本实用新型涉及了激光加工领域，特别是涉及了一种复合准直聚焦系统。
背景技术：
目前，激光加工广泛应用于工业焊接、切割、固化等领域，而越来越多的产品也采用此类激光加工的焊接方式。
现有的激光焊接方式主要分为侧焊和顶焊，在焊接过程中，常常会出现焊痕表面凸起、气孔、炸火、内部气泡等问题，降低了焊接效率以及焊接质量，无法满足客户的需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种复合准直聚焦系统，主要解决了现有激光焊接方式的焊接效率低以及焊接质量低的问题。
为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型所提供了一种复合准直聚焦系统，包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器设置在垂直方向上，所述第二激光器设置在水平方向上；所述复合准直聚焦系统还包括合束镜、第一准直系统、第二准直系统以及聚焦系统；
所述第一准直系统设于所述第一激光器的激光光路上；所述第二准直系统设于所述第二激光器的激光光路上；所述合束镜相对于水平面倾斜45度，且所述合束镜设于所述第一激光器和所述第二激光器两者激光光路的交汇处；所述聚焦系统设于所述合束镜的正下方,待焊接产品放置于所述聚焦系统的正下方。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一准直系统包括第一双平面透镜、第一双凸透镜以及弯月透镜，所述第一双平面透镜、所述第一双凸透镜以及所述弯月透镜沿所述第一激光器的激光光路从上至下依次设置。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一双平面透镜两平面的曲率半径均为无穷大，其中心厚度为5mm；
所述第一双凸透镜上下表面的曲率半径分别为384mm以及-62.854mm，其中心厚度为6.24mm；
所述弯月透镜上下表面的曲率半径分别为51.9274mm以及41.3mm，其中心厚度为4.59mm；
所述第一双凸透镜以及弯月透镜的曲率半径和中心厚度的修正范围均为±5％，所述第一双平面透镜中心厚度的修正范围为±5％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二准直系统包括第二双平面透镜以及第二双凸透镜，所述第二双平面透镜、所述第二双凸透镜沿所述第二激光器的激光光路从左至右依次设置。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二双平面透镜的曲率半径均为无穷大，其中心厚度为5mm；
所述第二双凸透镜左右表面的曲率半径分别为170.34mm以及-37.82mm，其中心厚度为7.35mm；
所述第二双凸透镜曲率半径和中心厚度的修正范围均为±5％，所述第二双平面透镜中心厚度的修正范围为±5％。
作为本实用新型的进一步改进，所述聚焦系统包括第三双凸透镜以及第三双平面透镜，所述第三双凸透镜、所述第三双平面镜从上至下依次设置在所述合束镜的正上方。
作为本实用新型的进一步改进，所述第三双凸透镜上下表面的曲率半径分别为124.45mm以及-1132.4mm，其中心厚度为6mm；
所述第三双平面透镜两平面的曲率半径均为无穷大，其中心厚度为5mm；
所述第三双凸透镜曲率半径和中心厚度的修正范围均为±5％，所述第三双平面透镜中心厚度的修正范围为±5％。
作为本实用新型的进一步改进，所述合束镜两平面的曲率半径均为无穷大，其中心厚度为5mm；所述合束镜中心厚度的修正范围均为±5％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一准直系统的焦距为150mm，所述第二准直系统的焦距为70mm，所述聚焦系统的焦距为250mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一双平面透镜、所述第一激光器的激光波长为1070nm，所述第二激光器的激光波长为915nm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实施例通过设置所述第一准直系统和第二准直系统，分别将所述第一激光器和所述第二激光器的发散激光准直成近似平行的垂直激光光束和水平激光光束，并通过所述合束镜将垂直激光光束和水平激光光束合为一束同轴激光光束，所述同轴激光光束通过所述聚焦系统的聚焦作用于待焊接产品上；本实施例所述的复合准直聚焦系统满足所述第一激光器和所述第二激光器输出的激光实现同轴工作，所述第二激光器的输出激光对产品进行预热，所述第一激光器的输出激光对产品进行焊接，以提高焊接效率和焊接质量。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的复合准直聚焦系统的原理图。
附图标记：100-第一激光器；200-第二激光器；300-合束镜；400-第一准直系统；410-第一双平面透镜；420-第一双凸透镜；430-弯月透镜；500-第二准直系统；510-第二双平面透镜；520-第二双凸透镜；600-第二准直系统；610-第三双凸透镜；620-第三双平面透镜。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
参照图1所示，为本实用新型实施例所述复合准直聚焦系统原理图，包括第一激光器100、第二激光器200、合束镜300、第一准直系统400、第二准直系统500以及聚焦系统600；
所述第一激光器100设置在垂直方向上，所述第二激光器200设置在水平方向上，所述第一激光器100、所述第二激光器200均用于输出激光，由于所述第一激光器100、所述第二激光器200均为锥形激光器，即所述第一激光器100、所述第二激光器200输出的激光为发散激光；所述第一准直系统400设于所述第一激光器100的激光光路上，所述第一准直系统400用于将所述第一激光器100输出的发散激光准直成近似平行的垂直激光光束；所述第二准直系统500设于所述第二激光器200的激光光路上，所述第二准直系统500用于将所述第二激光器200输出的发散激光准直成近似平行的水平激光光束；本实施例所述合束镜300相对于水平面倾斜45度，由于所述合束镜300的特性为对光一面可以全透另一面全反，则本实用新型实施例中垂直方向激光光束可以全透过，水平方向激光光束可以45度全反，所述合束镜300设于所述第一激光器100和所述第二激光器200两者激光光路的交汇处，所述合束镜300用于将垂直激光光束和水平激光光束合为一束同轴激光光束；所述聚焦系统600设于所述合束镜300的正下方，待焊接产品放置于所述聚焦系统600的正下方；所述聚焦系统600用于将同轴激光光束聚焦到待焊接产品上，以实现所述第一激光器100和所述第二激光器200输出的激光同轴工作，而所述第二激光器200的输出激光对待焊接产品进行预热，所述第一激光器100的输出激光对待焊接产品进行焊接。
在本实用新型的实施例中，所述第二激光器200的激光波长为915nm，以使待焊接产品的预热更均匀；所述第一激光器100的激光波长为1070nm，其反射率低，使焊接过程更加稳定；本实施例中所述第一激光器100和所述第二激光器200可根据实际的焊接需求选用不同的激光器，在本实用新型申请中并不对此进行限定。
在本实用新型的实施例中，所述第一准直系统400包括第一双平面透镜410、第一双凸透镜420以及弯月透镜430，所述第一双平面透镜410、所述第一双凸透镜420以及所述弯月透镜430沿所述第一激光器100的激光光路从上至下依次设置；所述第一双平面透镜410为保护镜片，用于避免灰尘掉入所述第一准直系统400中，所述第一双凸透镜420用于将所述第一激光器100输出的发散激光准直成近似平行的垂直激光光束，由于所述第一激光器100的激光波长比所述第二激光器200的激光波长长，本实施例在所述第一激光器100的激光光路上设置一弯月透镜430，所述弯月透镜430用于增强垂直激光光束的平行效果；所述第二准直系统500包括第二双平面透镜510以及第二双凸透镜520，所述第二双平面透镜510、所述第二双凸透镜520沿所述第二激光器200的激光光路从左至右依次设置；所述第二双平面透镜510为保护透镜，用于避免灰尘掉入所述第二准直系统500中，所述第二双凸透镜520用于将发散激光光束准直成近似平行的水平激光光束；所述聚焦系统600包括第三双凸透镜610以及第三双平面透镜620，所述第三双凸透镜610、所述第三双平面镜620从上至下依次设置在所述合束镜300的正上方，所述第三双凸透镜610用于聚焦所述合束镜300将垂直激光光束和水平激光光束合成的一束同轴激光光束，并输出到所述第三双平面镜620，所述第三双平面镜620为保护镜片，用于避免待焊接产品在焊接时灰尘掉在产品上，以对产品的焊接造成严重的影响。
在本实用新型的实施例中，所述第一双平面透镜410、所述第一双凸透镜420、所述弯月透镜430、所述第二双平面透镜510、所述第二双凸透镜520、所述第三双凸透镜610、所述第三双平面透镜620以及所述合束镜300均为球面镜片，其折射率和阿贝数分别为1.458464和67.8214335。
作为优选，所述第一准直系统400的焦距为150mm，所述第二准直系统500的焦距为70mm，所述聚焦系统600的焦距为250mm。
作为优选，所述第一双平面透镜410、所述第二双平面透镜510、所述第三双平面透镜620以及所述合束镜300两平面表面的曲率半径均为无穷大，且中心厚度均为5mm。
作为优选，所述第一双凸透镜420上下表面的曲率半径分别为384mm以及-62.854mm，其中心厚度为6.24mm；所述弯月透镜430上下表面的曲率半径分别为51.9274mm以及41.3mm，其中心厚度为4.59mm；所述第二双凸透镜520左右表面的曲率半径分别为170.34mm以及-37.82mm，其中心厚度为7.35mm；所述第三双凸透镜610上下表面的曲率半径分别为124.45mm以及-1132.4mm，其中心厚度为6mm。
在本实用新型的实施例中，所述第一双凸透镜420、所述弯月透镜430、所述第二双凸透镜520以及所述第三双凸透镜610曲率半径和中心厚度的修正范围均为±5％，所述第一双平面透镜410、所述第二双平面透镜510、所述第三双平面透镜620以及所述合束镜300中心厚度的修正范围均为±5％。
本实施例所述的复合准直聚焦系统适用于新能源动力电池等焊接小光斑的激光焊接行业；本实施例通过设置所述第一准直系统400和第二准直系统500，分别将所述第一激光器100和所述第二激光器200的发散激光准直成近似平行的垂直激光光束和水平激光光束，并通过所述合束镜300将垂直激光光束和水平激光光束合为一束同轴激光光束，所述同轴激光光束通过所述聚焦系统600的聚焦作用于待焊接产品上；本实施例所述的复合准直聚焦系统满足所述第一激光器100和所述第二激光器200输出的激光实现同轴工作，所述第二激光器200的输出激光对产品进行预热，所述第一激光器100的输出激光对产品进行焊接，以提高焊接效率和焊接质量。
在本实施例中，本领域的技术人员应该了解到术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本实施例中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，也都包含在本实用新型的保护范围之内。