CN117020402A - 自带冷热交换流道的双数激光束振镜*** - Google Patents

Abstract

本发明公开自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其包括器座、多个激光束振镜单元，其中激光输入通道、激光束振镜单元、激光输出通道形成一激光工作组，激光工作组的数量为双数且呈左右分布的两组或左右两两隔开分布的四组，双数激光束振镜***还包括冷热交换流道、QBH准直器、多光束分区动态分配单元。本发明一方面在同一分区中，由各激光束协同执行当前扫描任务，且当某激光束失效时，可不停机自动规划和切换扫描路径；另一方面执行多光束的分区智能动态再分配策略，使得分区间的拼接边界减少，同时所采用QBH准直器能够起到较小的热透镜效应，并且在冷热交换流道进行的热交换下，提高光学热稳定性及动态聚焦的调整精度。

Description

自带冷热交换流道的双数激光束振镜***

本申请是申请日为2023年6月26日、申请号为202310752618.2、名称为一种双数激光束振镜***的分案申请。

技术领域

本发明属于激光振镜技术领域，具体涉及一种自带冷热交换流道的双数激光束振镜***。

背景技术

振镜简单来讲是用在激光行业的一种扫描振镜，其专业名词叫做高速扫描振镜(也称为Galvo scanning system)。目前，常用的激光束振镜***，其主要包括具有激光输入通道和激光输出通道的器座、动态聚焦模组、反射镜调整模组、同转式反射镜模组，其中单激光束自激光输入通道射入后，经过动态聚焦模组和反射镜调整模组的光路调整，将光束反射至同转式反射镜模组的两个翻转反射镜单元，其中由两个翻转反射镜单元分别绕着Z轴和Y轴方向往复翻转并将光路反射激光输出通道并将X轴和Y轴构成坐标系焊接面扫描覆盖，以完成平面或3D焊接(结合动态聚焦模组所形成的Z轴上的升降运动)。

然而，随着对激光加工效率的要求，需要采用多激光束进行分区扫描和同步加工，因此，需要在同一封闭腔体内布置多套激光振镜***，而常规布局，存在以下缺陷：

1)每一束激光，形成一分隔区，一个扫描头，激光束越多，分区越多，因此，分区间的拼接边界越多，影响成型的精度和效率；

2)每分区仅设置一束激光，一旦某激光振镜***出现故障，只能废弃当前成型过程，停机处理，待排除故障后，再进行激光加工，因此，实用性不足；

3)由于多套激光振镜***的增设，势必大幅度增加整个***的体积，不利于整体结构的小型化设计；

4)在扫描加工中，由于光学镜片及内部线路板等组件全部内置，导致各内置部件无法很好进行散热，直接导致光学热稳定性差、及动态聚焦的调整精度存在明显不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：一种自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其包括具有激光输入通道和激光输出通道的器座、安装于所述器座内的多个激光束振镜单元，其中所述激光输入通道、激光束振镜单元、激光输出通道形成一激光工作组，特别是，器座底部内壁的中心安装有定位座，所述激光工作组的数量为双数且呈左右分布的两组或左右两两隔开分布的四组，其中左右两组所述激光工作组以所述定位座的中心为基准部分对称和部分镜像分布在所述定位座的左右两侧且在器座的长度和宽度方向错开分布；各所述激光工作组自所述激光输出通道所形成扫描区域均能够覆盖整个工作面，且所形成的垂直投影面积小于扫描加工面积；所述双数激光束振镜***还包括与所述器座和定位座内部相互连通的冷热交换流道、与各激光输入通道连通的QBH准直器、与各所述激光工作组相连通的多光束分区动态分配单元，其中所述多光束分区动态分配单元能够基于对整个工作面的扫描图形数据进行预读，并按激光工作组所处于激活工作状态下的数量实时进行区域分解以形成加工完成当前扫描路径所需的加工周期，接着由激活工作状态下的激光束按分区动态指令，在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工，且在整个***执行加工任务期间，有一或多扫描激光束的状态由激活工作状态转成非激活工作状态，则立即对该状态转变点所处的指令位置进行存储，待该区域有其他激光束空闲后，再由其继续完成上述状态产生变化的激光束的剩余工作。

在一些具体实施方式中，分区动态指令基于对气流、激光加工产生的等离子体、区块获得激光能量的均匀分布、整个***在相同或接近相同的时间点完成加工的参数进行修正和调整。在此，更有效地提升扫描路径的准确度，提高加工精度。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，在各激光工作组上形成光束传感器，其中光束传感器用于监测光路是否正常，且所述光束传感器与多光束分区动态分配单元连通。也就是说，每一束扫描激光束均设有能否正常工作的状态反馈，如能正常工作其在整个控制***内处于激活状态(***可正常指派加工指令)，如不可以正常工作则处于非激活状态(***不会指派加工指令)。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，自各激光输入通道经过的激光束相互平行，且左右对称和镜像的激光工作组经过对应反射镜调整模组向右和向左反射的激光束保持同心。也就是说，反射镜所反射的光束在未到达振镜片前，对应的两束激光束是同心的，因此，可以通过该设定可使两束激光束具有更好的聚焦光斑一致性并提高初始零点的定位精度，同时，在光束调整期间也可利用该同心关系对光路进行双向验证。

在一些具体实施方式中，激光工作组有两组，激光输入通道、动态聚焦模组、反射镜调整模组左右对称设置，其中两个所述激光输出通道在上下方向的正投影中，关于定位座的正投影的中心斜置镜像，且在所述器座的长度和宽度方向错开分布，两个所述同转式反射镜模组与所述激光输出通道对应布局。或者，激光工作组有四组，且两两相隔的分布于所述定位座的左右两侧，其中四个所述激光输出通道在上下方向的正投影中呈平行四边形分布，所述定位座的正投影的中心与平行四边形的对角线交点重合；四个所述同转式反射镜模组与所述激光输出通道对应布局。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，各所述动态聚焦模组包括聚焦座、通过沿着Z轴方向延伸的滑轨滑动安装在聚焦座上的镜座、水平安装于镜座上的聚焦镜片、驱动所述镜座沿着Z轴方向往复运动的动力器，其中所述聚焦镜片厚度方向中心线保持与Z轴方向平行随所述镜座同步移动。在一些具体实施方式中，聚焦镜片和反射镜调整模组的反射镜之间还设有光学透镜，其中聚焦镜片、光学透镜、反射镜三者的中心在Z轴上重合设置。同时，聚焦镜片为上下凹面的凹透镜，所述光学透镜为上下凸面的凸透镜，所述的反射镜为平面反射镜。通过自上而下各镜片设计，能够有效将光束汇聚，使得自激光输出通道输出的光束相对集中进行焊接，以提高焊接效率和效果。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，同转式反射镜模组包括第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元，第一翻转反射镜单元和所述第二翻转反射镜单元的同步且同速的翻转，且在Y轴上保持第一翻转反射镜单元和反射镜调整模组的反射镜的中心对齐且距离保持不变；及在X轴上保持第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元的反射镜中心对齐且距离保持不变。同时，在第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元的同步且同速的翻转中，反射镜中心对齐且距离保持不变，不仅实现X轴和Y轴所构成加工面的运动覆盖，而且更准确地将光束精准地扫描至加工面，以续完成产品的高精度的聚焦和焊接加工。

在一些具体实施方式中，第一翻转反射镜单元包括驱动轴沿Z轴方向延伸的第一动力件、与所述驱动轴通过第一夹座相固定连接的第一翻转镜，其中第一翻转镜的内侧面为呈平面的反射镜面，且朝向所述反射镜调整模组的反射镜；所述第二翻转反射镜单元包括翻转轴沿Y轴方向延伸的第二动力件、与所述翻转轴通过第二夹座相固定连接的第二翻转镜，其中第二翻转镜的反射镜面为平面，第二翻转镜的反射镜面朝向第一翻转镜的反射镜面，且两者的反射镜面处于相交设置。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，双数激光束振镜***还包括与所述器座内部相互连通的冷热交换流道。在一些具体实施方式中，定位座上形成与器座内部连通的冷热交换流道。具体的，冷热交换流道，其主要是通过冷却流体的流入后，对光学组件、驱动组件、及控制芯片等等，进行散热(热交换)，改善光学热稳定性及驱动器的驱动精度。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，反射镜调整模组将沿着Z轴方向的光路反射并形成沿着Y轴方向的光路射向对应的第一翻转反射镜单元，且所述反射镜调整模组包括调整模座、安装在调整模座上且能够绕着X轴调整倾斜角度的平面反射镜。

在一些具体实施方式中，各激光工作组的动态聚焦模组沿着Z轴方向往复运动，同转式反射镜模组能够将激光自激光输出通道射出并形成X轴和Y轴所构成坐标系焊接面覆盖，从而在X、Y、Z所构成的三维坐标系中形成3D运动进行焊接，同时，在反射镜调整模组的光路调整下，以完成光束的射入和射出平行的进行3D焊接。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

现有激光束振镜***，其所形成分区焊接，不仅分区间的拼接边界多，成型的精度和效率低，而且一旦某激光振镜***出现故障，只能废弃当前成型过程，停机处理，实用性不足，同时，多个激光束振镜单元的布局若不合理，存在了体积大、操作不便，此外各内置部件无法很好进行散热，直接导致光学热稳定性差、及动态聚焦的调整精度存在明显不足等缺陷，而本发明通过对振镜***的结构和光束控制进行整体设计巧妙地解决了现有结构的各种不足。采取该***，首先通过以定位座为安装基准，将各激光束振镜单元进行合理布局，然后在多光束分区动态分配单元的分区动态指令控制下，由各同转式反射镜模组在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工，同时分区动态指令还能够根据激光工作组所处于激活工作状态下的数量实时进行调整，因此，与现有的结构相比，本发明一方面在同一分区中，由各激光束协同执行当前扫描任务，成型效率大大提高，而当某激光束失效时，可不停机自动切换扫描路径，自动重新规划，仅依靠一束激光，仍可完成全部扫描加工工作，大大增加了扫描加工过程的可靠性；另一方面执行多光束的分区智能动态再分配策略，在每一分区内无拼接地布置多束激光，因而分区间的拼接边界大大减少，有利于焊接成型精度和效率的提高，同时所采用的QBH准直器能够起到较小的热透镜效应，并且在冷热交换流道进行的热交换下，提高光学热稳定性及动态聚焦的调整精度。

附图说明

图1为实施例1的双数激光束振镜***的主视示意图(双激光束)；

图2为图1的右视示意图；

图3为图1的俯视示意图；

图4为图1的局部结构示意图；

图5为图4中同转式反射镜模组处的截面示意图；

图6为实施例2的双数激光束振镜***的立体结构示意图(四激光束)；

图7为图6中同转式反射镜模组处的截面示意图；

其中：1、器座；10、激光输入通道；11、激光输出通道；

A、激光束振镜单元；2、动态聚焦模组；20、聚焦座；21、直线滑轨；22、镜座；23、聚焦镜片；24、驱动器；3、反射镜调整模组；30、调整模座；31、反射镜；4、同转式反射镜模组；41、第一翻转反射镜单元；410、第一动力件；411、第一夹座；412、第一翻转镜；42、第二翻转反射镜单元；420、第二动力件；421、第二夹座；422、第二翻转镜；5、光学透镜；6、QBH准直器；

B、定位座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本发明做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

如图1至图5所示，本实施涉及的双激光束振镜***，其包括顶部和底部分别形成相互平行的激光输入通道10和激光输出通道11的器座1、安装于器座1内的两个激光束振镜单元A、定位座B、多光束分区动态分配单元，其中各激光束振镜单元A包括沿着Z轴方向运动调节的动态聚焦模组2；反射镜调整模组3；形成X、Y轴向扫描的同转式反射镜模组4；以及位于反射镜调整模组3和动态聚焦模组2之间的光学透镜5，其中激光输入通道10、激光束振镜单元A、激光输出通道11形成一激光工作组，即，器座1内形成两个激光工作组。

在一些具体实施方式中，器座1呈上下延伸的长方体状，定位座B位于器座1底部内壁的中心，两个激光工作组分布在定位座B的左右两侧，其中各激光工作组自激光输出通道11所形成扫描区域均能够覆盖整个工作面。

两个激光工作组的激光输入通道10、动态聚焦模组2、反射镜调整模组3左右对称设置；两个激光输出通道11在上下方向的正投影中，关于定位座B的正投影的中心对称，且在器座1的长度和宽度方向错开分布；两个同转式反射镜模组4与激光输出通道11对应布局。

具体的，各激光工作组的动态聚焦模组2沿着Z轴方向往复运动，同转式反射镜模组4能够将激光自激光输出通道11射出并形成X轴和Y轴所构成坐标系焊接面覆盖，从而在X、Y、Z所构成的三维坐标系中形成3D运动进行焊接，同时，在反射镜调整模组3的光路调整下，以完成光束的射入和射出平行的进行3D焊接。

以左侧的激光工作组为例，进行以下详细阐述，左侧激光工作组的动态聚焦模组2靠近激光输入通道10设置，反射镜调整模组3安装于动态聚焦模组2下方且位于左侧底部，同转式反射镜模组4位于激光输出通道11的上方。

动态聚焦模组2包括聚焦座20、通过直线滑轨21滑动安装在聚焦座20上的镜座22、水平安装于镜座22上的聚焦镜片23、驱动镜座22沿着Z轴方向往复运动的动力器24(采用圆周运动转换直线运动方式实施镜座22沿直线滑轨21长度上下运动，属于常规手段，在此不对其详细阐述，也是清楚、可实施的)，其中聚焦镜片23厚度方向中心线保持与Z轴方向平行随镜座22同步移动。反射镜调整模组3将沿着Z轴方向的光路反射并形成沿着轴方向的光路射向对应的同转式反射镜模组4，且反射镜调整模组3包括调整模座30、安装在调整模座30上且能够绕着X轴调整倾斜角度的反射镜31。同转式反射镜模组4包括第一翻转反射镜单元41和第二翻转反射镜单元42，其中第一翻转反射镜单元41和第二翻转反射镜单元42分别绕着Z轴和Y轴方向往复翻转并将激光自激光输出通道11向下反射，同时在将X轴和Y轴构成运动坐标系中所形成加工焊接面将产品表面覆盖。

具体的，第一翻转反射镜单元41包括驱动轴沿Z轴方向延伸的第一动力件410、与驱动轴通过第一夹座411相固定连接的第一翻转镜412，其中第一动力件410为常用的电机，第一翻转镜412的内侧面为呈平面的反射镜面，且朝向反射镜调整模组3的反射镜，第二翻转反射镜单元42包括翻转轴沿Y轴方向延伸的第二动力件420、与翻转轴通过第二夹座421相固定连接的第二翻转镜422，其中第二翻转镜422的反射镜面朝向第一翻转镜412的反射镜面，且两者的反射镜面处于相交设置，第一翻转镜412和第二翻转镜422同步且同速翻转时，两者反射镜面的中心之间的距离在X轴上保持不变。本例中，第二翻转镜322的反射镜面为平面，同时，第二夹座421和第一夹座411结构相同，为常规的夹座。

在一些具体实施方式中，两个同转式反射镜模组4的第一翻转反射镜单元41和第二翻转反射镜单元42在定位座B的左右两侧呈对角式镜像分布。光学透镜5位于聚焦镜片23和反射镜31之间，其中聚焦镜片23、光学透镜5、反射镜31三者的中心在Z轴上重合设置，在一些具体实施方式中，聚焦镜片23为上下凹面的凹透镜，光学透镜5为上下凸面的凸透镜，反射镜31为平面反射镜。

多光束分区动态分配单元，其主要是***的控制部分，且与各激光工作组相连通，同时所形成的分配过程包括如下步骤：1)对整个工作面的扫描图形数据进行预读，并按激光工作组所处于激活工作状态下的数量实时进行区域分解；2)分解后各区域预先按单光束扫描进行计算其加工完成当前扫描路径所需的加工周期；3)按以上加工周期，结合各区域当前所处激活工作状态的激光束，将扫描运动任务细分至对应激光工作组的同转式反射镜模组，再由各同转式反射镜模组按分区动态指令，在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工。

在一些具体实施方式中，通过在各激光工作组上形成光束传感器，其中光束传感器用于监测光路是否正常，且所述光束传感器与多光束分区动态分配单元连通。每一束扫描激光束均设有能否正常工作的状态反馈，如能正常工作其在整个控制***内处于激活状态(***可正常指派加工指令)，如不可以正常工作则处于非激活状态(***不会指派加工指令)。同时，在整个***执行加工任务期间，有一或多扫描激光束的状态由激活工作状态转成非激活工作状态，则立即对该状态转变点所处的指令位置进行存储，待该区域有其他激光束空闲后，再由其继续完成上述状态产生变化的激光束的剩余工作，而且，上述分区动态指令基于对气流、激光加工产生的等离子体、区块获得激光能量的均匀分布、整个***在相同或接近相同的时间点完成加工的参数进行修正和调整。

此外，自各激光输入通道10经过的激光束相互平行，且左右对称和镜像的激光工作组经过对应反射镜调整模组向右和向左反射的激光束保持同心。同时，双数激光束振镜***还包括器座1和定位座B内部且相互连通的冷热交换流道、与激光输入通道10连通的QBH准直器6。具体的，冷热交换流道，其主要是通过冷却流体的流入后，对光学组件、驱动组件、及控制芯片等等，进行散热(热交换)，改善光学热稳定性及驱动器的驱动精度。

实施例2

结合图6和图7所示，本实施例的双数激光束振镜***，其对应形成四个光路，简称为四激光束振镜***，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的器座1的截面呈方形，所对应的激光工作组有四个，且两两相隔的分布于定位座B的左右两侧，其中四个激光输出通道11在上下方向的正投影中呈平行四边形分布，定位座B的正投影的中心与平行四边形的对角线交点重合；四个同转式反射镜模组4与激光输出通道11对应布局，或者，便于理解，就是以实施例1中两个激光工作组布局为基准，本例中两个激光工作组构成两个基准，且两个基准在前后方向间隔布局。

由上可见，采取该***，首先通过以定位座为安装基准，将各激光束振镜单元进行合理布局，然后在多光束分区动态分配单元的分区动态指令控制下，由各同转式反射镜模组在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工，同时分区动态指令还能够根据激光工作组所处于激活工作状态下的数量实时进行调整，因此，与现有的结构相比，本发明一方面在同一分区中，由各激光束协同执行当前扫描任务，成型效率大大提高，而当某激光束失效时，可不停机自动切换扫描路径，自动重新规划，仅依靠一束激光，仍可完成全部扫描加工工作，大大增加了扫描加工过程的可靠性；另一方面执行多光束的分区智能动态再分配策略，在每一分区内无拼接地布置多束激光，因而分区间的拼接边界大大减少，有利于焊接成型精度和效率的提高；第三方面，在分区动态指令基于对气流、激光加工产生的等离子体、区块获得激光能量的均匀分布、整个***在相同或接近相同的时间点完成加工的参数进行修正和调整，更有效地提升扫描路径的准确度，提高加工精度；第四方面，自各激光输入通道经过的激光束相互平行，且左右对称和镜像的激光工作组经过对应反射镜调整模组向右和向左反射的激光束保持同心，即，反射镜所反射的光束在未到达振镜片前，对应的两束激光束是同心的，因此，可以通过该设定可使两束激光束具有更好的聚焦光斑一致性并提高初始零点的定位精度，同时，在光束调整期间也可利用该同心关系对光路进行双向验证；第五方面，通过自上而下各镜片设计，能够有效将光束汇聚，使得自激光输出通道输出的光束相对集中进行焊接，以提高焊接效率和效果；第六方面，在第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元的同步且同速的翻转中，且反射镜中心对齐且距离保持不变，不仅实现X轴和Y轴所构成加工面的运动覆盖，而且更准确地将光束精准地扫描至加工面，以续完成产品的高精度的聚焦和焊接加工；第七方面，通过冷却流体的流入后，对光学组件、驱动组件、及控制芯片等等，进行散热(热交换)，改善光学热稳定性及驱动器的驱动精度；第八方面，本申请完成腔内多激光光束、DFM(动态聚焦模块)、电机、镜片、冷却水气管和电缆的集成——模块化多光束扫描头(简称多束扫描头)的创新，不仅垂直投影面积小于扫描加工面积，而且可方便布置更多的激光束，有利于多光束3D打印***的发展，也便于设备设计布置、调整、安装及后期的维护；第九方面，本申请的腔内集成之多激光束的零点精度调整，是一次性脱机进行，实现了工厂化，批量化，高精度和高稳定性地调整，机上调整的工作量大大减小，同时调整的效率随模块内激光束数量的增加而大大提高；第十方面，本申请摒弃了传统的一分区，一个扫描头的机上在线进行的热管理之模式，对一模块腔体中，同一的结构和元件布置的多束激光***，进行装机前的精确热管理，获得统一的、优化的冷却效果，减少因应热堆积带来的***偏差，提高激光加工的精度及其一致性；同时还具有优良的可扩张性(每个多光束扫描头模块，均为腔内集成，脱机地，独立地完成了零点调整和热管理。因而拼装的模块的数量，对整个扫描加工过影响很小。如20个模块的***发展到50个甚至100个模块的***，并没有工程障碍)。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其包括具有激光输入通道和激光输出通道的器座、安装于所述器座内的多个激光束振镜单元，其中所述激光输入通道、激光束振镜单元、激光输出通道形成一激光工作组，其特征在于，所述器座底部内壁的中心安装有定位座，所述激光工作组的数量为双数且呈左右分布的两组或左右两两隔开分布的四组，其中左右两组所述激光工作组以所述定位座的中心为基准部分对称和部分镜像分布在所述定位座的左右两侧且在器座的长度和宽度方向错开分布；各所述激光工作组自所述激光输出通道所形成扫描区域均能够覆盖整个工作面，且所形成的垂直投影面积小于扫描加工面积；所述双数激光束振镜***还包括与所述器座和定位座内部相互连通的冷热交换流道、与各激光输入通道连通的QBH准直器、与各所述激光工作组相连通的多光束分区动态分配单元，其中所述多光束分区动态分配单元能够基于对整个工作面的扫描图形数据进行预读，并按激光工作组所处于激活工作状态下的数量实时进行区域分解以形成加工完成当前扫描路径所需的加工周期，接着由激活工作状态下的激光束按分区动态指令，在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工，且在整个***执行加工任务期间，有一或多扫描激光束的状态由激活工作状态转成非激活工作状态，则立即对该状态转变点所处的指令位置进行存储，待该区域有其他激光束空闲后，再由其继续完成上述状态产生变化的激光束的剩余工作。

2.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于：按以上加工周期结合各区域当前所处激活工作状态的激光束，将扫描运动任务细分至对应激光工作组的激光束振镜单元的同转式反射镜模组，再由各同转式反射镜模组按分区动态指令，在对应每一分区内无拼接和全面进行多束激光扫描加工。

3.根据权利要求1或2所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，所述分区动态指令基于对气流、激光加工产生的等离子体、区块获得激光能量的均匀分布、整个***在相同或接近相同的时间点完成加工的参数进行修正和调整。

4.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，在各激光工作组上形成光束传感器，其中所述光束传感器用于监测光路是否正常，且所述光束传感器与所述多光束分区动态分配单元连通。

5.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，自各所述激光输入通道经过的激光束相互平行，且左右对称的所述激光工作组经过对应所述反射镜调整模组向右和向左反射的激光束保持同心。

6.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，所述激光工作组有两组，所述激光输入通道、动态聚焦模组、反射镜调整模组左右对称设置，其中两个所述激光输出通道在上下方向的正投影中，关于定位座的正投影的中心斜置镜像，且在所述器座的长度和宽度方向错开分布，两个所述同转式反射镜模组与所述激光输出通道对应布局。

7.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，所述激光工作组有四组，且两两相隔的分布于所述定位座的左右两侧，其中四个所述激光输出通道在上下方向的正投影中呈平行四边形分布，所述定位座的正投影的中心与平行四边形的对角线交点重合；四个所述同转式反射镜模组与所述激光输出通道对应布局。

8.根据权利要求1所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，各所述激光束振镜单元包括沿着Z轴方向运动调节的动态聚焦模组；反射镜调整模组；以及形成X、Y轴向扫描的同转式反射镜模组，其中各所述动态聚焦模组包括聚焦座、通过沿着Z轴方向延伸的滑轨滑动安装在聚焦座上的镜座、水平安装于镜座上的聚焦镜片、驱动所述镜座沿着Z轴方向往复运动的动力器，所述聚焦镜片厚度方向中心线保持与Z轴方向平行随所述镜座同步移动；所述同转式反射镜模组包括第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元，所述第一翻转反射镜单元和所述第二翻转反射镜单元的同步且同速的翻转，且在Y轴上保持第一翻转反射镜单元和反射镜调整模组的反射镜的中心对齐且距离保持不变；及在X轴上保持第一翻转反射镜单元和第二翻转反射镜单元的反射镜中心对齐且距离保持不变；所述反射镜调整模组将沿着Z轴方向的光路反射并形成沿着Y轴方向的光路射向对应的第一翻转反射镜单元。

9.根据权利要求8所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，各激光工作组的动态聚焦模组沿着Z轴方向往复运动，同转式反射镜模组能够将激光自激光输出通道射出并形成X轴和Y轴所构成坐标系焊接面覆盖，从而在X、Y、Z所构成的三维坐标系中形成3D运动进行焊接，同时，在反射镜调整模组的光路调整下，以完成光束的射入和射出平行的进行3D焊接。

10.根据权利要求8或9所述的自带冷热交换流道的双数激光束振镜***，其特征在于，在所述聚焦镜片和反射镜调整模组的反射镜之间还设有光学透镜，其中所述聚焦镜片、光学透镜、反射镜三者的中心在Z轴上重合设置；所述第一翻转反射镜单元包括驱动轴沿Z轴方向延伸的第一动力件、与所述驱动轴通过第一夹座相固定连接的第一翻转镜；所述第二翻转反射镜单元包括翻转轴沿Y轴方向延伸的第二动力件、与所述翻转轴通过第二夹座相固定连接的第二翻转镜，其中所述第二翻转镜的反射镜面朝向所述第一翻转镜的反射镜面；所述反射镜调整模组包括调整模座、安装在调整模座上且能够绕着X轴调整倾斜角度的平面反射镜。