本發(fā)明涉及激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域；尤其涉及一種CO2激光器用于切割的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在很多需要采用CO2激光器進(jìn)行切割的場合，如激光切割電子線的絕緣皮，激光切割電子線的鋁麥拉復(fù)合膜等等,常常是需要使用廉價(jià)的CO2激光管產(chǎn)生的兩束入射激光進(jìn)行移動掃描切割?，F(xiàn)有技術(shù)是，激光管的出射激光和光路變換后的出射激光頭出射的激光在一個(gè)平面內(nèi)，而且這個(gè)平面和移動掃描方向垂直，掃描移動時(shí)，激光管需要一起跟隨移動。由于CO2激光管很長，體積較大，不同于光纖激光容易調(diào)整和控制光路，這種方法制造的設(shè)備就會體積很大。另外就是，激光管通常布置在工件兩側(cè)，這樣就造成檢修和更換的困難。還有，現(xiàn)有技術(shù)都是更換激光管時(shí)，通過調(diào)整反光鏡片來做光路修正微調(diào)校準(zhǔn)，下面的激光管光路就很難操作調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，就需要重新構(gòu)建激光光路，重新設(shè)計(jì)光路的調(diào)整方法和調(diào)整機(jī)構(gòu)，首先要確定激光產(chǎn)生、光路調(diào)整和移動掃描的光路配置和調(diào)整方案，然后相應(yīng)設(shè)計(jì)出其實(shí)用的裝置。

本發(fā)明提供一種基于激光管平行于出射激光頭移動切割方向的裝配方式，包括但不局限使用CO2激光管，并且使用兩根平行并列設(shè)置的激光管獲得兩路激光，兩根激光管并列設(shè)置于工件作業(yè)面上方，方便于安裝調(diào)試和更換檢修，兩路激光通過光路變換實(shí)現(xiàn)從被切割的兩個(gè)方向入射。兩個(gè)激光器和移動掃描機(jī)構(gòu)分離設(shè)置，并且兩根激光器靜止設(shè)置，移動掃描機(jī)構(gòu)帶動出射激光頭運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)掃描切割。當(dāng)采用并列設(shè)置激光管時(shí)，其中一個(gè)光路會經(jīng)過多次反射才能從出射激光頭出光，因?yàn)榉垂忡R片角度稍有偏差就很難調(diào)整出光，而且出光光斑畸變嚴(yán)重，因此，滿足這種配置方式時(shí)，可以通過保持移動掃描部分的光路結(jié)構(gòu)不變，調(diào)整激光管的光軸而微調(diào)校準(zhǔn)光路。

附圖說明和具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有雙路激光移動掃描切割裝置示意圖

1-工件，22-移動掃描機(jī)構(gòu)，11-激光管A，111-A路初始激光束，112-A路初始激光束45°反射鏡片，115-A路聚焦激光出射鏡頭，12-激光管B，121-B路初始激光束，122-B路初始激光束第一45°反射鏡片，125-B路聚焦激光出射鏡頭，XYZ-直角坐標(biāo)系，X為移動掃描方向，激光管光軸和掃描移動方向垂直。

圖2為本發(fā)明雙路激光移動掃描切割裝置示意圖

1-工件，22-移動掃描機(jī)構(gòu)，20-C型雙路激光筒，11-激光管A，111-A路初始激光束，112-A路初始激光束45°反射鏡片，115-A路聚焦激光出射鏡頭，116-A路聚焦切割激光，12-激光管B，121-B路初始激光束，122-B路初始激光束第一45°反射鏡片，123-B路初始激光束第二45°反射鏡片，124-B路初始激光束第三45°反射鏡片，125-B路聚焦激光出射鏡頭，126-B路聚焦切割激光， 23-激光管第一支架，24-激光管第二支架，25-光路微調(diào)機(jī)構(gòu)，XYZ-直角坐標(biāo)系，X為移動掃描方向，激光管光軸和掃描移動方向平行。

對比圖1現(xiàn)有技術(shù)裝置和圖2本發(fā)明裝置，區(qū)別在于，圖1中，現(xiàn)有技術(shù)是，激光管的出射激光和光路變換后的出射激光頭出射的激光在一個(gè)平面內(nèi)，而且這個(gè)平面和移動掃描方向垂直，掃描移動時(shí)，激光管需要一起跟隨移動，移動掃描機(jī)構(gòu)22沿X方向拖動整個(gè)激光系統(tǒng)移動，比較笨拙，而且裝置沿Y方向有較大的縱深尺度。而且激光管上下布局位于兩側(cè)，下方激光管更換調(diào)整困難。從激光管到光路變換和調(diào)光再到出光元件為一個(gè)獨(dú)立的光路系統(tǒng)，系統(tǒng)有兩個(gè)這樣的獨(dú)立激光系統(tǒng)組成。其光路調(diào)整方式，是分別調(diào)整A路初始激光束45°反射鏡片112和B路初始激光束第一45°反射鏡片122。而圖2中，兩根激光管平行并列放置于工件1的一側(cè)，通常是在設(shè)備的上方空間，便于更換檢修，A路激光通過一次45°反射，B路激光經(jīng)過3次反射，形成兩路激光從兩側(cè)相對方向入射切割的作用方式，與此同時(shí)，激光管的出射激光和出射激光頭的出射激光垂直。工作時(shí)，激光管11和激光管22均靜止不動，移動掃描機(jī)構(gòu)22沿X方向拖動出光鏡筒部分移動，這種移動不會改變光路的性質(zhì)。

進(jìn)一步地，光路變換機(jī)構(gòu)包括一個(gè)C型雙路激光筒20和多個(gè)激光反射鏡片，圖2中，A路初始激光束的第一45°反射面112和B路初始激光束的第一45°反射面122平行但是沿X方向錯(cuò)開預(yù)設(shè)距離，由此獲得兩路出射激光在Z方向上不會重合對射，但兩路出射激光構(gòu)成的切割面和X軸平行。這樣，在移動掃描切割時(shí)，才能夠保證在工件上形成的兩條切割線重合。

進(jìn)一步地，所述光路變換機(jī)構(gòu)包括一個(gè)C型雙路激光筒20和多個(gè)激光反射鏡片，C型雙路激光筒20具有用一塊材料整體加工形成的內(nèi)部激光通路和外部45°反射面。用一塊材料整體加工，可以做到所有45°反射面的形位公差非常的精確。反射鏡片即裝即用不需要調(diào)整。而現(xiàn)有技術(shù)中采用零碎零件加工組裝的光路變換組件鏡片調(diào)整非常麻煩。

進(jìn)一步地，圖2示例的雙路激光掃描切割裝置，不同于圖1的光路微調(diào)機(jī)構(gòu)。因?yàn)樵趯?shí)際使用過程中要定期更換激光管，更換激光管后，就必然要進(jìn)行光路的微動調(diào)整。圖2所述光路微調(diào)裝置是位于激光管第二安裝支架24處的調(diào)整機(jī)構(gòu)25，調(diào)整機(jī)構(gòu)25具有在YZ平面內(nèi)任意方向調(diào)整激光管光軸尾端位置的卡套，調(diào)整時(shí)，激光管第一安裝支架23固定不動，調(diào)整機(jī)構(gòu)25的卡套在YZ平面內(nèi)搖動，使得激光管光軸相對于X軸有微小的3D空間夾角的調(diào)整。第一安裝支架23要盡可能的靠近激光管出光口，第二安裝支架24要盡可能的靠近激光管尾端，這樣通過圍繞X軸搖動激光管尾部，就可以非常容易的調(diào)光，而且容易做到比較精細(xì)的調(diào)整。

綜上所述，本發(fā)明的激光切割裝置，包括平行并列放置于切割作業(yè)面上方的兩個(gè)激光器，光路變換機(jī)構(gòu)，光路調(diào)整裝置，激光束出射鏡頭，出射激光掃描移動機(jī)構(gòu)組成；激光器的兩束平行初始激光經(jīng)過光路變換成為從兩個(gè)相對方向入射被切割工件的兩束聚焦激光，激光器的出射激光和激光束出射鏡頭的出射激光垂直；兩個(gè)激光器和移動掃描機(jī)構(gòu)分離設(shè)置，并且兩個(gè)激光器靜止設(shè)置，激光器的光軸平行于出射激光移動切割方向，即X方向，出射激光掃描移動機(jī)構(gòu)能夠沿X方向移動掃描。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本方案例舉激光切割HDMI數(shù)據(jù)線纜的芯線排絕緣皮, 激光管11和激光管12并列平行設(shè)置于線纜切割作業(yè)面的上面，分別形成兩個(gè)光路Ａ路激光和Ｂ路激光。Ａ路激光路徑是：激光管A12→A路初始激光束111→A路初始激光束45°反射鏡片112→A路聚焦激光出射鏡頭115→A路聚焦切割激光116→切割兩個(gè)芯線排的上面一側(cè)。Ｂ路激光路徑是：激光管B12→Ｂ路激光束121→Ｂ路激光束第一45°反射鏡片122→Ｂ路激光束第二45°反射鏡片123→Ｂ路激光束第三45°反射鏡片124→Ｂ路聚焦激光出射鏡頭125→B路聚焦切割激光126→切割兩個(gè)芯線排下面一側(cè)。其中，C型雙路激光筒20是一個(gè)中空的塊體材料整體加工（例如線切割）而成的，精確保證了所有45°反射面的精準(zhǔn)和相互垂直，這樣，在反射鏡片安裝后不需要調(diào)整就能夠?qū)崿F(xiàn)光路的準(zhǔn)確出光。激光束出射鏡頭實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可調(diào)焦的聚焦鏡片，將能量密度低的激光束進(jìn)一步聚集到一個(gè)點(diǎn)上，該激光焦點(diǎn)就落在兩個(gè)芯線排范圍內(nèi)，理論位置是兩個(gè)芯線排的中分面上。A路初始激光束的第一45°反射面112和B路初始激光束的第一45°反射面122平行但是沿X方向錯(cuò)開預(yù)設(shè)距離，這樣，在移動掃描切割時(shí)，雖然有上下兩路入射激光，但可以保證在工件上形成的兩條切割線重合。移動掃描機(jī)構(gòu)22帶動C型雙路激光筒20沿X方向移動，出射激光就可以從上下兩面移動切割HDMI的芯線絕緣皮。

通常，A路聚焦激光出射鏡頭115和B路聚焦激光出射鏡頭125就是可以焦距調(diào)整的鏡筒帶一個(gè)聚焦透鏡。

所述的光路變換機(jī)構(gòu)就是C型雙路激光筒20、反光鏡片、聚焦激光出射鏡頭組成，能夠改變激光的方向和聚焦。

由于采用這種C型雙路激光筒20結(jié)構(gòu)，更換激光管時(shí)，只有一次反射的A路激光通常不需要調(diào)整，只需要微調(diào)調(diào)整B路激光光軸即可。

本發(fā)明例舉使用CO2激光器，也可以是YAG激光器等其他激光器。只是CO2激光器具有廉價(jià)實(shí)用特征，用途廣泛而已。

通常這種布局時(shí)激光管方向和應(yīng)用場合設(shè)備長度方向一致，顯得緊湊，而且激光管置頂安裝便于更換和檢修。

綜上所述，本發(fā)明的激光切割方法，包括了光路構(gòu)建方法和光軸微調(diào)方法兩部分；所述光路構(gòu)建方法方法是，配置有平行并列設(shè)置的兩個(gè)激光器產(chǎn)生兩路初始平行激光，激光器光軸平行于移動切割方向設(shè)置，經(jīng)過光路變換系統(tǒng)成為從工件兩面相對入射的聚焦切割激光，聚焦切割激光和兩路初始激光垂直設(shè)置，在激光器保持靜止?fàn)顟B(tài)下，沿激光器光軸方向移動掃描機(jī)構(gòu)帶動聚焦激光出射鏡頭移動，實(shí)現(xiàn)移動切割；所述光路微調(diào)方法是，光路微調(diào)時(shí)，保持光路變換系統(tǒng)靜止，搖動激光管光軸實(shí)現(xiàn)光路微調(diào)校準(zhǔn)。

以上是雙路激光掃描切割裝置的基本構(gòu)成，還可以進(jìn)一步應(yīng)用拓展，因?yàn)榧す獗旧硎瞧叫泄?，在空氣中傳播基本不受距離的影響，當(dāng)拉開激光管和光路變換機(jī)構(gòu)之間的距離后，就可以切入數(shù)個(gè)同樣的激光切割裝置，只是共用一組激光器罷了。這樣可以共享一組激光器，實(shí)現(xiàn)多工位交替使用激光切割作業(yè)的配置和布局。

以上的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。