[發明專利]一種解決葉輪焊接長光程問題的激光導光系統

有效

• 申請號: 201210540994.7
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103862170A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 周鋼;彭琦明;鄧傳經;喻銳;田杰
• 申請（專利權）人: 武漢楚天工業激光設備有限公司
• 主分類號: B23K26/067
• 分類號: B23K26/067;B23K26/21
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

技術領域

本發明涉及一種激光加工系統，具體涉及一種解決葉輪焊接長光程問題的激光導光系統。

背景技術

葉輪焊接過程包括葉片和上蓋、葉片和下蓋、輪轂和軸的焊接。這三道工序分別在三個工位上完成。本發明作出之前，類似的三工位葉輪焊接系統采用CO2激光器和三套導光聚焦系統和3套Z軸工作臺。每套導光聚焦系統由2片反射鏡和一片反射聚焦鏡組成。整個系統需要8片反射鏡，進入機床的光路長度達2米多。暴露出結構復雜、機械零件與光學元件多、材料成本高、調試麻煩、器件損壞幾率增加、系統體積龐大、工件對CO2激光器所發射的激光吸收率不高等諸多問題。

采用半導體泵浦固體激光器，可以采用光纖傳輸。為了實現三工位依次加工，通常采用三根光纖、三套輸入輸出系統和光閘等裝置，結構復雜、成本高、調試麻煩。

發明內容

本發明的目的是提供一種解決葉輪焊接長光程問題的激光導光系統，安全可靠、操作靈活、結構簡單、材料吸收率高，能采用一根能量傳輸光纖，解決葉輪焊接長光程問題。

為了達到上述目的，本發明有如下技術方案：

本發明的一種解決葉輪焊接長光程問題的激光導光系統，包括固體激光器、一根能量傳輸光纖、三套旋轉聚焦裝置、平面時間分光裝置、升降工作臺、鋼架結構立柱、基座，所述固體激光器與能量傳輸光纖連接，所述一根能量傳輸光纖、三套旋轉聚焦裝置、平面時間分光裝置分別連接在升降工作臺上，升降工作臺安裝在鋼架結構立柱上，鋼架結構立柱固定在基座上，所述三套旋轉聚焦裝置與基座上放置夾具的三個工作臺對應，所述一根能量輸出光纖的輸出端靠近旋轉聚焦裝置。

其中，所述三套旋轉聚焦裝置在升降工作臺呈品字形。

其中，所述平面時間分光裝置包括準直器、分光反射鏡、旋轉臺、伺服電機、旋轉臺安裝支架，所述分光反射鏡位于準直器的下方，分光反射鏡安裝在旋轉臺上，旋轉臺與伺服電機連接，旋轉臺連接在旋轉臺安裝支架上，所述旋轉臺通過伺服電機驅動分光反射鏡旋轉。

其中，所述旋轉聚焦裝置包括45°反射鏡、聚焦機構、旋轉臺，所述45°反射鏡分別與聚焦裝置和旋轉臺連接。

其中，所述固體激光器為波長為1064nm的半導體泵浦固體激光器。

由于采取了以上技術方案，本發明的優點在于：

1.本發明采用波長為1064nm半導體泵浦固體激光器，工件對激光的吸收率較CO2激光高，體積小。

2.本發明采用一根能量傳輸光纖，設備靈活性大，不受場地限制，傳輸安全性提高，輸出更穩定。

3.本發明導光系統結構簡單，光學器件少，使用穩定，調試維護簡單。與常用的時間分光裝置相比，節省了兩套光纖輸入輸出裝置和光閘等，節省了兩根光纖；與以前采用的結構相比，節省了七個平面反射鏡和兩套Z軸工作臺。

4、本發明采用上述設計和一根能量傳輸光纖，并將能量輸出光纖輸出端準直器靠近旋轉聚焦裝置，有效縮短了激光束在自由空間傳輸的距離，克服了長光程傳輸帶來的諸多技術問題。

5.本發明采用平面時間分光裝置，設備利用率高。

6.本發明安全可靠、操作靈活、結構簡單。

附圖說明

圖1為本發明的主視圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖中：1、準直器，2、旋轉臺一，3、分光反射鏡，4、旋轉臺安裝支架，5、旋轉臺二，6、45°反射鏡，7、聚焦機構，8、升降工作臺，9、鋼結構立柱，10、基座，11、工作臺一，12、工作臺二，13、工作臺三。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

本發明的一種解決葉輪焊接長光程問題的激光導光系統，由固體激光器、一根能量傳輸光纖、三套旋轉聚焦裝置、平面時間分光裝置、升降工作臺、鋼架結構立柱、基座組成，所述固體激光器與能量傳輸光纖連接，所述一根能量傳輸光纖、三套旋轉聚焦裝置、平面時間分光裝置分別連接在升降工作臺上，升降工作臺安裝在鋼架結構立柱上，鋼架結構立柱固定在基座上，所述三套旋轉聚焦裝置與基座上放置夾具的三個工作臺對應，所述一根能量輸出光纖的輸出端靠近旋轉聚焦裝置。

所述三套旋轉聚焦裝置在升降工作臺呈品字形。

所述平面時間分光裝置由準直器、分光反射鏡、旋轉臺、伺服電機、旋轉臺安裝支架組成，所述分光反射鏡位于準直器的下方，分光反射鏡安裝在旋轉臺上，旋轉臺與伺服電機連接，旋轉臺連接在旋轉臺安裝支架上，所述旋轉臺通過伺服電機驅動分光反射鏡旋轉。