一种双光源复合激光加工装置制造方法及图纸

技术编号:28483273 阅读:26 留言:0更新日期:2021-05-15 21:58
本实用新型专利技术公开了一种双光源复合激光加工装置,包括:用于粗加工的第一激光组件,包括第一激光器、第一扩束镜、第一拨片、第一反射镜以及第一平板玻璃;用于精加工的第二激光组件,包括第二激光器、第二扩束镜、第二拨片、第二反射镜;光路同轴调节组件,包括第三反射镜和第四反射镜;所述光路同轴调节组件用于将第一激光器和第二激光器发射的光束与加工头入光口中心重合;加工组件,所述加工组件包括第二平板玻璃、加工头以及聚焦镜;控制器,所述控制器控制第一激光器、第二激光器以及加工头。本实用新型专利技术不仅保证了零件加工的形貌和质量,而且提高了加工效率,满足市场上各类激光加工的需要,适用性强,运用范围广。运用范围广。运用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种双光源复合激光加工装置


[0001]本技术属于激光加工领域,具体地涉及一种双光源复合激光加工装置。

技术介绍

[0002]激光加工技术是利用大功率的激光束作为热源照射到加工物体的表面,产生光辐射加热作用从而去除或融化材料以及改变物体表面性能,完成焊接、切割、表面处理、打孔及微加工等工作,在激光加工过程中一般会发生与常规热加工方法相同或相似材料的熔化、汽化与相变等现象,然而激光加工又有其自身的特点。目前,激光加工技术如激光制孔、激光焊、激光熔覆、激光增材制造及激光切割等主要加工方法广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通、船舶与海洋工程、电子及机械等制造业领域,呈现出良好的发展势头和潜力。
[0003]目前人们通过各种方法来进行梯度材料异型孔的加工,传统的机械加工虽然简单易行,但是容易损坏零件且在精度和粗糙度方面无法加工出满足要求的微型异型孔;电火花加工无法加工不导电的零件;超声加工法由于离加工零件近无法满足超高深径比异型孔的加工;电解液射流加工法由于自身的局限性,加工精度和加工稳定性不高,无法保证加工零件的形貌;鉴于此人们开始尝试激光加工梯度材料。目前针对梯度材料的异型孔激光加工有如下加工方法:1)长脉冲大功率激光加工:虽然该方法加工速度快,但是长脉冲大功率激光加工容易造成梯度材料涂层的脱落,在涂层和金属层等不同材料的结合处会产生裂纹,大部分长脉冲大功率激光加工设备无法加工异型孔,即使能加工的加工出的零件表面粗糙还伴有残渣滞留在表面。2)超快激光旋切扫描加工:虽然该加工方法可以避免长脉冲激光加工过程中的问题,而且还能加工出所需各种形状的异型孔,但是该方法无法加工高深径比异型孔,而且加工效率低,无法满足现代化工业的需求。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种双光源复合激光加工装置,不仅保证了零件加工的形貌和质量,而且提高了加工效率,满足市场上各类激光加工的需要,适用性强,运用范围广。
[0005]为了实现根据本技术的这些目的和其他优点,提供了一种双光源复合激光加工装置,包括:
[0006]第一激光组件,所述第一激光组件包括第一激光器、第一扩束镜、第一拨片、第一反射镜以及第一平板玻璃;所述第一激光组件用于粗加工;
[0007]第二激光组件,所述第二激光组件包括第二激光器、第二扩束镜、第二拨片、第二反射镜;所述第二激光组件用于精加工;
[0008]光路同轴调节组件,所述光路同轴调节组件包括第三反射镜和第四反射镜;所述光路同轴调节组件用于将第一激光器和第二激光器发射的光束与加工头入光口中心重合;
[0009]加工组件,所述加工组件包括第二平板玻璃、加工头以及聚焦镜;
[0010]控制器,所述控制器控制第一激光器、第二激光器以及加工头。
[0011]优选的,所述第一激光器为长脉冲毫秒激光器,所述长脉冲毫秒激光器的平均功
率200W,峰值功率5000W,脉冲宽度1

200ms,脉冲频率1

2000Hz;所述第二激光器为超快皮秒激光器,所述超快皮秒激光器的功率100W,脉冲重复频率为200K

2000KHz。
[0012]优选的,所述加工头包括振镜和第三平板玻璃,所述加工头转速为12000r/min。
[0013]优选的,所述聚焦镜为100f、150f、200f、300f的聚焦镜。
[0014]优选的,还包括与控制器连接的除尘装置,所述除尘装置为压缩空气机,所述压缩空气机可提供0至1.5MPa的气压。
[0015]优选的,还包括激光测距仪、CCD相机以及机械臂,均与控制器连接。
[0016]与现有技术相比,本申请通过机械件和光学器件将长脉冲激光和超快激光两种激光进行同轴复合,通过激光加工头利用系统控制两种激光对零件进行分时分段加工,具体是长脉冲激光提供的大功率激光进行粗加工,然后通过超快激光精加工,既保证孔的形貌和质量又提高了效率。并且该加工设备两种激光是同轴复合,保证两种激光既可以单独工作,又可以复合加工,提高了设备的适用性。
[0017]本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术实施例的加工装置结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0021]应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0022]如图1所示,本技术提供一种双光源复合激光加工装置,包括:
[0023]第一激光组件,所述第一激光组件包括第一激光器1、第一扩束镜2、第一拨片3、第一反射镜4以及第一平板玻璃5;所述第一激光组件用于粗加工;
[0024]第二激光组件,所述第二激光组件包括第二激光器6、第二扩束镜7、第二拨片8、第二反射镜9;所述第二激光组件用于精加工;
[0025]光路同轴调节组件10,所述光路同轴调节组件10包括第三反射镜11和第四反射镜12;所述光路同轴调节组件10用于将第一激光器1和第二激光器6发射的光束与加工头入光口中心重合;
[0026]加工组件,所述加工组件包括第二平板玻璃13、加工头4以及聚焦镜15;
[0027]控制器16,所述控制器16控制第一激光器1、第二激光器6以及加工头14。
[0028]可以理解,在第一激光组件中,所述第一平板玻璃5的主要起光束偏移的作用,为了能够使两个激光器及组件在光束同轴调节时更好的复合。
[0029]可以理解,在加工组件中,第二平板玻璃13设置在光路同轴调节组件与加工头之间起光路偏移作用,是为了保证通过光路调节组件调节后的光路能够准确的与加工头的入光口中心重合,避免误差。
[0030]可选的,在本技术提供的技术方案中,所述第一激光器1为长脉冲毫秒激光器,所述长脉冲毫秒激光器的平均功率200W,峰值功率5000W,脉冲宽度1

200ms,脉冲频率1

2000Hz;
[0031]所述第二激光器6为超快皮秒激光器,所述超快皮秒激光器的功率100W,脉冲重复频率为200K

2000KHz。
[0032]可选的,所述加工头14包括振镜和第三平板玻璃,所述加工头转速为12000r/min。
[0033]特别的是,加工头14通过振镜的X扫描和Y扫描可加工各种形状的孔,第三平板玻璃给激光本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双光源复合激光加工装置,其特征在于,包括:第一激光组件,所述第一激光组件包括第一激光器、第一扩束镜、第一拨片、第一反射镜以及第一平板玻璃;第二激光组件,所述第二激光组件包括第二激光器、第二扩束镜、第二拨片、第二反射镜;光路同轴调节组件,所述光路同轴调节组件包括第三反射镜和第四反射镜;所述光路同轴调节组件用于将第一激光器和第二激光器发射的光束与加工头入光口中心重合;加工组件,所述加工组件包括第二平板玻璃、加工头以及聚焦镜;控制器,所述控制器用于控制第一激光器、第二激光器以及加工头。2.如权利要求1所述的一种双光源复合激光加工装置,其特征在于,所述第一激光器为长脉冲毫秒激光器,所述长脉冲毫秒激光器的平均功率200W,峰值功率5000W,脉冲宽度1

200ms,脉冲频率1

【专利技术属性】
技术研发人员:朱文宇乔文刚钱杰贾北北
申请(专利权)人:西安中科微精光子制造科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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