本实用新型专利技术涉及一种用于激光旋转切割加工不同直径的孔以及激光旋扫焊接等方面的一种激光旋转聚焦装置。本实用新型专利技术利用光的折射原理，采用一种双楔形镜组合装置使聚焦后的激光沿原传播方向产生平移，调整楔形镜之间的距离可以调整平移距离，实现激光快速旋转且旋转半径可调，通过电动传动机构使楔形镜绕中心轴旋转即可实现激光以设定的直径旋转。通过更换不同材料的楔形镜和聚焦镜，该装置适用于两种常用的激光加工应用，即ＹＡＧ激光和ＣＯ↓［２］激光。通过增加水冷和气冷结构设计，适用于较高功率的连续ＹＡＧ激光和ＣＯ↓［２］激光应用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于激光旋转切割加工不同直径的孔以及激光 旋扫焊接等方面的一种激光旋转聚焦装置。
技术介绍
目前现有的用于旋转切割的激光旋转聚焦装置的激光束旋转方式采 用的是方形棱镜偏转方式，(如图l所示)，当光经过一方形棱镜折射后， 偏转一个角度，再将其绕中心轴旋转得到一圆周路径，调整棱镜的倾斜 角度即可设定不同的旋转半径。在调整方形棱镜角度的同时，聚焦镜也 相应位移一定距离使之与激光束同心。通过对半径设定和旋转的过程实 现数控，也就是偏转聚焦装置绕中心轴旋转和设定半径均由相应的电机 驱动，那么，该装置可以自动完成所需的加工路径。上述使激光沿可调半径圆周旋转的方式虽然基本原理较简单，但若 进行较精密数控旋切加工小孔，则装置结构设计较复杂，调整精度要求 高，调整机构多，相应装置的体积较大，比较笨重，功能也有限，仅适 合于孔的切割加工。另外，由于方形棱镜体积较大，在较大激光功率条件下，不易冷却，而且不适合应用于远红外的C02激光波长，使用的激 光功率范围也有限。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种易于调整、体积小、激光功率范围大 的一种用于旋转切割的激光旋转聚焦装置。本技术的技术解决方案 是，由光轴、棱镜和聚焦镜组成的用于旋转切割的激光聚焦装置，其棱 镜为两块位置可调整的楔形镜，两块楔形镜的斜面相对放置， 一块楔形 镜的薄边与另一块楔形镜的厚边相对放置。本技术利用光的折射原 理，采用一种双楔形镜组合装置使聚焦后的激光沿原传播方向产生平移， 调整楔形镜之间的距离可以调整平移距离，实现激光快速旋转且旋转半 径可调，通过电动传动机构使楔形镜绕中心轴旋转即可实现激光以设定 的直径旋转。通过更换不同材料的楔形镜和聚焦镜，该装置适用于两种 常用的激光加工应用，即YAG激光和C02激光。通过增加水冷和气冷结构设计，适用于较高功率的连续YAG激光和C02激光应用。在结构设计 时，使激光偏移和旋转机构简单化，易于更换镜片，半径的设定和聚焦 透镜的准直，均采用手动方式，即在旋转轴方向手动调整双楔形镜的间 距，设定半径，在光束偏移方向一维调整聚焦镜位置使与偏移的激光同 轴。整套装置仅旋转机构采用电机驱动，速度可调。因此，该装置还可 以应用于大功率激光旋扫焊接应用研究。装置结构设计相对简单，易于 实现。附图说明图l是现有技术结构示意图2是本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术作进一步详细说明。 本用新型由光轴l、棱镜6和聚焦镜5组成，棱镜6为两块位置可 调整的楔形镜3和楔形镜4，楔形镜3的斜面与楔形镜4的斜面相对放 置，楔形镜3的薄边与楔形镜4的厚边相对放置。激光束2沿旋转轴1垂直入射到第一楔形镜3上，经折射后以一定 角度进入第二楔形镜4，第二楔形镜4与第一楔形镜3规格一致，采取 互补放置，这样经第一楔形镜3折射偏折后的激光束2经互补的第二楔 形镜4折射后垂直出射，但出射光较入射光平移一定距离。通过手动调 整两块楔形镜3和楔形镜4的间距即可调整激光偏移的距离(即设定旋 转半径)，两片互补楔形镜3和楔形镜4绕中心轴旋转，则激光束2作圆 周运动。聚焦镜5位于双楔形镜3和楔形镜4之下，可以在激光束2偏 移方向手动正交调整，使偏移的激光束2与聚焦镜5同心。在楔形镜3 和楔形镜4旋转时，聚焦镜5同时围绕中心轴旋转。两片互补楔形镜3 和楔形镜4采用较薄设计，并易于拆装，这样光学镜片易于水冷，而且 易于更换适用于不同波长的镜片，使满足YAG和C02激光应用。楔形镜 3和楔形镜4及聚焦镜5均采用水冷的安装座，另外，还可以采用同轴 气体辅助冷却的方式，以适用于较高功率条件。总之，激光旋转聚焦装 置可以应用于数千瓦的YAG激光和C02激光加工应用或试验研究。权利要求1. 一种由光轴(1)、棱镜(6)和聚焦镜(5)组成的激光旋转聚焦装置，其特征是，棱镜为两块位置可调整的楔形镜(3)和楔形镜(4)，楔形镜(3)的斜面与楔形镜(4)的斜面相对放置，楔形镜(3)的薄边与楔形镜(4)的厚边相对放置。专利摘要本技术涉及一种用于激光旋转切割加工不同直径的孔以及激光旋扫焊接等方面的一种激光旋转聚焦装置。本技术利用光的折射原理，采用一种双楔形镜组合装置使聚焦后的激光沿原传播方向产生平移，调整楔形镜之间的距离可以调整平移距离，实现激光快速旋转且旋转半径可调，通过电动传动机构使楔形镜绕中心轴旋转即可实现激光以设定的直径旋转。通过更换不同材料的楔形镜和聚焦镜，该装置适用于两种常用的激光加工应用，即YAG激光和CO<sub>2</sub>激光。通过增加水冷和气冷结构设计，适用于较高功率的连续YAG激光和CO<sub>2</sub>激光应用。文档编号B23K26/04GK201235449SQ200820107088公开日2009年5月13日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日专利技术者张晓兵, 张晓鹏 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由光轴（１）、棱镜（６）和聚焦镜（５）组成的激光旋转聚焦装置，其特征是，棱镜为两块位置可调整的楔形镜（３）和楔形镜（４），楔形镜（３）的斜面与楔形镜（４）的斜面相对放置，楔形镜（３）的薄边与楔形镜（４）的厚边相对放置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓兵，张晓鹏，
申请(专利权)人：中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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