏石激光技术股份有限公司 一种光斑可变的激光切割头、切割设备及切割方法
CN114178679A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 台达电子工业股份有限公司 激光加工装置
CN114559167A (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 南京理工大学 一种基于逆压电效应调节的变焦激光切割头

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011011734A1 (de) * 2011-02-10 2012-08-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung, Anordnung und Verfahren zur Interferenzstrukturierung von flächigen Proben
CN103639590A (zh) * 2013-11-05 2014-03-19 江苏大学 一种基于空心光束激光冲击的薄金属板材曲率半径调整方法及装置
CN104570363A (zh) * 2015-02-03 2015-04-29 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种高斯激光束整形方法和装置及精密激光微孔加工装置
CN104678675A (zh) * 2015-03-19 2015-06-03 上海理工大学 一种光学希尔伯特变换与微分运算系统
CN105750728A (zh) * 2016-04-20 2016-07-13 华南理工大学 一种激光选区零件加工过程变光斑光学扫描方法及装置
US20160368099A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Ipg Photonics Corporation Laser cutting head with controllable collimator having movable lenses for controlling beam diameter and/or focal point location
CN206455309U (zh) * 2017-02-20 2017-09-01 常州特尔玛枪嘴有限公司 一种可调节光斑大小的激光切割头

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011011734A1 (de) * 2011-02-10 2012-08-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung, Anordnung und Verfahren zur Interferenzstrukturierung von flächigen Proben
CN103639590A (zh) * 2013-11-05 2014-03-19 江苏大学 一种基于空心光束激光冲击的薄金属板材曲率半径调整方法及装置
CN104570363A (zh) * 2015-02-03 2015-04-29 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种高斯激光束整形方法和装置及精密激光微孔加工装置
CN104678675A (zh) * 2015-03-19 2015-06-03 上海理工大学 一种光学希尔伯特变换与微分运算系统
US20160368099A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Ipg Photonics Corporation Laser cutting head with controllable collimator having movable lenses for controlling beam diameter and/or focal point location
CN105750728A (zh) * 2016-04-20 2016-07-13 华南理工大学 一种激光选区零件加工过程变光斑光学扫描方法及装置
CN206455309U (zh) * 2017-02-20 2017-09-01 常州特尔玛枪嘴有限公司 一种可调节光斑大小的激光切割头

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110198794B (zh) * 2017-06-01 2022-02-18 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光清洗镜头
CN110198794A (zh) * 2017-06-01 2019-09-03 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光清洗镜头
CN107284042A (zh) * 2017-08-15 2017-10-24 镇江金海创科技有限公司 动态聚焦测试装置以及激光打标机
CN110560896A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接装置及其焊接方法
CN110539069A (zh) * 2019-09-20 2019-12-06 南安市建泉机械科技有限公司 一种改变激光聚焦光斑空间方向分调的激光投射器
CN110539069B (zh) * 2019-09-20 2021-03-16 宁夏荣光电节能科技实业有限公司 一种改变激光聚焦光斑空间方向分调的激光投射器
CN110681992A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 华中科技大学 一种可调变的宽带激光加工光学系统及加工方法
CN110681992B (zh) * 2019-10-31 2024-02-02 华中科技大学 一种可调变的宽带激光加工光学系统及加工方法
CN111168230A (zh) * 2020-03-04 2020-05-19 济南邦德激光股份有限公司 一种激光切割机调焦装置及其调焦方法
CN111168230B (zh) * 2020-03-04 2022-03-04 济南邦德激光股份有限公司 一种激光切割机调焦装置及其调焦方法
CN111299821A (zh) * 2020-03-24 2020-06-19 深圳市金石三维打印科技有限公司 一种光斑调节机构
CN114178679A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 台达电子工业股份有限公司 激光加工装置
CN112846489A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 浙江迪谱诊断技术有限公司 一种可调角度的激光扩束调焦装置
CN113681154A (zh) * 2021-09-22 2021-11-23 广东宏石激光技术股份有限公司 一种光斑可变的激光切割头、切割设备及切割方法
CN114559167A (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 南京理工大学 一种基于逆压电效应调节的变焦激光切割头

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