[實用新型]基于單片透鏡的激光加工頭及激光切割頭及激光焊接頭

有效

• 申請號: 202020958766.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN213437795U
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 方強;方笑塵
• 申請（專利權）人: 方強
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70;B23K26/064;B23K26/38;B23K26/046;B23K26/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本實用新型公開了一種基于單片透鏡的激光加工頭及激光切割頭及激光焊接頭，由激光輸出光纖和單片光學透鏡組成；所述光學透鏡設置在所述激光輸出光纖的輸出光路上并將光纖發出的光成像到其后某待加工表面；該光束對待加工表面進行加工；基于本實用新型提出的一種基于單片透鏡的激光加工頭的設計，本實用新型還提出一種基于單片透鏡的激光切割頭和一種基于單片透鏡的激光焊接頭，本實用新型提供基于單片透鏡的激光加工頭，與現有在商用產品相比，切割頭中的熱雜光大幅降低，成本也大幅降低。

技術領域

本實用新型屬于激光加工技術領域，尤其涉及一種基于單片透鏡的激光加工頭及激光切割頭及激光焊接頭。

背景技術

在大功率激光加工設備中，由于激光加工頭中激光透鏡鍍膜及玻璃材料不完美，會存在與工作激光功率成比例的散射光，這種光是一種熱源，加熱激光加工頭中的所有部件，對光學部件和機械部件都帶來熱危害。減少這種危害有兩種途徑，一是盡可能減少光學系統中光學透鏡的片數，這從根本上減小熱雜光的量；另一種途徑是增加機械裝置的導熱特性，可以使激光加工頭內部的熱量快速傳導出去。目前激光加工頭光學系統通常采用準直鏡頭與聚焦鏡頭的組合模式，最典型的系統中光學透鏡的片數為4片，通常每片透鏡在激光加工頭內大約產生工作功率0.5％的熱雜光。該熱雜光會從熱的方面限制激光加工頭的使用功率，并且會影響激光加工頭的可靠性。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于單片透鏡的激光加工頭，可以大幅降低激光加工頭中的熱雜光，同時降低激光切割頭的復雜度并降低設備成本。

為了實現上述目的，本實用新型提出一種基于單片透鏡的激光加工頭，包括激光輸出光纖和單片光學透鏡；所述單片光學透鏡設置在所述激光輸出光纖的輸出光路上并將激光輸出光纖發出的光成像到其后某待加工表面。

本實用新型提出一種激光切割頭，包括激光輸出光纖、單片光學透鏡、透鏡框、套管和撥桿；其中：所述單片光學透鏡固定在所述透鏡框上；所述透鏡框設置在所述套管內，所述透鏡框外環面與所述套管之間設置有自潤滑結構；所述套管壁上沿平行于管軸線方向開有槽，所述撥桿穿出所述套管上的槽與所述透鏡框連接。

進一步，所述撥桿可拖動所述透鏡框及所述單片光學透鏡在所述套管內沿軸向滑動。

進一步，所述透鏡框或者由自潤滑材料制成；或者由透鏡框基體和涂在其外表面的自潤滑涂層組成；或者由透鏡框基體和鑲嵌在透鏡框的基體外環表面上的自潤滑材料組成。

本實用新型提出一種激光焊接頭，包括激光輸出光纖、單片光學透鏡和透鏡框及振動裝置；其中：所述單片光學透鏡固定在所述透鏡框上；所述振動裝置用于使所述透鏡框沿垂直于透鏡光軸的方向振動。

進一步，所述振動裝置包括簧片、永久磁鐵和電磁鐵；所述簧片平面與光軸平行，與所述透鏡框固定在一起；所述永久磁鐵固定在透鏡框上；所述電磁鐵產生與光軸垂直的電磁力；所述電磁鐵通過磁力帶動所述永久磁鐵及所述透鏡框及所述單片光學透鏡沿垂直于透鏡光軸方向振動。

進一步，在所述單片光學透鏡后設置反射鏡、反射鏡框和反射鏡振動裝置；所述反射鏡固定在所述反射鏡框上，所述單片光學透鏡的振動方向與單片光學透鏡的光軸所在平面垂直；所述反射鏡振動裝置使反射鏡在所述單片光學透鏡的振動方向垂直的平面內振動。

進一步，所述反射鏡振動裝置包括簧片、永久磁鐵和電磁鐵；所述簧片與所述反射鏡法線垂直，與所述反射鏡框固定在一起；所述永久磁鐵固定在所述反射鏡框上；所述電磁鐵產生與反射鏡垂直的磁力；所述電磁鐵通過磁力帶動所述永久磁鐵、所述反射鏡框及所述反射鏡沿垂直于所述單片光學透鏡振動方向的方向振動。

進一步，所述反射鏡對激光加工波長全反射，對可見光波段透射；在所述反射鏡的背面設置圖像監控系統。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果：