[發(fā)明專利]一種基于低頻斬波反射鏡脈沖復合焊接光學系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710657242.1
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107225326A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 邵華江
• 申請（專利權）人: 上海嘉強自動化技術有限公司
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/064;B23K26/067
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)11638
• 代理人: 李海燕

1.一種基于低頻斬波反射鏡脈沖復合焊接光學系統(tǒng)，其特征在于：包括消像差準直鏡組(2)、低頻斬波反射鏡(3)、第一反射鏡(5)、第二反射鏡(8)、第三反射鏡(9)、第四反射鏡(10)、第一消像差聚焦鏡組(6)及第二消像差聚焦鏡組(11)；所述消像差準直鏡組(2)、第一反射鏡(5)、第二反射鏡(8)、第三反射鏡(9)、第四反射鏡(10)、第一消像差聚焦鏡組(6)及第二消像差聚焦鏡組(11)均為圓柱狀，石英材料；所述低頻斬波反射鏡(3)為等角多扇形柱狀，輕質鋁合金材料；所述低頻斬波反射鏡(3)、第一反射鏡(5)、第二反射鏡(8)、第三反射鏡(9)、第四反射鏡(10)均為45°反射角，反射鏡面均為平面；所述低頻斬波反射鏡(3)為1：1占空比3倍頻反射鏡，垂直于鏡面方向上有3個對稱面，各對稱面形成的中心對稱軸為低頻斬波反射鏡轉軸(4)；所述第四反射鏡(10)與第二消像差聚焦鏡組(11)共同轉軸為入射到第四反射鏡(10)的光束中心軸，轉軸經過第四反射鏡(10)反射鏡面中心；所述低頻斬波反射鏡(3)反射鏡面、第一反射鏡(5)鏡面平行，且與第一消像差聚焦鏡組(6)構成主光路，低頻斬波反射鏡(3)漏光區(qū)域、第二反射鏡(8)、第三反射鏡(9)、第四反射鏡(10)以及第二消像差聚焦鏡組(11)構成副光路；所述低頻斬波反射鏡(3)反射光束、第二反射鏡(8)反射光束方向相互垂直；所述主光路第一消像差聚焦鏡組(6)與第二消像差聚焦鏡組(11)中心軸共面。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于低頻斬波反射鏡脈沖復合焊接光學系統(tǒng)，其特征在于：所述副光路末端的第四反射鏡(10)與第二消像差聚焦鏡組(11)構成的光路方向相較于主光路方向夾角可調，且所述第二消像差聚焦鏡組(11)沿對應光軸移動，落在焊縫表面主光路光斑與副光路光斑中心連線在焊縫方向上，兩光斑中心距離可調且前后可交換，副光路在焊縫表面的光斑大小可調；所述低頻斬波反射鏡(3)轉速可調，相應主光路、副光路脈沖頻率可調。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于低頻斬波反射鏡脈沖復合焊接光學系統(tǒng)，其特征在于：所述消像差準直鏡組(2)、第一消像差聚焦鏡組(6)以及第二消像差聚焦鏡組(11)可替換為消像差非球面鏡。

4.實現(xiàn)權利要求1所述的一種基于低頻斬波反射鏡脈沖復合焊接光學系統(tǒng)的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步驟：

A、在高功率光纖激光器出光點入射下，發(fā)散光束經過消像差準直鏡組準直，準直光束入射到低頻斬波反射鏡表面，同時低頻斬波反射鏡經過轉軸進行旋轉，低頻斬波反射鏡表面會出現(xiàn)1：1占空比下的光束完全漏光、部分漏光與部分反光、完全反光交替性規(guī)則過程；

B、當?shù)皖l斬波反射鏡在時域上實現(xiàn)完全漏光時，主光路無光，經過消像差準直鏡組準直的光束自低頻斬波反射鏡漏光后入射到第二反射鏡上，逐一經由第二反射鏡、第三反射鏡以及第四反射鏡反射后，由第二消像差聚焦鏡組聚焦，斜入射到焊縫表面；

C、當?shù)皖l斬波反射鏡在時域上實現(xiàn)部分漏光與部分反光時，副光路上遵從完全漏光時描述，主光路上則是經由低頻斬波反射鏡反射的準直光束，再由第一反射鏡反射，反射光束由第一消像差聚焦鏡組聚焦，聚焦光束垂直或近似垂直落在焊接件表面的焊縫上；

D、當?shù)皖l斬波反射鏡在時域上實現(xiàn)完全反光時，副光路無光，主光路上光束傳輸行為參照部分漏光與部分反光下主光路的傳輸行為；在低頻斬波反射鏡連續(xù)勻速繞轉軸旋轉下，整個光束傳輸行為出現(xiàn)上述交替變化過程，實現(xiàn)了主光路與副光路的脈沖變換。