一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置及方法，包括非球面准直镜、第一曲面锥透镜、第二曲面锥透镜、非球面聚焦镜、双凹非球面镜以及双凸非球面镜。本发明专利技术结构设计新颖，基于轴锥透镜实现环形光斑特性，基于ZOOM光学系统实现聚焦光斑大小、光束发散角以及焦点位置补偿特性，基于不同材料的中、厚板材正负离焦切割工艺特性，通过沿光束传输轴移动其中一片曲面锥透镜的方式，结合ZOOM光学系统配合调节，实现了聚焦光束发散角、焦点实心光斑大小、实心光斑到环形光斑、环形光斑中径与粗细连续可调，同时基于激光切割工艺需要实现了对应离焦光束段环形能量分布，可大幅提高板材切割速度、断面质量、切割厚度以及断面垂直度。

A zoom cutting device and method based on adjustable circular spot of aspheric mirror

The invention discloses a zoom cutting device and method based on an adjustable annular spot of an aspherical mirror, including an aspherical collimating mirror, a first curved conical lens, a second curved conical lens, an aspherical focusing mirror, a double concave aspherical mirror and a double convex aspherical mirror. The structure design of the invention is novel, which realizes the circular spot characteristics based on the axial cone lens, the focus spot size, the beam divergence angle and the focus position compensation characteristics based on the zoom optical system, and based on the positive and negative defocusing cutting process characteristics of the medium and thick plates of different materials, through the way of moving one curved cone lens along the beam transmission axis, combined with the zoom optical system to coordinate the adjustment, At the same time, based on the needs of laser cutting technology, the annular energy distribution of the corresponding defocused beam segment is realized, which can greatly improve the cutting speed, section quality, cutting thickness and section perpendicularity of the plate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置及方法
本专利技术涉及光纤激光切割
，具体为一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置及方法。
技术介绍
光纤激光器因为电光转换效率高、光纤柔韧性好、耦合效率高、光束质量好等优势，以及大功率激光器的出现，使得市场占有率日益突出，目前光纤耦合输出激光器千瓦级已是相当普及，万瓦级激光器也逐步上映市场，让光纤激光各类加工工艺越加普遍化。光纤激光器激光切割应用，覆盖了不锈钢、碳钢、铝材、铜材等各类金属加工市场，随着激光功率的增加，不同材料的板材切割厚度越厚。众所周知，常规消像差光学配置虽然能够实现聚焦光束衍射极限效果，使得光束质量达到最佳，但对应下的聚焦光束离焦段，能量分布趋近于高斯分布，对于厚板切割而言，一者不利于板材割缝成型，也就限制了切割气体或辅助气体的进气量，为满足切割效果，需高度优化气路；一者中心能量过剩，边缘能量不够集中，散光大，不利于光束能量利用，也不利于板材断面成型质量。为切割更厚板材，通常引入ZOOM光学方案来实现。常规的ZOOM光学方案可获得聚焦光斑直径、光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置，其特征在于：包括非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)；所述非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)均由熔融石英材料制成；所述非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)中心轴同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置，其特征在于：包括非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)；所述非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)均由熔融石英材料制成；所述非球面准直镜(1)、第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)中心轴同轴。


2.根据权利要求1所述的一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置，其特征在于：所述非球面准直镜(1)、非球面聚焦镜(4)、双凹非球面镜(5)以及双凸非球面镜(6)构成ZOOM光学系统；所述第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)构成环形可调镜组。


3.根据权利要求1所述的一种基于非球面镜可调环形光斑ZOOM切割装置，其特征在于：所述第一曲面锥透镜(2)、第二曲面锥透镜(3)介于非球面准直镜(1)、非球面聚焦镜(4)之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：邵华江，李思佳，
申请(专利权)人：上海嘉强自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31