[發明專利]矩形勻化光斑激光熔覆頭

在審

• 申請號: 202011106910.X
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112226761A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 倪玉吉;王明娣;王賢寶;張曉;郭敏超;李曙生
• 申請（專利權）人: 蘇州麥爾科唯激光機器人有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發明公開了一種矩形勻化光斑激光熔覆頭，所述激光熔覆頭包括具有激光入射通道的導光座、沿所述激光入射通道自后向前依次設置的準直鏡組、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、第一柱聚焦鏡、第二柱聚焦鏡及保護鏡，以及設置在所述導光座遠端的熔覆加工頭，其中，所述第一微透鏡陣列包括以第一方向陣列排布的多個第一微透鏡，所述第二微透鏡陣列包括以第二方向陣列排布的多個第二微透鏡；所述第一柱聚焦鏡與所述第二柱聚焦鏡呈正交方向設置。該激光熔覆頭，其結構簡單，能夠顯著地提升熔覆的效率，同時熔覆平整度也大幅提高，能夠廣泛地用于各種產品部件外表面的激光熔覆加工。

技術領域

本發明涉及激光熔覆領域，具體涉及一種矩形勻化光斑激光熔覆頭。

背景技術

現有技術中，成形矩形光斑通常是采用直線帶式矩形光斑積分鏡，這種積分鏡的基本原理是將輸入的光斑分段反射，在工作面上得到相同位置和大小的輸出光斑進行疊加，從而達到勻化和整形的效果。對于這種分段直線帶式矩形光斑積分鏡，由于平面反射，輸出光斑尺寸約等于輸入光斑尺寸除以分隔段數，因此無法獲得大尺寸光斑，另外，由于入射激光是高斯光斑，分隔段數少時，得到的矩形光斑并非矩形勻化光斑，在用于激光熔覆加工時會造成激光熔覆層的平整度較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種矩形勻化光斑激光熔覆頭，以獲得矩形勻化光斑而用于激光熔覆加工。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種矩形勻化光斑激光熔覆頭，所述激光熔覆頭包括具有激光入射通道的導光座、沿所述激光入射通道自后向前依次設置的準直鏡組、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、第一柱聚焦鏡、第二柱聚焦鏡及保護鏡，以及設置在所述導光座遠端的熔覆加工頭，其中，所述第一微透鏡陣列包括以第一方向陣列排布的多個第一微透鏡，所述第二微透鏡陣列包括以第二方向陣列排布的多個第二微透鏡，所述第一方向與所述第二方向相互垂直且均垂直于所述激光入射通道內激光的投射方向；所述第一柱聚焦鏡與所述第二柱聚焦鏡呈正交方向設置。

優選地，所述第一微透鏡具有接收激光束的第一入射面，所述第二微透鏡具有接收激光束的第二入射面，所述第一入射面、所述第二入射面均為迎著投射的激光束自前向后拱起的弧形面。

優選地，所述第一聚焦鏡具有第一聚焦面，所述第二聚焦鏡具有第二聚焦面，所述第一聚焦面、所述第二聚焦面均為順著激光束投射的方向自后向前拱起的弧形面。

優選地，所述導光座旁還附設有附加座，所述附加座上設置有用于監控所述熔覆加工頭下方加工狀況的攝像機，所述附加座與所述導光座之間還設有用于將所述激光投射通道內的光束反射至所述攝像機的反射鏡組。

進一步地，所述反射鏡組包括設于所述激光投射通道內的反射透射鏡、設于所述附加座上的反射鏡，所述反射鏡具有將自所述反射透射鏡的出光面投射出的光束反射后投射至所述攝像機的反射面。

更進一步地，所述反射透射鏡在所述激光入射通道內設置在所述準直鏡組與所述第一微透鏡陣列之間。

優選地，所述熔覆加工頭包括附接在所述導光座遠端且具有出光通道的出光嘴，以及設置在所述出光嘴外側部上的送粉噴嘴。

進一步地，所述出光嘴具有沿周向相接的四個外側面，每個所述外側面均為自后向前逐漸向中間傾斜延伸的斜面，所述送粉噴嘴設置有兩個，兩個所述送粉噴嘴分設于其中相對的兩個所述外側面的外側。

更進一步地，每個所述送粉噴嘴上均設有沿自身寬度方向間隔分布的多個送粉通道。