CN216576046U - 一种可分光中空送丝的激光头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及涉及激光加工领域，具体涉及一种可分光中空送丝的激光头。一种可分光中空送丝的激光头，包括激光头本体，激光头本体包括准直装置、合束装置、环形分光装置、中空反射材料输送装置、中空聚焦装置；准直装置的上方设有光纤接头；准直装置设置在合束装置的上方，合束装置的前侧设置有环形分光装置，环形分光装置的前侧设置有中空反射材料输送装置，中空反射材料输送装置的下方设置有中空聚焦装置。本实用新型体型小巧、结构紧凑，可实现对三维实体零件的再制造与再加工，具备效率高、质量佳的优点；同时，其结构灵活、连续性高，提高了材料利用率，可广泛应用到金属零件修复、3D打印及增材再制造加工，焊接等领域。

Description

一种可分光中空送丝的激光头

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，具体地，涉及一种可分光中空送丝的激光头。

背景技术

随着激光技术发展及先进制造领域在智能化、自动化和信息化技术方面的不断进步，促进了激光技术的应用发展，特别是汽车产业的发展需求，带动了激光加工产业的形成和发展。随着激光直接制造和再制造技术的发展，面对航空航天、冶金、汽车等行业快速成形和快速制造的需求，对激光加工***提出了大量的需求，同时，对于千万套大型贵重装备和高精尖的昂贵设备而言，各种贵重零件的存在着磨损修复等需求，由于激光加工成形的金属零件可接近或达到锻件性能，可以成倍提高寿命或赋予其特殊功能，并且成本较低，对现场快速修复提出了极大的市场需求。然而现有的激光加工效率低，所加工金属零件质量不高，且结构安装不便、连续性不佳，对送丝材料的利用率较低，降低了激光加工设备的使用效果，且暂无可以对丝材粉材进行无缝切换的用于加工、3D打印、修复或焊接三维实体零件的激光产品。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可分光中空送丝的激光头，以解决上述至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种可分光中空送丝的激光头，包括激光头本体，其特征在于，所述激光头本体包括用于准直射入激光的准直装置、用于合束光的合束装置、用于分光的环形分光装置、用于将材料嵌入光路内的中空反射材料输送装置、用于聚焦的中空聚焦装置；

所述准直装置的上方设有用于连接激光光纤的光纤接头；

所述准直装置设置在所述合束装置的上方，所述合束装置的前侧设置有所述环形分光装置，所述环形分光装置的前侧设置有所述中空反射材料输送装置，所述中空反射材料输送装置的下方设置有所述中空聚焦装置。

所述准直装置包括调焦座，所述调焦座内设有调焦转环，所述调焦转环连接调焦旋钮，所述调焦座设置在调焦固定座上，所述调焦固定座下方设有准直基座盖板，所述准直基座盖板设置在准直基座上，所述准直基座的内侧设有镜片调中环，所述镜片调中环上设置有准直镜安装套，所述准直镜安装套上设置有准直镜，所述准直镜安装套一侧设置有准直镜锁环。

所述合束装置包括合束镜上安装座、合束镜下安装座，所述准直装置的下方设置有所述合束镜上安装座，所述合束镜上安装座设置在所述合束镜下安装座的上方，所述合束镜上安装座与所述合束镜下安装座之间设有呈倾斜设置的合束镜；

所述合束镜上安装座的后侧设有连接基座，所述连接基座的上方安有CCD检测器，所述CCD检测器与所述连接基座之间设有滤光镜，所述连接基座下部的后侧安有反射镜固定盖，所述反射镜固定盖处安有呈倾斜设置的红外光反射镜。

所述合束镜下安装座的下部设有开口，所述开口处安有杂散光吸收环。

所述环形分光装置包括分光护罩，所述分光护罩设置在所述合束装置的前侧，所述分光护罩内设有分光镜、分光整形镜，所述分光整形镜设置在所述分光镜的前侧，所述分光护罩的下方设有水冷块。

所述中空反射材料输送装置包括光路护罩，所述光路护罩的两侧部分别与所述环形分光装置和所述中空聚焦装置相连接，所述光路护罩的上部设有中空反射镜座，所述中空反射镜座处安有呈倾斜设置的中空反射镜，所述中空反射镜座上安有材料输送管固定座，所述材料输送管固定座处穿过材料输送管上段，所述中空反射镜座与所述中空反射镜的中部均设有用于穿过材料输送管上段的第一通孔。

所述中空聚焦装置包括聚焦安装座，所述聚焦安装座设置在所述中空反射材料输送装置的下方，所述聚焦安装座上安有聚焦镜固定环，所述聚焦镜固定环上设有聚焦镜，所述聚焦安装座下方设有保护镜座，所述保护镜座上安有保护镜，所述保护镜连接保护镜调节环，所述保护镜一侧设有保护镜密封环，所述保护镜座上安有材料输送管固定架，所述材料输送管固定架处穿过材料输送管，所述聚焦镜与所述保护镜的中部均设有用于穿过所述材料输送管的第二通孔。

所述聚焦安装座的前侧设有气刀固定座，所述气刀固定座上安有气刀支撑杆，所述气刀支撑杆的下方设有气体导流座，所述气体导流座上安有气体导流盖。

此设计便于激光对工件进行再制造与再加工，通过光内同轴送丝的设计可实现易磨损工件的修复工作，改善其高温硬度、耐磨性、抗热疲劳、表面硬度性能，也可用于3D的激光打印，适用于激光熔覆与焊接。

本实用新型通过此设计，提供了一种可分光中空送丝的激光头，体型小巧、结构紧凑，可实现对三维实体零件的再制造与再加工，在高功率激光加工中，具备效率高、质量佳的优点；同时，其结构灵活、连续性高，提高了材料利用率，可广泛应用到金属零件修复、3D打印及增材再制造加工，焊接等众多领域。

附图说明

图1为本实用新型的部分结构示意图；

图2为本实用新型的部分结构截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步地说明。

如图1～2所示，一种可分光中空送丝的激光头，包括激光头本体，激光头本体包括用于准直射入激光的准直装置2、用于合束光的合束装置3、用于分光的环形分光装置4、用于将材料嵌入光路内的中空反射材料输送装置5、用于聚焦的中空聚焦装置6；准直装置2的上方设有用于连接激光光纤的光纤接头1；准直装置2设置在合束装置3的上方，合束装置3的前侧设置有环形分光装置4，环形分光装置4的前侧设置有中空反射材料输送装置5，中空反射材料输送装置5的下方设置有中空聚焦装置6。本实用新型通过此设计，提供了一种可分光中空送丝的激光头，体型小巧、结构紧凑，可实现对三维实体零件的再制造与再加工，在高功率激光加工中，具备效率高、质量佳的优点；同时，其结构灵活、连续性高，提高了材料利用率，可广泛应用到金属零件修复、3D打印及增材再制造加工，焊接等众多领域。此设计便于激光对工件进行再制造与再加工，通过光内同轴送丝的设计可实现易磨损工件的修复工作，改善其高温硬度、耐磨性、抗热疲劳、表面硬度性能，也可用于3D的激光打印，适用于激光熔覆与焊接。

此设计中，激光光纤与光纤接头1连接在一起后，通过准直装置2与合束装置3连接，将合束光送到环形分光装置4进行分光，进而可以将光束中空心一部分，光束被分至四周再经过中空反射材料输送装置5照射至中空聚焦装置6可得到中心环形光斑进行激光加工。

准直装置2包括调焦座101，调焦座101内设有调焦转环102，调焦转环102连接调焦旋钮103，调焦座101设置在调焦固定座201上，调焦固定座201下方设有准直基座盖板202，准直基座盖板202设置在准直基座203上，准直基座203的内侧设有镜片调中环204，镜片调中环204上设置有准直镜安装套206，准直镜安装套206上设置有准直镜205，准直镜安装套一侧设置有准直镜锁环207。准直装置通过上方的光纤接头1连接连接激光光纤，准直装置2的作用在于可以将光纤激光器的射入光进行准直，将光路垂直射入合束装置3的中心。准直装置2可通过调焦转环102与调焦旋钮103的配合工作，对准直焦距及光纤射入点的位置进行调节达到准直光束大小及位置精度可控。

合束装置3包括合束镜上安装座308、合束镜下安装座306，准直装置2的下方设置有合束镜上安装座308，合束镜上安装座308设置在合束镜下安装座306的上方，合束镜上安装座308与合束镜下安装座306之间设有呈倾斜设置的合束镜；合束镜上安装座的后侧设有连接基座305，连接基座305的上方安有CCD检测器301，CCD检测器301与连接基座之间设有滤光镜302，连接基座下部的后侧安有反射镜固定盖303，反射镜固定盖303处安有呈倾斜设置的红外光反射镜304。合束镜下安装座的下部设有开口，开口处安有杂散光吸收环307。合束装置3通过连接法兰309与环形分光装置4相连接。合束装置3的作用是把准直的激光与用于质量检测的红外光波通过合束耦合为一束光，并将合束后的光一同射入环形分光装置4，确保了之后的实时检测，进而确保光束高质量传输，有效降低激光加工头发热现象，且其底部装有杂散光吸收环307可吸收多余的散射光。

环形分光装置4包括分光护罩401，分光护罩401设置在合束装置3的前侧，分光护罩401内设有分光镜404、分光整形镜403，分光整形镜403设置在分光镜404的前侧，分光护罩的下方设有水冷块402。环形分光装置4的作用是把合束后的激光与红外光的光斑进行分光，其分光后获得中心为空心的环形光斑，同时，可对分光镜404与分光整形镜403进行距离调整，进而调节分光后的环形光斑形态大小。

中空反射材料输送装置5包括光路护罩505，光路护罩505的两侧部分别与环形分光装置4和中空聚焦装置6相连接，光路护罩505的上部设有中空反射镜座502，中空反射镜座502处安有呈倾斜设置的中空反射镜503，中空反射镜座502上安有材料输送管固定座501，材料输送管固定座501处穿过材料输送管上段504，中空反射镜座502与中空反射镜503的中部均设有用于穿过材料输送管上段504的第一通孔。中空反射材料输送装置5的作用是将材料输送管上段504嵌入光路内部使其与光路同轴，可将环形分光装置送过来的环形光沿着材料输送管上段504的轴线将激光送入中空聚焦装置6。光路中心填送材料可降低材料损耗并提高生产效益，并可输送丝材粉材等材料，具备输送线性好、精度高等优势。

中空聚焦装置6包括聚焦安装座601，聚焦安装座601设置在中空反射材料输送装置5的下方，聚焦安装座601上安有聚焦镜固定环602，聚焦镜固定环602上设有聚焦镜603，聚焦安装座601下方设有保护镜座604，保护镜座604上安有保护镜605，保护镜605连接保护镜调节环607，保护镜605一侧设有保护镜密封环606，保护镜座604上安有材料输送管固定架612，材料输送管固定架612处穿过材料输送管613，聚焦镜603与保护镜605的中部均设有用于穿过材料输送管613的第二通孔。聚焦安装座601的前侧设有气刀固定座608，气刀固定座608上安有气刀支撑杆609，气刀支撑杆609的下方设有气体导流座611，气体导流座611上安有气体导流盖610。中空聚焦装置6的作用是将环形光斑经过透射聚焦使激光聚集到一个点，聚集其能量于一点，经过调节聚焦镜固定环将焦点与材料位置重合，可以保证激光能够很好的作用于被加工的材料以及加工的位置，提高加工精度和加工质量。侧边可进行吹风防止加工时产生烟尘污染镜片。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可分光中空送丝的激光头，包括激光头本体，其特征在于，所述激光头本体包括用于准直射入激光的准直装置、用于合束光的合束装置、用于分光的环形分光装置、用于将材料嵌入光路内的中空反射材料输送装置、用于聚焦的中空聚焦装置；

所述准直装置的上方设有用于连接激光光纤的光纤接头；

所述准直装置设置在所述合束装置的上方，所述合束装置的前侧设置有所述环形分光装置，所述环形分光装置的前侧设置有所述中空反射材料输送装置，所述中空反射材料输送装置的下方设置有所述中空聚焦装置。

2.如权利要求1所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述准直装置包括调焦座，所述调焦座内设有调焦转环，所述调焦转环连接调焦旋钮，所述调焦座设置在调焦固定座上，所述调焦固定座下方设有准直基座盖板，所述准直基座盖板设置在准直基座上，所述准直基座的内侧设有镜片调中环，所述镜片调中环上设置有准直镜安装套，所述准直镜安装套上设置有准直镜，所述准直镜安装套一侧设置有准直镜锁环。

3.如权利要求1所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述合束装置包括合束镜上安装座、合束镜下安装座，所述准直装置的下方设置有所述合束镜上安装座，所述合束镜上安装座设置在所述合束镜下安装座的上方，所述合束镜上安装座与所述合束镜下安装座之间设有呈倾斜设置的合束镜；

所述合束镜上安装座的后侧设有连接基座，所述连接基座的上方安有CCD检测器，所述CCD检测器与所述连接基座之间设有滤光镜，所述连接基座下部的后侧安有反射镜固定盖，所述反射镜固定盖处安有呈倾斜设置的红外光反射镜。

4.如权利要求3所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述合束镜下安装座的下部设有开口，所述开口处安有杂散光吸收环。

5.如权利要求1所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述环形分光装置包括分光护罩，所述分光护罩设置在所述合束装置的前侧，所述分光护罩内设有分光镜、分光整形镜，所述分光整形镜设置在所述分光镜的前侧，所述分光护罩的下方设有水冷块。

6.如权利要求1所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述中空反射材料输送装置包括光路护罩，所述光路护罩的两侧部分别与所述环形分光装置和所述中空聚焦装置相连接，所述光路护罩的上部设有中空反射镜座，所述中空反射镜座处安有呈倾斜设置的中空反射镜，所述中空反射镜座上安有材料输送管固定座，所述材料输送管固定座处穿过材料输送管上段，所述中空反射镜座与所述中空反射镜的中部均设有用于穿过材料输送管上段的第一通孔。

7.如权利要求1所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述中空聚焦装置包括聚焦安装座，所述聚焦安装座设置在所述中空反射材料输送装置的下方，所述聚焦安装座上安有聚焦镜固定环，所述聚焦镜固定环上设有聚焦镜，所述聚焦安装座下方设有保护镜座，所述保护镜座上安有保护镜，所述保护镜连接保护镜调节环，所述保护镜一侧设有保护镜密封环，所述保护镜座上安有材料输送管固定架，所述材料输送管固定架处穿过材料输送管，所述聚焦镜与所述保护镜的中部均设有用于穿过所述材料输送管的第二通孔。

8.如权利要求7所述的一种可分光中空送丝的激光头，其特征在于，所述聚焦安装座的前侧设有气刀固定座，所述气刀固定座上安有气刀支撑杆，所述气刀支撑杆的下方设有气体导流座，所述气体导流座上安有气体导流盖。

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