[發明專利]模塊式激光加工系統和功能模塊

有效

• 申請號: 200910171927.0
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN101683704A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 貝爾特·許爾曼;路德維希·韋伯
• 申請（專利權）人: 普雷茨特兩合公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;G02B6/32;G02B26/08;G02B7/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 田軍鋒;張春水

技術領域

本發明涉及一種用于借助于加工激光束來加工工件的模塊式激光加工系統和用于組成該模塊式激光加工系統的功能模塊。?

背景技術

在其中安裝了由多個功能模塊組成的激光加工頭的模塊式激光加工系統是已知的。在這種情況下，功能模塊在沿加工激光束的光路的相應的位置上完成確定的任務，其中功能模塊的光束射入側和光束射出側構成為使得其能夠與其它的功能模塊耦聯，以便因此獲得用于激光加工頭的安裝的模塊化系統。在這種情況下，已知的功能模塊的通常的功能是：容納玻璃纖維；固定準直儀透鏡保護玻璃；容納準直儀透鏡；沿x或y方向調節相應的功能模塊，即在垂直于激光加工光束光路的平面內進行調節；耦合輸出用于測量激光功率的加工激光束；容納聚焦透鏡；容納用于保護聚焦透鏡的保護玻璃并且在需要時設有用于通過橫向流動的保護氣體屏蔽加工激光頭的橫向射流模塊。?

然而用于激光加工頭的安裝的已知的光學模塊模塊化系統指的是，雖然功能模塊在其光束射入側和光束射出側可分別相互耦聯，但是這些都具有不同的外形尺寸。?

因此在激光加工頭的無法使激光加工光束準直的位置上，基于插入的透鏡模塊的相應的焦距不能夠容易地插入或更換功能模塊。?

DE?20?2004?013?136?U1說明了一種模塊式光波光學鏡，尤其是用于工件的激光束加工的模塊式激光束加工系統，所述模塊式激光束加工系統具有沿著加工激光束光路可串聯地相互連接的功能模塊。在這種情況下，設有用于容納光導纖維的端部的構成為纖維連接模塊的功能模塊。此外激光加工系統包括能夠借助不同焦距的準直儀透鏡構成的光學模塊。?

發明內容

本發明的目的是，提供一種模塊式激光加工系統和功能模塊，在所述功能模塊中簡化了在準直儀透鏡的不同的焦距的情況下的激光加工系統的匹配。?

該目的通過根據本發明的模塊式激光加工系統和通過根據本發明的功能模塊得以實現。在下文中闡述了本發明的有利的構造和改進。?

根據本發明，提出一種用于借助于加工激光束來加工工件的模塊式激光加工系統，所述模塊式激光加工系統具有：多個具有光束通過區域的功能模塊，所述多個功能模塊沿著加工激光束光路可串聯地相互連接；纖維連接模塊，其用于容納射出加工激光束的纖維端；以及構成為準直儀模塊的功能模塊，其具有準直儀透鏡，所述準直儀透鏡使加工激光束準直，其中準直儀透鏡可從一組具有不同焦距的準直儀透鏡中選擇，所述焦距相當于柵距或所述柵距的整數倍，其中功能模塊的光束通過區域的沿著加工激光束光路的長度相當于柵距或所述柵距的整數倍。?

還提出一種模塊式激光加工系統，所述模塊式激光加工系統由多個的模塊組成，其中設有用于保持用于耦合輸出激光加工光束的纖維的模塊并且設有用于保持準直儀透鏡的另一個模塊，并且其中掃描插入的準直儀透鏡的焦距，因此具有多倍柵距。在這種情況下，基于使用的柵距使模塊適應相應的焦距，使得在具有焦距的準直儀透鏡更換為具有更大的焦距的準直儀透鏡的情況下，一個或多個模塊能夠插入纖維保持模塊和準直儀模塊之間并且因此除了少量微調外還提供在纖維端和具有更大的焦距的重新使用的準直儀透鏡之間的相應的距離。?

對于模塊的緊湊構造，有利是，柵距位于20mm和35mm之間的范圍內，并且對于柵距的整數倍的簡單的計算適合的是，柵距尤其是25mm。?

對于模塊式激光加工系統的多樣的使用性，有利的是，多個功能模塊包括具有固定件的基本模塊，所述固定件適合用于容納準直儀透鏡、聚焦透鏡、光束捕集器、保護玻璃、光學過濾器或光闌。?

為了在模塊式激光加系統中到達用于使激光加工光束聚焦或準直?的沿激光束方向的調節，有利的是，多個功能模塊包括具有可沿z方向調節的固定件的z調節模塊，所述固定件適合用于容納纖維套筒、準直儀透鏡或聚焦透鏡。?

此外適合的是，為了在垂直于相應的功能模塊的激光束方向的平面內進行相應的調節，多個功能模塊包括x調節模塊或y調節模塊，通過所述x調節模塊或y調節模塊，設置在所述調節模塊光束上游的功能模塊能夠沿x或y方向相對于設置在所述調節模塊光束下游的功能模塊進行調節。?

在這種情況下適合的是，x調節模塊或y調節模塊在其光束射入側和光束射出側的部分內具有固定件，所述固定件適合用于容納纖維套筒、準直儀透鏡或聚焦透鏡。?

在使用通過激光加工光束引導的加工氣體時，有利的是，多個功能模塊包括具有用于加工氣體的連接件的供氣模塊，所述加工氣體可輸送給供氣模塊的光束通過區域。?