[實用新型]雙光束激光加工頭

有效

• 申請號: 201320581415.3
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN203526795U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 姚遠;鄭培和;魏偉;喻皓淳;陳明;李瀟一;孔德舉;秦芳;張敏;高建昊
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B23K26/067
• 分類號: B23K26/067;B23K26/046
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋

技術領域

本實用新型屬于激光加工制造技術領域，涉及一種激光加工頭。

背景技術

激光加工技術已經成為現代工業的一項基本技術。激光加工頭是激光加工技術里的關鍵裝備。它將激光發生器產生的激光束，經過一定的處理，投射到被加工的零件表面，實現激光加工的目的。比如激光切割、激光焊接、激光熱處理等。

目前應用的激光加工頭通常是單光束激光加工頭。單光束激光加工頭可以滿足許多的激光加工的需求，比如變速器齒輪焊接、汽車車身焊接等。但是對一些特定形狀或材料的零件，單光束激光加工頭無論是在加工的性能上還是在加工效率上都無法滿足需求。比如對齒輪的激光熱處理，單光束激光加工頭只能夠對各個齒的齒面依次進行處理，在齒根部位產生搭接區，搭接掃描回火帶的硬度值降低，影響淬火質量。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種加工效率高，成本低，且重量輕、體積小的雙光束激光加工頭。

為了解決上述技術問題，本實用新型的雙光束激光加工頭包括激光器，聚焦鏡，分光鏡和調光機構；激光器發出的激光平行光束經聚焦鏡后成為會聚光束，會聚光束經分光鏡分割為兩束會聚光，兩束會聚光最后經調光機構調整角度后同時聚焦到被加工零件上。

本實用新型在聚焦鏡之后用分光鏡將一束激光分成兩束激光，然后利用調光機構調節兩束激光光束的角度，使兩束激光分別投射到被加工零件表面的兩個焦點，以兩束激光同時對零件進行加工，在同樣的激光加工效果前提下，與單激光束加工頭相比，不僅提高了加工效率，且成本低；先利用聚光鏡得到會聚光，再利用分光鏡分光，重量輕，體積小，實用性強，可以完成單激光束無法完成的特定形狀零件的激光加工需求。例如，可以用雙光束對一個齒槽的兩側齒面和槽底同時進行激光熱處理，不但能夠提高加工效率，還能夠消除搭接區，提高質量。再比如對于鍍鋅鋼板的焊接，采用雙激光光束焊接，用一束激光將鍍鋅層去掉，另一束激光完成焊接，可以減少鋅蒸氣對焊接過程的影響從而提高焊縫的質量。

所述分光鏡采用分光棱鏡，調光機構采用第一反射鏡和第二反射鏡，分光鏡分出的兩束光分別經第一反射鏡和第二反射鏡反射后聚焦于被加工零件表面的第一焦點和第二焦點。

所述分光鏡還可以采用半反半透的分束鏡，調光機構采用一個反射鏡；經分束鏡透射的光束直接聚焦于被加工零件表面第二焦點，經分束鏡反射的光束經反射鏡反射后聚焦于被加工零件表面的第一焦點。

所述分光鏡采用分光棱鏡，分光調整方便，器件壽命長。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型的雙光束激光加工頭結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例1的分光鏡和調光機構結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例2的分光鏡和調光機構結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的雙光束激光加工頭包括激光器1，聚焦鏡2，分光鏡和調光機構；所述聚焦鏡2采用透射式聚焦鏡，但不限于此，聚焦鏡2還可以采用反射式聚焦鏡；分光鏡和調光機構安裝于分光盒外殼3中；激光器1發出的激光平行光束經聚焦鏡2后成為會聚光束，會聚光束經分光鏡分割為兩束會聚光，兩束會聚光最后經調光機構調整角度后同時聚焦到被加工零件4上。圖中θ為投射到被加工零件4的兩束會聚光的夾角。

實施例1：

本實用新型的雙光束激光加工頭包括激光器1，聚焦鏡2，分束鏡和調光機構；如圖2所示，所述分光鏡采用分光棱鏡7；調光機構包括第一反射鏡11和第二反射鏡12，第一反射鏡11和第二反射鏡12可以是平面反射鏡，也可以是球面或非球面反射鏡；分光棱鏡7、第一反射鏡11和第二反射鏡12安裝于分光盒外殼3中；激光器1發出的激光平行光束經聚焦鏡2后成為會聚光束5，會聚光束5再經分光棱鏡7分割為兩束會聚光，兩束會聚光分別投射到第一反射鏡11和第二反射鏡12，第一反射鏡11反射的會聚光14和第二反射鏡12反射的會聚光13最后分別聚焦到被加工零件4的第一焦點15和第二焦點16。圖中D為第一焦點15和第二焦點16之間的距離。投射到被加工零件4上的雙激光束之間的夾角范圍為0—180°，被分光的激光功率為0—10000瓦。

以某中型卡車齒圈雙光束激光加工頭和某金屬板材的雙光束激光加工頭

為例，中型卡車齒圈雙光束激光加工頭加工頭主要參數見表1：

表1

某金屬板材的雙光束激光加工頭加工頭主要參數見表2：

表2