單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光切割機(jī)的光路系統(tǒng)，具體涉及一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割機(jī)是利用從激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束照射條件，一般產(chǎn)生10000° C以上的局部高溫，激光熱量被工件材料吸收，工件溫度急劇上升，使工件瞬間汽化，到達(dá)沸點(diǎn)后，材料開(kāi)始汽化并形成孔洞，伴隨高壓的氣流，隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng)，最終使材料形成切縫，而目前大多數(shù)YAG激光切割機(jī)采用雙燈單棒單腔的光路系統(tǒng)，這種方式電能轉(zhuǎn)換成光能的效率低，使得激光的輸出功率較低，從而切割板材的厚度受到限制，速度慢、效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，可提升激光切割機(jī)生產(chǎn)效率。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:提供一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，包括依序設(shè)置的紅燈指示器、全反鏡、聚光腔、半反鏡、水冷擴(kuò)束鏡和切割頭，其特征在于:所述聚光腔包括第一聚光腔和第二聚光腔，所述第一聚光腔的一端設(shè)置有第一氙燈，另一端設(shè)置有第一晶體棒；所述第二聚光腔的一端設(shè)置有第二氙燈，另一端設(shè)置有第二晶體棒；所述切割頭包括頭體和依序連接在頭體上的45°全反鏡、聚焦鏡、保護(hù)鏡和噴嘴；外部激勵(lì)第一氣燈和第二氣燈發(fā)光，第一氣燈所產(chǎn)生光束經(jīng)全反鏡發(fā)射后通過(guò)第一腔室激發(fā)了第一晶體棒，所述第一晶體棒吸收了特定波長(zhǎng)光；同理，第二氙燈所產(chǎn)生光束激發(fā)了第二晶體棒，所述第二晶體棒吸收了特定波長(zhǎng)的光，剩余波長(zhǎng)的光束經(jīng)過(guò)半反鏡的反射、水冷擴(kuò)束鏡擴(kuò)展光束直徑和減少光束的發(fā)散角后，進(jìn)入切割頭中，在切割頭中，激光束經(jīng)過(guò)45°全反鏡，在聚焦鏡處匯聚成高密度光束經(jīng)過(guò)保護(hù)鏡從噴嘴噴出。
[0005]優(yōu)選的，所述紅燈指示器和水冷擴(kuò)束鏡采用四維鏡架。
[0006]優(yōu)選的，所述全反鏡和半反鏡采用水冷二維鏡架。
[0007]優(yōu)選的，所述切割頭還包括感應(yīng)線。
[0008]優(yōu)選的，所述第一聚光腔和第二聚光腔內(nèi)壁鍍有材質(zhì)金，材質(zhì)金具有很高的反射率，反射率越高，吸收的光能則越小。
[0009]優(yōu)選的，所述晶體棒采用釔鋁石榴石，具有良好的光照穩(wěn)定性和加工性。
[0010]優(yōu)選的，所述被第一晶體棒和第二晶體棒吸收的特定波長(zhǎng)光是指波長(zhǎng)為1064nm處光波。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)采用雙聚光腔形式，在激光電源采用同樣功率的情況下，激光功率可增加百分之五十，從而提高了電能轉(zhuǎn)換成光能的轉(zhuǎn)換率，提升了設(shè)備的激光輸出功率，從而提高了設(shè)備的切割能力，解決了更厚鋼板工件的切割問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所述，提供一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，圖中右側(cè)箭頭所述方向?yàn)楣馐鴤魉头较?，沿光束傳送方向，依次設(shè)置有紅燈指不器11、全反鏡21、第一金腔30、第二金腔40、半反鏡51、水冷擴(kuò)束鏡61和隨動(dòng)切割頭70，其中紅燈指示器11安裝在四維鏡架12上；全反鏡21安裝在水冷二維鏡架22上；半反鏡51安裝在水冷二維鏡架52上；水冷擴(kuò)束鏡61安裝在四維鏡架62上；第一金腔30的右端設(shè)置有第一氙燈31、左端設(shè)置有第一釔鋁石榴石晶體棒32 ;第二金腔40的右端設(shè)置有第二氙燈41、左端設(shè)置有第二釔鋁石榴石晶體棒42 ;隨動(dòng)切割頭70包括頭體71和依序連接在頭體71上的45°全反鏡72、聚焦鏡73、保護(hù)鏡74和噴嘴76，在頭體71上靠近噴嘴76處還設(shè)置有感應(yīng)線75。
[0015]外部激勵(lì)第一氙燈31發(fā)光，所發(fā)光束經(jīng)過(guò)全反鏡21的反射后進(jìn)入到了第一金腔30，光束經(jīng)過(guò)第一金腔30內(nèi)壁的反射激發(fā)第一釔鋁石榴石晶體棒32，使其吸收1064nm波長(zhǎng)的光束，剩余光束進(jìn)入到了第二金腔40中，同理，外部激勵(lì)第二氙燈41發(fā)光，所發(fā)光束經(jīng)過(guò)第二金腔40的反射激發(fā)第二釔鋁石榴石晶體棒42，使其吸收了 1064nm波長(zhǎng)的光束，第一金腔30剩余光束與第二金腔40剩余光束疊加后得到了高質(zhì)量的激光束，穿過(guò)第二金腔40，然后經(jīng)過(guò)半反鏡51的反射，由水冷擴(kuò)束鏡61擴(kuò)展剩余光束的直徑并減少光束的發(fā)散角，使剩余光束變?yōu)闇?zhǔn)平行光束，準(zhǔn)平行光束進(jìn)入到隨動(dòng)切割頭70中，首先經(jīng)過(guò)45°全反鏡72的反射后，將水平過(guò)來(lái)的光束變?yōu)榇怪毕蛳碌墓馐?jīng)過(guò)聚焦鏡73的聚焦后，在焦點(diǎn)位置處形成一極小高功率密度光斑，匯聚而成的極小高功率密度光斑經(jīng)過(guò)保護(hù)鏡74從噴嘴76處輸出，用于加工位于噴嘴76下方的工件切割，由于工件受到高功率密度光斑的照射，產(chǎn)生了超過(guò)10000° C以上的局部高溫，使工件瞬間汽化，隨著切割頭與工件的相對(duì)移動(dòng)，則形成了一道光滑的切割線。
[0016]上述工作過(guò)程是否運(yùn)行順利，由紅燈指示器11可以得到觀察和判斷。
[0017]為了避免加工工件表面的不平整，而導(dǎo)致隨動(dòng)切割頭70在切割過(guò)程中不可控現(xiàn)象，在頭體71上靠近噴嘴76處設(shè)置有感應(yīng)線75。
[0018]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，包括依序設(shè)置的紅燈指示器、全反鏡、聚光腔、半反鏡、水冷擴(kuò)束鏡和切割頭，其特征在于:所述聚光腔包括第一聚光腔和第二聚光腔，所述第一聚光腔的一端設(shè)置有第一氣燈，另一端設(shè)置有第一晶體棒；所述第二聚光腔的一端設(shè)置有第二氙燈，另一端設(shè)置有第二晶體棒；所述切割頭包括頭體和依序連接在頭體上的45°全反鏡、聚焦鏡、保護(hù)鏡和噴嘴；外部激勵(lì)第一氣燈和第二氣燈發(fā)光，第一氣燈所產(chǎn)生光束經(jīng)全反鏡發(fā)射后通過(guò)第一腔室激發(fā)了第一晶體棒，所述第一晶體棒吸收了特定波長(zhǎng)光；同理，第二氙燈所產(chǎn)生光束激發(fā)了第二晶體棒，所述第二晶體棒吸收了特定波長(zhǎng)的光，剩余波長(zhǎng)的光束經(jīng)過(guò)半反鏡的反射、水冷擴(kuò)束鏡擴(kuò)展光束直徑和減少光束的發(fā)散角后，進(jìn)入切割頭中，在切割頭中，激光束經(jīng)過(guò)45°全反鏡，在聚焦鏡處匯聚成高密度光束經(jīng)過(guò)保護(hù)鏡從噴嘴噴出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:所述紅燈指示器和水冷擴(kuò)束鏡采用四維鏡架。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:所述全反鏡和半反鏡采用水冷二維鏡架。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:所述切割頭還包括感應(yīng)線。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聚光腔和第二聚光腔內(nèi)壁鍍有材質(zhì)金。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:所述晶體棒采用釔鋁石榴石。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，其特征在于:被第一晶體棒和第二晶體棒吸收的特定波長(zhǎng)光是指波長(zhǎng)為1064nm處光波。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單燈單棒雙腔激光切割機(jī)光路系統(tǒng)，包括依序設(shè)置的紅燈指示器、全反鏡、聚光腔、半反鏡、水冷擴(kuò)束鏡和切割頭，聚光腔包括第一聚光腔和第二聚光腔，第一聚光腔的一端設(shè)置有第一氙燈，另一端設(shè)置有第一晶體棒，第二聚光腔的一端設(shè)置有第二氙燈，另一端設(shè)置有第二晶體棒；切割頭包括頭體和依序連接在頭體上的45°全反鏡、聚焦鏡、保護(hù)鏡和噴嘴；本發(fā)明采用雙聚光腔形式，在激光電源采用同樣功率時(shí)，激光功率可增加百分之五十，提升設(shè)備的輸出功率，提高切割能力。
【IPC分類】B23K26/064, B23K26/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105458494
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410441615
【發(fā)明人】朱曉晨
【申請(qǐng)人】上海華族激光設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年9月2日