[實用新型]一種用于不同幅面的雙光頭激光快速切割裝置

有效

• 申請號: 201220199396.3
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN202555974U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 姜兆華;潘涌;張偉;陳俊;駱公序;安博言
• 申請（專利權）人: 上海市激光技術研究所
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/04;B23K26/42
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種通過切割頭和振鏡掃描加工頭的激光切換光路，特別涉及一種用于不同幅面的雙光頭激光快速切割裝置，屬于激光加工技術應用領域。

背景技術

由于激光加工具有精度高、速度快、效率高等優勢，在某些領域逐漸取代了一些傳統的加工方法。近年來，隨著激光加工技術應用越來越廣泛，行業對激光加工的要求也越來越高，主要對加工精度、速度和質量、幅面等方面提出了更高的要求。為此，必須對現有的切割系統不斷地進行改進，以滿足市場的需求。

目前現有的激光切割機主要有如下幾種：

常規的激光切割機一般采用飛行光路切割。包括一支撐架，支撐架上設置有XY工作臺，激光管、激光電源和光學元件都安裝在工作臺的側邊，只有切割頭安裝在工作臺上可以實現全幅面的XY二維加工。這種加工模式不適合幅面大的切割。由于激光器的發散角較大，當加工幅面過大時，飛行光路過長，使得近端和遠端的光斑差異較大，影響切割效果。

為了解決光路過長問題，通常將激光管安裝在XY工作臺上，隨加工頭一起運動。但這種裝置由于工作臺負載增大，降低了運動速度，尤其是加工小幅面圖形，從而使加工速度下降。

另一解決光路過長問題的裝置是采用振鏡加工系統代替切割頭，激光管和振鏡加工頭均安裝在工作臺上。由于振鏡加工速度快，避免了上述激光切割機加工速度慢的缺點，但振鏡的加工幅面受器件本身性能所限，只能加工400X400mm²左右的幅面，一般需要采取拼接的方法實現大幅面的加工，這就又引進了拼接加工偏差問題，影響了產品質量。

還有一種激光切割機是采用疊式工作臺的結構，激光管和小行程xy工作臺安裝在大行程的XY工作臺上，激光切割頭安裝在小行程xy工作臺上，這樣雖然也提高了加工速度，但不如振鏡加工快，而且同樣存在拼接引起的偏差問題，影響產

品質量。

發明內容

本實用新型目的是為了克服現有技術激光切割裝置中存在的缺點，提供一種不同幅面加工的雙光頭激光快速切割裝置，以提高產品的加工效率和質量。

本實用新型的技術方案是：一種用于不同幅面的雙光頭激光快速切割裝置，其特征在于，該激光切割裝置包括橫梁式XY工作臺，支撐架，上抽風系統、下抽風系統、激光器、擴束鏡、光路切換組件、切割頭、振鏡掃描頭、CCD視覺監測組件和計算機控制系統；所述的橫梁式XY工作臺固定在支撐架上，激光器安裝在橫梁式X?Y工作臺上；激光器輸出的光束經擴束鏡擴束后通過光路切換組件直接傳輸至切割頭，由計算機控制系統控制橫梁式XY工作臺運動，實現400X400mm²以上大幅面圖案的切割，或傳輸至振鏡掃描頭，由計算機控制系統控制二維振鏡，實現400X400mm²及以下小幅面圖形的切割，振鏡掃描頭的定位由計算機控制系統、橫梁式XY工作臺實現，所述的計算機控制系統包含切割軟件，并與激光器、橫梁式XY工作臺、振鏡掃描頭的XY二維振鏡、光路切換組件的電機、CCD視覺監測組件、上抽風系統和下抽風系統相連接。

所述的光路切換組件包括電機、轉向模塊、轉向座、轉向鏡片、反射鏡座、反射鏡片；所述的轉向模塊為方體結構，xyz三軸互相垂直并相交于一點，垂直于左右兩面的為x軸，垂直于前后兩面的為y軸，垂直于上下兩面的為z軸，xy二軸與分別與橫梁式XY工作臺的X方向和Y方向一致，上下兩面為通孔，前后兩面和左右側面為盲孔；進入轉向模塊的光束方向與Y方向一致，從轉向模塊的后面入射；所述的電機包含轉軸，并安裝在轉向模塊的左側面，所述電機的轉軸與轉向模塊的x軸重合；所述轉向座安裝在電機的轉軸上，轉向鏡片固定在轉向座上，轉向鏡片的前表面與電機的轉軸的軸心在同一平面內，轉向鏡片的轉動范圍為90度，光束沿著y軸從后面射入至轉向鏡片，當轉向鏡面迎著光束45度向下時，經轉向鏡片的輸出光束垂直向下傳輸，進入切割頭，當轉向鏡在電機的驅動下轉90度，使轉向鏡面迎著光束45度向上時，經轉向鏡片的輸出光束垂直向上傳輸；所述的反射鏡座固定在轉向模塊的上面，反射鏡座上安裝有鏡面45度朝下的反射鏡片，使經過反射鏡片反射的光束平行x軸輸出至振鏡掃描頭。

所述的振鏡掃描頭包括XY二維振鏡、f?–θ透鏡。

本實用新型的有益效果是：提供了一種用于不同幅面的雙光頭激光快速切割裝置及其應用方法，應用這種切割裝置能高精度快速切割在加工過程中出現的不同加工幅面，提高了產品的加工效率和質量。

附圖說明

圖1?為切割裝置原理圖；

圖2?為切割裝置結構示意圖；

圖3?為雙光頭結構示意圖；