一种激光光束轨迹控制装置及激光切割头的制作方法

本技术涉及激光切割，尤其涉及一种激光光束轨迹控制装置及激光切割头。

背景技术：

1、激光切割利用经聚焦后的高功率密度激光束照射金属板材，使金属板材迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现金属板材的切割。与等离子切割、火焰切割、线切割等方法相比，激光切割具有热影响区小，切割速度快，切割质量好，切割精度高等优点，在金属板材切割加工中迅速得到了广泛应用。

2、传统的激光切割中，激光光束本身相对于被加工物体表面静止不动，仅通过用于安装激光切割头的设备控制激光切割头运动来切割物体，这不仅限制了激光切割的效率，同时还增加了加工成本和时间。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提供一种激光光束轨迹控制装置及激光切割头，其解决了激光切割设备切割效率低的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本实用新型的激光光束轨迹控制装置及激光切割头包括x轴振镜组件和y轴振镜组件；

5、所述x轴振镜组件包括x轴镜片和x轴驱动件，所述x轴驱动件与所述x轴镜片驱动连接；

6、所述y轴振镜组件包括y轴镜片和y轴驱动件，所述y轴驱动件与所述y轴镜片驱动连接；

7、所述x轴镜片的反射面与所述y轴镜片的反射面相对设置，激光光束能够在所述x轴镜片的反射面和所述y轴镜片的反射面之间传递。

8、可选地，所述x轴驱动件和所述x轴镜片之间通过x轴调整组件连接，所述y轴驱动件和所述y轴镜片之间通过y轴调整组件连接。

9、可选地，所述x轴调整组件包括相互连接的x轴固定座和x轴调整座，所述x轴固定座与所述x轴调整座之间设置有第一弹性件，所述x轴固定座与所述x轴调整座分别与所述第一弹性件的两端一一对应抵接；

10、所述y轴调整组件包括相互连接的y轴固定座和y轴调整座，所述y轴固定座与所述y轴调整座之间设置有第二弹性件，所述y轴固定座与所述y轴调整座分别与所述第二弹性件的两端一一对应抵接；

11、所述x轴调整座设置于所述x轴驱动件上，所述y轴调整座设置于所述y轴驱动件上，所述x轴驱动件通过所述x轴固定座驱动连接所述x轴镜片，所述y轴驱动件通过所述y轴固定座驱动连接所述y轴镜片。

12、可选地，所述y轴镜片与射入光的夹角为m度，0<m<90，所述x轴镜片(211)与水平面的夹角为n度，0<n<90。

13、可选地，当所述y轴镜片与射入光的夹角为m度，0<m<90，则所述x轴镜片与水平面的夹角为n度，n为(90-m)度。

14、可选地，所述y轴镜片与射入光的夹角为p度，0<p<90，所述x轴镜片(211)与光路面的夹角为q度，0<q<90，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

15、可选地，当所述y轴镜片与射入光的夹角为p度，0<p<90，则所述x轴镜片与光路面的夹角为q度，q为(90-p)度，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

16、可选地，所述x轴镜片和所述y轴镜片与水平面和/或光路面均呈45度角，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

17、可选地，所述x轴振镜组件还包括第一冷却板和第一夹紧座；

18、所述第一冷却板与所述x轴镜片的背面相对设置，所述第一夹紧座设置于所述x轴驱动件上，所述第一冷却板和所述第一夹紧座的内部均设置有导热结构。

19、可选地，所述y轴振镜组件还包括第二冷却板和第二夹紧座；

20、所述第二冷却板与所述y轴镜片的背面相对设置，所述第二夹紧座设置于所述y轴驱动件上，所述第二冷却板和所述第二夹紧座的内部设置有导热结构。

21、可选地，所述x轴驱动件和所述y轴驱动件的内部均设置有限位结构。

22、进一步地，本实用新型还提供了一种激光切割头，其包括主体、光束整形装置、聚焦装置、喷嘴装置以及如权利要求-任意一项所述的激光光束轨迹控制装置；

23、所述光束整形装置、所述激光光束轨迹控制装置、所述聚焦装置以及所述喷嘴装置沿光路方向依次设置于所述主体内。

24、可选地，所述光束整形装置包括沿光路方向依次设置的光阑机构和光束整形机构；

25、所述光阑机构的中心位置开设有呈圆锥状的光路通道，围绕所述光路通道设置有呈环形且内置有冷却结构的光束吸收组件。

26、可选地，所述光束整形机构包括调焦组件以及沿光路方向依次设置的准直保护镜组、准直调焦镜组和准直镜组，所述准直调焦镜组和所述准直镜组均与光轴同轴；

27、所述调焦组件包括调焦电机、丝杠以及导轨，所述导轨和所述调焦电机均设置于所述主体的内壁上，所述导轨与所述准直调焦镜组的中轴线平行；

28、所述准直调焦镜组与所述导轨滑动连接，所述调焦电机通过所述丝杠连接所述准直调焦镜组。

29、可选地，所述聚焦装置包括聚焦镜组和聚焦调中组件；

30、所述聚焦调中组件部分设置于所述主体内，所述聚焦镜组设置于所述聚焦调中组件上。

31、(三)有益效果

32、x轴镜片的反射面与y轴镜片的反射面相对设置且相互平行，激光光束能够在x轴镜片的反射面和y轴镜片的反射面之间传递，通过控制x轴驱动电机和y轴驱动电机的电信号相位差进行摆动，使光束可呈现设定形状的偏摆，在激光头主体移动进行激光切割的过程中，控制光斑在水平面内按照设定的图形做循环往复运动，使现有功率的激光束更好的被待加工物料吸收，达到提高切割速度、切割效果的目的。激光光束轨迹控制装置采用两组反射镜片，不仅能够实现激光震荡加工的效果，还同时减小光路结构的复杂性，避免因光学镜片过多引起的光衰，进一步提高加工效率和精度。

技术特征：

1.一种激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述激光光束轨迹控制装置(2)包括x轴振镜组件(21)和y轴振镜组件(22)；

2.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述x轴驱动件(212)和所述x轴镜片(211)之间通过x轴调整组件连接，所述y轴驱动件(222)和所述y轴镜片(221)之间通过y轴调整组件连接。

3.如权利要求2所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述x轴调整组件包括相互连接的x轴固定座(213)和x轴调整座(214)，所述x轴固定座(213)与所述x轴调整座(214)之间设置有第一弹性件，所述x轴固定座(213)与所述x轴调整座(214)分别与所述第一弹性件的两端一一对应抵接；

4.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述y轴镜片(221)与射入光的夹角为m度，0<m<90，所述x轴镜片(211)与水平面的夹角为n度，0<n<90。

5.如权利要求4所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，当所述y轴镜片(221)与射入光的夹角为m度，0<m<90，则所述x轴镜片(211)与水平面的夹角为n度，n为(90-m)度。

6.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述y轴镜片(221)与射入光的夹角为p度，0<p<90，所述x轴镜片(211)与光路面的夹角为q度，0<q<90，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

7.如权利要求6所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，当所述y轴镜片(221)与射入光的夹角为p度，0<p<90，则所述x轴镜片(211)与光路面的夹角为q度，q为(90-p)度，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

8.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述x轴镜片(211)和所述y轴镜片(221)与水平面和/或光路面均呈45度角，其中，所述光路面为激光束从入射到射出的途径面。

9.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述x轴振镜组件(21)还包括第一冷却板(23)和第一夹紧座(215)；

10.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述y轴振镜组件(22)还包括第二冷却板和第二夹紧座(225)；

11.如权利要求1所述的激光光束轨迹控制装置，其特征在于，所述x轴驱动件(212)和所述y轴驱动件(222)的内部均设置有限位结构。

12.一种激光切割头，其特征在于，所述激光切割头包括主体、光束整形装置(1)、聚焦装置(3)、喷嘴装置(4)以及如权利要求1-9任意一项所述的激光光束轨迹控制装置(2)；

13.如权利要求12所述的激光切割头，其特征在于，所述光束整形装置(1)包括沿光路方向依次设置的光阑机构和光束整形机构；

14.如权利要求13所述的激光切割头，其特征在于，所述光束整形机构包括调焦组件(12)以及沿光路方向依次设置的准直保护镜组(11)、准直调焦镜组和准直镜组(6)，所述准直调焦镜组和所述准直镜组(6)均与光轴同轴；

15.如权利要求12所述的激光切割头，其特征在于，所述聚焦装置(3)包括聚焦镜组(7)和聚焦调中组件(31)；

技术总结
本技术涉及一种激光光束轨迹控制装置及激光切割头，其包括X轴振镜组件和Y轴振镜组件，X轴振镜组件包括X轴镜片和X轴驱动电机，X轴驱动电机与X轴镜片驱动连接。Y轴振镜组件包括Y轴镜片和Y轴驱动电机，Y轴驱动电机与Y轴镜片驱动连接。X轴镜片的反射面与Y轴镜片的反射面相对设置，激光光束能够在X轴镜片的反射面和Y轴镜片的反射面之间传递。在X轴振镜组件和Y轴振镜组件的控制下，光束可呈现设定形状的偏摆，在激光头主体移动进行激光切割的过程中，控制光斑在水平面内按照设定的图形做循环往复运动，使现有功率的激光束更好的被待加工物料吸收，达到提高切割速度、切割效果的目的。

技术研发人员：王波,张成顺,张钦溟,李登科,赵亚鹏
受保护的技术使用者：济南邦德激光股份有限公司
技术研发日：20240202
技术公布日：2024/10/31