本申請提供一種激光加工裝置，包括依次連接的光纖接口模塊、準直模塊、勻化模塊、變焦模塊和固定鏡模塊。勻化模塊中可以更換不同的插拔式勻化組件，通過更換不同的插拔式勻化組件，用戶可以輕松調整激光光束的均勻性，從而形成不同形狀和大小的光斑，這種靈活性使得裝置能夠應對多種加工需求，包括但不限于不同材料、不同幅面以及不同加工圖案的需求。插拔式勻化組件的設計允許用戶根據具體任務需求選擇最適合的勻化元件，從而生成特定形狀的光斑，這種光斑形狀的多樣化在多樣化需求的激光表面處理等領域尤為重要，能夠顯著提升加工質量和效率。并且，結合插拔式勻化組件和變焦模塊的雙重作用，該裝置實現了光斑尺寸的大范圍調節。
【技術實現步驟摘要】
本申請涉及激光加工，具體而言，涉及一種激光加工裝置。
技術介紹
1、激光加工技術，作為一項集前沿科技之大成的工藝體系，廣泛涵蓋了激光切割、精密焊接、高效淬火、精細打孔及微納加工等多元化工藝領域。這些技術深刻依賴于激光與物質間獨特而復雜的相互作用原理，通過高度集中的光束能量，實現對材料的非接觸式、高精度、高效率加工。激光加工以其無與倫比的加工速度、卓越的加工質量以及對材料的廣泛適應性，確立了其在現代制造業中不可替代的核心地位。隨著激光加工技術行業的高速發展，激光加工應用領域在廣度和深度上不斷拓展，各行業對于加工效率以及加工精度也不斷提出更高要求，進而對激光光斑高均勻度以及不同形狀尺寸的需求不斷增多。
2、隨著市場需求的日益多樣化和個性化，傳統光纖激光高功率加工頭面臨的挑戰也日益凸顯。傳統的定焦加工頭，其準直鏡與聚焦鏡焦距固定，功能相對局限，難以靈活應對復雜多變的加工任務，特別是面對不同幅面、不同材質的板材時，其局限性尤為明顯。
3、現在市面上的激光頭可以通過更換不同焦距的聚焦鏡的方式來改變激光加工的焦點，但仍然存在光斑尺寸可變范圍小、無法應用于多樣化需求的激光表面處理的問題。現有的激光加工頭是對從激光器發出的光束進行準直后再聚焦得到的光斑是比較小的圓形光斑，光斑大小是固定不可變并且光斑能量呈現中間高邊緣低，然而在對一些材料非接觸大面積均勻加熱應用中，要求照到材料上的光斑為方形光斑，光斑內每個位置的激光能量分布均勻一致，現有激光頭難以滿足特定形狀光斑的需求。
技術實現思路</p>1、本申請實施例的目的在于提供一種激光加工裝置，用以解決現有技術中的激光頭存在的光斑形狀不可變、光斑尺寸可變范圍小的問題。
2、本申請實施例提供的一種激光加工裝置，包括：依次連接的光纖接口模塊、準直模塊、勻化模塊、變焦模塊和固定鏡模塊；準直模塊包括準直鏡，勻化模塊包括模塊框架和插拔式勻化組件，變焦模塊包括調焦補償鏡和變倍鏡，固定鏡模塊包括固定鏡；
3、光纖接口模塊、準直鏡、插拔式勻化組件、調焦補償鏡、變倍鏡和固定鏡呈直線依次布置形成激光加工光路；插拔式勻化組件可更換，調焦補償鏡至固定鏡的距離可變，變倍鏡至固定鏡的距離可變。
4、上述技術方案中，通過簡單的插拔操作，勻化模塊中可以更換不同的插拔式勻化組件，通過更換不同的插拔式勻化組件，用戶可以輕松調整激光光束的均勻性，從而形成不同形狀和大小的光斑，這種靈活性使得裝置能夠應對多種加工需求，包括但不限于不同材料、不同幅面以及不同加工圖案的需求。插拔式勻化組件的設計允許用戶根據具體任務需求選擇最適合的勻化元件，從而生成特定形狀的光斑，這種光斑形狀的多樣化在多樣化需求的激光表面處理等領域尤為重要，能夠顯著提升加工質量和效率。并且，結合插拔式勻化組件和變焦模塊(包括調焦補償鏡和變倍鏡)的雙重作用，該裝置實現了光斑尺寸的大范圍調節。
5、在一些可選的實施方式中，插拔式勻化組件包括：第一鏡片、第二鏡片和支撐結構；
6、支撐結構的頂端安裝第一鏡片，支撐結構的底端安裝第二鏡片，第一鏡片和第二鏡片平行設置。
7、上述技術方案中，第一鏡片作為勻化組件的起始光學元件，第一鏡片采用高透光率、低吸收率及良好光學性能的材料制成，如熔融石英或光學玻璃。其表面經過精密拋光和鍍膜處理，以減少光的散射和吸收，確保激光光束在通過時能夠保持高能量和高純度。本實施例的插拔式勻化組件采用雙鏡片結構，能夠避免激光器光纖芯徑過小導致光斑能量均勻性低的情況發生。
8、在一些可選的實施方式中，第一鏡片和第二鏡片的上下表面均有條紋圖形，且上表面條紋與下表面條紋相垂直。
9、上述技術方案中，插拔式勻化組件的第一鏡片和第二鏡片的上下表面均有條紋圖形，且上表面條紋與下表面條紋相垂直，該勻化組件能夠高效地將激光光束轉換為矩形光斑，這種光斑形狀在許多工業應用中非常有用，如激光材料加熱、激光淬火、激光清洗、激光熔覆等激光表面處理。
10、在一些可選的實施方式中，插拔式勻化組件還包括：水平調節結構；
11、水平調節結構用于對第一鏡片的水平位置進行調節，使第一鏡片和第二鏡片同軸。
12、上述技術方案中，通過水平調節結構將第一鏡片和第二鏡片調整為同軸，同軸在第一鏡片和第二鏡片使得利用變焦模塊調節光斑大小的過程中，避免出現光斑偏心的問題。光斑的偏心會直接影響激光加工的精度和成品質量，通過確保鏡片同軸，該方案提高了加工過程中的光束穩定性和準確性，從而能夠實現更高精度的加工效果，滿足精密制造和高質量生產的需求。并且，通過集成水平調節結構于插拔式勻化組件中，用戶可以在不拆卸組件的情況下直接對鏡片位置進行微調。這種設計簡化了操作流程，提高了工作效率，并降低了因操作不當導致的設備損壞風險。
13、在一些可選的實施方式中，水平調節結構包括兩個彈簧柱塞和兩個水平調節螺釘；
14、兩個彈簧柱塞分別固定設置于第一鏡片的一側的不同位置，兩個水平調節螺釘分別設置于第一鏡片的另一側的不同位置，通過旋入或旋出水平調節螺釘實現對第一鏡片的水平位置的調節。
15、在一些可選的實施方式中，勻化模塊包括模塊框架、第一插拔式勻化組件和第二插拔式勻化組件；第一插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離大于第二插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離；
16、模塊框架包括第一插口和第二插口；第一插口用于通過第一插拔式勻化組件，第二插口用于通過第二插拔式勻化組件；
17、在使用第一插拔式勻化組件的情形下，取出第二插拔式勻化組件；在使用第二插拔式勻化組件的情形下，取出第一插拔式勻化組件。
18、上述技術方案中，第一插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離大于第二插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離，第一插拔式勻化組件形成的光斑較小，第二插拔式勻化組件形成的光斑較大。本實施例通過選擇合適的勻化組件，結合變焦模塊的調節，實現了光斑尺寸的大范圍可調。
19、在一些可選的實施方式中，變焦模塊還包括軌道和電機；
20、電機用于驅動調焦補償鏡和/或變倍鏡在軌道上滑動，改變調焦補償鏡和/或變倍鏡至固定鏡的距離。
21、上述技術方案中，電機作為動力源，其驅動精度遠高于手動調節，能夠確保調焦補償鏡和/或變倍鏡在軌道上的滑動實現微米級甚至更精細的調整。這種高精度的調節能力，使得變焦模塊能夠快速且準確地調整焦距或倍率。通過電機的驅動，變焦模塊的調焦和變倍過程可以實現自動化和智能化控制。結合現代控制系統，如微處理器或可編程邏輯控制器(plc)，可以根據預設的參數或外部信號自動調整鏡片位置，提高操作效率并降低人為誤差。
22、在一些可選的實施方式中，準直模塊還包括上下調節結構；
23、上下調節結構用于對帶動準直鏡上下垂直移動。
24、上述技術方案中，通過上下調節結構，可以有效應對機械件、鏡片加工誤差以及激光器廠家不同導致的激光器出光點位置偏差。
25、在一本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種激光加工裝置，其特征在于，包括：光纖接口模塊、準直模塊、勻化模塊、變焦模塊和固定鏡模塊；所述準直模塊包括準直鏡，所述勻化模塊包括模塊框架和插拔式勻化組件，所述變焦模塊包括調焦補償鏡和變倍鏡，所述固定鏡模塊包括固定鏡；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述插拔式勻化組件包括：第一鏡片、第二鏡片和支撐結構；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一鏡片和第二鏡片的上下表面均有條紋圖形，且上表面條紋與下表面條紋相垂直。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述插拔式勻化組件還包括：水平調節結構；
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述水平調節結構包括兩個彈簧柱塞和兩個水平調節螺釘；
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述勻化模塊包括模塊框架、第一插拔式勻化組件和第二插拔式勻化組件；所述第一插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離大于所述第二插拔式勻化組件的兩個鏡片之間的距離；
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變焦模塊還包括軌道和電機；
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述準直模塊還包括上下調節結構；
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述上下調節結構包括上下垂直設置的導向槽和高度調節螺釘；
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括氣刀保護模塊；所述氣刀保護模塊設置于所述固定鏡模塊的下方；所述準直模塊還包括上保護鏡，所述固定鏡模塊還包括下保護鏡。
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【技術特征摘要】
1.一種激光加工裝置，其特征在于，包括：光纖接口模塊、準直模塊、勻化模塊、變焦模塊和固定鏡模塊；所述準直模塊包括準直鏡，所述勻化模塊包括模塊框架和插拔式勻化組件，所述變焦模塊包括調焦補償鏡和變倍鏡，所述固定鏡模塊包括固定鏡；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述插拔式勻化組件包括：第一鏡片、第二鏡片和支撐結構；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一鏡片和第二鏡片的上下表面均有條紋圖形，且上表面條紋與下表面條紋相垂直。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述插拔式勻化組件還包括：水平調節結構；
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述水平調節結構包括兩個彈簧柱塞和兩個水平調節螺釘；<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：苑凌峰，邵華江，王志剛，李思佳，
申請(專利權)人：嘉強上海智能科技股份公司，
類型：發明
國別省市：
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