[發明專利]一種激光光路柔性激光合能控制系統

有效

• 申請號: 202011090296.2
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112247371B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳錦松;陳寶松
• 申請（專利權）人: 鐳煌激光技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;王凱

本發明公開了一種激光光路柔性激光合能控制系統，至少兩個激光頭輸出至各自對應加工區域；及，與激光頭數量相應的激光發生源；激光發生源實施為向激光頭輸出獨立光路的激光器，至少一條獨立光路通過接入光路切換裝置實現光路輸出的聚能/直通；光路切換裝置輸出光路至所述激光頭；或至少兩條獨立光路耦合聚能至一激光頭，在并列的獨立光路上設置光路切換裝置以改變單條獨立光路的方向形成單激光器與單激光頭對應的直通輸出；光路切換裝置包括：透鏡組，布置于任一獨立光路上并通過鏡面反射改變光路方向與另一獨立光路合束。通過光路切換成倍提升切割效率，提高大床身的臺面利用率，厚板材的切割，從而提高激光切割能力范圍，投資性價比高。

技術領域

本發明涉及激光切割光路控制技術領域，尤其涉及一種激光光路柔性激光合能控制系統。

背景技術

激光切割機是將從激光器發射出的激光，經光路系統，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。

激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統的機械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動排版節省材料，切口平滑，加工成本低等特點，將逐漸改進或取代于傳統的金屬切割工藝設備。激光刀頭的機械部分與工件無接觸，在工作中不會對工件表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續加工；切割熱影響區小，板材變形小，切縫窄(0.1mm～0.3mm)；切口沒有機械應力，無剪切毛刺；加工精度高，重復性好，不損傷材料表面；數控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經濟省時。

在實際生產過程中，由于現有的光纖激光板材切割機只有一個激光切割頭，切割效率較低，在使用大床身加工小板材時存在機床的空間浪費，另外不同功率的激光器成本也不一樣，功率越高價格越高，使用高功率激光器切割薄板則需要降功率運行，不能充分有效利用光纖激光器的功率，導致光纖激光切割機綜合利用效率低，投資效用低。

發明內容

本發明的技術方案是：一種激光光路柔性激光合能控制系統，至少兩個激光頭輸出至各自對應加工區域；激光頭與對應的激光器形成對應的光路輸出關系。

本設備上包括一個激光發生組件，該組件為組合式的激光輸出裝置或集成的一體式輸出裝置。其所達到的技術效果是，通過多個激光器的輸出可以實現輸出光路的分/聚。光路切換裝置輸出光路至激光頭，為激光頭提供光能。

具體的，激光發生組件，包括輸出獨立光路的激光器。原則是，每個激光頭都對應一個激光器，該方式下就可以實現每個激光頭的“單能”輸出。

在激光發生組件里設置一個光路切換裝置，該光路切換裝置的作用是可以將單個的獨立光路方向改變。基于該手段下，產生了兩種方式：

第一、單個獨立光路通過接入光路切換裝置實現光路轉向，轉向至另一獨立光路，并與該獨立光路耦合形成輸出的聚能。該情況下，可以將某一激光頭的輸出功率提高。具體的，若兩個以上的激光頭時，可以基于該原理下進行光路的排列組合布置。即，若定義激光頭在單光路功率下輸出為一級功率輸出，則可以設置相應的激光頭具備二級功率的輸出或多級輸出的功能(單條光路直通輸出定義為一級功率輸出；合能模式下，兩條獨立光路聚合則可定義為二級功率輸出，以此類推)。

第二、多個并列的獨立光路耦合至一個輸出，該輸出通往一激光頭實現聚能輸出，在并列的獨立光路上設置光路切換裝置以改變單條獨立光路的方向形成單激光器與單激光頭對應的直通輸出。具體的，三個激光器形成三條并列的光路，三條光路通過耦合器耦合后輸出至激光頭A，此時激光頭A處于三倍聚能功率下。在并列的光路上布置切換裝置，當切換裝置工作時，三條獨立光路分別被轉向，并分別通往激光頭A、B、C。該布置方式下，當切換裝置不進行光路切換時，則激光頭A三倍聚能工作，若切換裝置進行光路切換時，則激光頭A、B、C均單能輸出。