本发明专利技术涉及一种用于产生两个尤其平行激光焦线(2a,2b)的光学系统(1)，尤其用于同时激光加工一个工件(3)的两个彼此对置平行工件侧(3a,3b)，具有至少一个光学单元(10；20)，包括：至少一个第一光学元件(11)，将入射激光射束(2)在相对激光射束(2)射束轴线(z)垂直的第一方向(x)分成多个射束条带(4)，各射束条带(4)在至少一个第一光学元件(11)的焦平面(F)叠加成单一射束条带，其条带宽度至少符合焦平面(F)最宽射束条带(4)的条带宽度(B)并分别符合焦平面(F)两个激光焦线(2a,2b)的长度(L)；至少一个第二光学元件(13)，将入射激光射束(2)在相对第一方向(x)且相对射束轴线(z)垂直的第二方向(y)聚焦到至少一个第一光学元件焦平面(F)；几何型分束器(14)，在激光射束(2)射束路径布置在至少一个第一光学元件(11)和至少一个第二光学元件(13)后，将激光射束(2)在第一方向或第二方向对半划分成两个子射束(5a,5b)，其在焦平面(F)形成两个激光焦线(2a,2b)。其在焦平面(F)形成两个激光焦线(2a,2b)。其在焦平面(F)形成两个激光焦线(2a,2b)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生两个平行激光焦线的光学系统和所属的激光加工方法
[0001]本专利技术涉及一种用于产生两个(尤其平行的)激光焦线的光学系统，这些激光焦线尤其用于同时激光加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧，本专利技术还涉及一种用于借助于激光射束同时加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧的方法。
技术介绍
[0002]在电动性/电动车领域，作为用于后续接合(或焊接)工艺的预处理，越来越重要的激光应用在于，对具有矩形横截面的线材(所谓的发卡)进行脱漆/剥皮。目前，为此目的使用扫描光学器件，但扫描光学器件对于这种应用是非常高耗费的。
[0003]由DE 11 2005 003 207 B4已知用于产生单一激光焦线的光学系统。
技术实现思路
[0004]与之相比，本专利技术的基本目的在于给出一种简单且成本低廉地构造的光学系统用于产生两个平行的激光焦线，以及一种用于同时加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧的方法。
[0005]根据本专利技术，这个目的通过一种用于产生两个(尤其平行的)激光焦线的光学系统来实现，这些激光焦线尤其用于同时激光加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧，该光学系统具有至少一个光学单元，该光学单元具有：
[0006]‑
至少一个第一光学元件，所述至少一个第一光学元件用于将入射的(尤其经准直的)激光射束在与该激光射束的射束轴线成直角的第一方向上分解成多个射束条带(Strahlstreifen)并且用于使各个射束条带在所述至少一个第一光学元件的焦平面中叠加成单一的射束条带，该单一的射束条带的条带宽度至少相应于在该焦平面中最宽的射束条带的条带宽度并且分别相应于在该焦平面中的这两个激光焦线的长度，
[0007]‑
至少一个第二光学元件，所述至少一个第二光学元件用于在与该第一方向且与该射束轴线成直角的第二方向上将该入射的激光射束聚焦到所述至少一个第一光学元件的该焦平面中，以及
[0008]‑
在该激光射束的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件和所述至少一个第二光学元件之后的几何型分束器，该几何型分束器用于在该第一方向或第二方向上将该激光射束对半分成两个子射束，这些子射束在该焦平面中形成这两个激光焦线。这些射束条带可以在焦平面中具有相同的条带宽度或者还可以具有不同的条带宽度。
[0009]激光加工例如涉及对工具的热加工、尤其涉及对经涂层的工件进行剥皮或脱漆，这种工件例如是具有基本上正方形或矩形横截面的线材(发卡)。
[0010]与至今采用的借助扫描光学器件操作此类应用的策略不同，本专利技术的优点在于，从概念上以比扫描光学器件更简单、成本更低廉且更稳健的方式构建相应的光学器件，此类光学器件的运行也更简单。如果沿着激光焦线的强度分布的均匀性不是很重要，那么此外还可以进行射束的像散性聚焦(必要时也可与(双焦)双楔板相结合，用于重新调整强度
分布)。
[0011]所述至少一个第二光学元件可以在该激光射束的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件之前或之后，其中，布置在所述至少一个第一光学元件之后则具有构造方式更紧凑的优点。
[0012]所述至少一个光学单元特别优选分别具有至少一个反射镜，该反射镜用于使这两个子射束彼此相向地偏转，或朝向布置在这两个反射镜之间的一个工件的两个平行的工件侧上偏转。在此，这些反射镜尽可能被布置为：使得这两个经偏转的子射束的线状射束横截面(在反射镜之间没有布置工件的情况下)在该激光射束在该第一方向上被对半划分时在y
‑
z平面中全等地叠加，并且在该激光射束在该第二方向上被对半划分时在x
‑
z平面中全等地叠加。这些反射镜如此布置，使得这些经偏转的子射束相对于y
‑
z平面或相对于x
‑
z平面成直角或倾斜地定向，其中，在后一种情况下，如果在接通激光射束时工件没有位于规定的加工位置，则促成在这些工件侧处没有反向辐射回到光学单元中。这些反射镜优选被布置为：使得这些经偏转的子射束的这些焦线在该激光射束在该第一方向上被对半划分时平行于光轴(射束轴线)定向并且在该激光射束在该第二方向上被对半划分时平行于该第一方向定向。
[0013]为了产生这两个平行激光焦线，可以设想各种光学布置方式。一种简单且成本相对低廉的布置组件包括棱面板(Facettenplatte)以及柱透镜，该棱面板具有多个在该第一方向上平行的棱面条带(Facettenstreifen)，这些棱面条带具有相同的棱面宽度，该棱面板将经准直的原始射束在第一方向上分成多个射束条带，并且使这些射束条带在焦平面中叠加成单一的射束条带，该柱透镜将该射束在与之成直角的第二方向上聚焦。由此可以产生沿着激光焦线的非常均匀的线状强度分布。替代地，例如还可以借助于微型光学器件产生相应的线状聚焦几何形状。
[0014]特别优选地，几何型分束器例如构造成透射型双楔板或构造成反射型屋顶棱边反光镜(Dachkantenspiegel)。
[0015]在本专利技术的一个特别优选的实施方式中，该光学单元以绕着该入射的激光射束的射束轴线(或绕着光轴)可旋转(尤其可旋转90
°
)的方式受支承。由此，在工件具有正方形或矩形横截面的情况下，还可以通过旋转光学单元来加工另外的两个平行的工件侧。
[0016]在本专利技术的另一个优选的实施方式中，该光学结构具有分别能够运动到(能够推入到或能够转入到)该入射的激光射束的射束路径中的两个光学单元，这些光学单元被布置为：在该入射的激光射束的射束路径中绕着该入射的激光射束的射束轴线(或绕着光轴)相对于彼此旋转(尤其旋转90
°
)并且产生与该工件的横截面相匹配的不同的焦线长度。当待加工的工件的横截面明显偏离于正方形时，这个实施方式尤其适宜。依次使用这两个光学单元，以便加工具有矩形横截面的两个平面对。
[0017]本专利技术还涉及一种用于借助于激光射束同时加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧的方法，其中，借助于如上构造的光学系统从该激光射束产生分别具有相同激光焦线的两个子射束，这些激光焦线被转向到关于该光学系统的光学轴线而言彼此对置的平行的工件侧上以便对这两个工件侧进行激光加工。
[0018]优选地，使该光学系统和该工件在该光学系统的光轴的方向上相对彼此移动，以便产生这两个激光焦线在该光轴的方向上朝向这两个平行的工件侧上的进给运动。以此方
式可以借助单一的进给运动来同时加工两个彼此对置的平行的工件面。
[0019]为了激光加工具有多个成对地彼此对置的平行的工件侧的一个工件，在借助于这两个子射束加工两个彼此对置的平行的工件侧之后，要么将该工件要么将这两个子射束绕着该光学系统的光轴旋转并且随后借助于这两个子射束加工另外的两个彼此对置的平行的工件侧。如果工件横截面的长宽比明显偏离于1，则这意味着：在加工狭长的工件侧时，有一部分功率在工件旁边掠过并且对于该工艺过程而言是损失的。如果不希望这样，则可以替代于第一光学单元而将相对于第一光学单元旋转了本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生两个尤其平行的激光焦线(2a，2b)的光学系统(1)，所述激光焦线尤其用于同时激光加工一个工件(3)的两个彼此对置的平行的工件侧(3a，3b)，所述光学系统具有至少一个光学单元(10；20)，该光学单元具有：
‑
至少一个第一光学元件(11)，所述至少一个第一光学元件用于将入射的激光射束(2)在相对于该激光射束(2)的射束轴线(z)成直角的第一方向(x)上分解成多个射束条带(4)，并且所述至少一个第一光学元件用于使各个射束条带(4)在所述至少一个第一光学元件(11)的焦平面(F)中叠加成单一的射束条带，该单一的射束条带的条带宽度至少相应于在该焦平面(F)中最宽的射束条带(4)的条带宽度(B)，并且分别相应于在该焦平面(F)中的上述两个激光焦线(2a，2b)的长度(L)，
‑
至少一个第二光学元件(13)，所述至少一个第二光学元件用于将该入射的激光射束(2)在相对于该第一方向(x)且相对于该射束轴线(z)成直角的第二方向(y)上聚焦到所述至少一个第一光学元件的该焦平面(F)中，以及
‑
几何型分束器(14)，所述几何型分束器在该激光射束(2)的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件(11)和所述至少一个第二光学元件(13)之后，所述几何型分束器用于将该激光射束(2)在该第一方向或第二方向上对半划分成两个子射束(5a，5b)，所述两个子射束在该焦平面(F)中形成所述两个激光焦线(2a，2b)。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述至少一个第二光学元件(13)在所述激光射束(2)的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件(11)之后。3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述至少一个光学单元(10；20)分别具有至少一个反射镜(15a，15b)，所述反射镜用于使上述两个子射束(5a，5b)朝向彼此地偏转。4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述反射镜(15a，15b)被布置为：使得两个经偏转的子射束(5a，5b)的射束横截面在该激光射束(2)在该第一方向(x)上被对半划分时在y
‑
z平面中全等地相交，并且在该激光射束(2)在该第二方向(y)上被对半划分时在x
‑
z平面中全等地相交。5.根据权利要求3或4所述的光学系统，其特征在于，所述反射镜(15a，15b)被布置为：使得经偏转的子射束(5a，5b)在该激光射束(2)在该第一方向(x)上被对半划分时相对于y
‑
z平面成直角地或者倾斜地定向，并且在该激光射束(2)在该第二方向(y)上被对半划分时相对于x
‑
z平面成直角地或者倾斜地定向。6.根据权利要求3至5之一所述的光学系统，其特征在于，所述反射镜(15a，15b)被布置为：使得经偏转的子射束(5a，5b)的焦线(2a，2b)在该激光射束(2)在该第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：通快激光有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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