一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焦点的聚焦装置。
【背景技术】
[0002]传统固定焦点的激光焊接技术存在一些不足，即激光光斑直径很小，热作用区域很小，焊接时激光光束必须同时照射到接口两侧的母材，因而要求待焊的接口间隙小于光斑直径，且接口两侧的母材应平整，否则容易产生焊接错位。
[0003]再者焊接时产生的等离子体云吸收、反射激光，降低了对激光的吸收率，使激光能量利用率降低。
[0004]而在焊接过程中使用偏心回转聚焦技术，则可解决以上问题。偏心回转聚焦焊接时，其激光束轨迹为螺旋形前进，增大了焊接熔化宽度，可以降低对拼缝的装配要求。且由于焊接时焦点高速旋转，可以使等离子体来不及产生到引起等离子体屏蔽的水平，可以有效地提尚焊接质量。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置。依据光的反射原理，通过旋转的倾斜安装的平面反射镜实现激光焊接焦点绕中心轴回转，以增大焊接熔化宽度，降低对拼缝焊接的要求，同时由于焦点的高速旋转，致使等离子体来不及形成，进而也可有效地提高焊接的质量。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，包括激光光路组件、聚焦腔、平面反射镜、离轴抛物面镜及对应的固定架和步进电机。激光光路组件分拆为两部分，分别安装在聚焦腔的上下部位，平面反射镜与离轴抛物面镜通过固定架安装在聚焦腔内，步进电机与平面反射镜固定架通过联轴器相连接。
[0007]进一步地，所述的聚焦腔上下部分开有滑槽，用于激光光路组件及离轴抛物面镜支架的安装，聚焦腔左下部位开有通孔，用于平面反射镜固定架地安装。
[0008]进一步地，所述的平面反射镜通过螺丝杆与紧固弹簧固定于支架中，通过调节螺丝杆可以调节平面反射镜的倾斜角度。
[0009]进一步地，所述的平面反射镜固定架通过联轴器与步进电机相连，步进电机通过减震弹簧与聚焦腔相连。
[0010]进一步地，平面反射镜固定架通过步进电机带动，可绕其法线旋转。
[0011]进一步地，所述的离轴抛物面镜通过弹簧和螺丝杆固定于离轴抛物面镜滑动支架上，离轴抛物面镜滑动支架通过螺栓安装在聚焦腔滑轨上。
[0012]进一步地，所述的激光光路组件上部分通过螺栓固定在聚焦腔上端，下部分通过固定架安装在聚焦腔下端滑轨上。
[0013]进一步地，所述的离轴抛物面镜滑动支架和激光器光路组件下端固定架可在聚焦腔上下滑轨上左右滑动。
[0014]本实用新型的有益效果:通过焦点偏心回转，使照射到工件表面的激光光斑扩大，在能量不变的情况下，解决了传统固定焦点焊接中对焊接板材间隙要求小，焊缝难对中的难题，同时由于焊接时焦点高速旋转，可以使等离子体来不及产生到引起等离子体屏蔽的水平，能有效解决传统焊接中激光吸收率低及焊缝气孔较多的缺点。其次本实用新型无需对激光光路组件内部光路进行重新设计，生产制造简单。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的光路原理图，图2为本实用新型一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其中1-1和1-2分别为激光光路组件的上下端，2-1为聚焦腔，2-2为离轴抛物面镜滑动支架，2-3为锁紧螺丝杆，2-4为激光光路组件下端滑动固定架，3-1为步进电机，3-2为减震弹簧，3-3为联轴器，3-4为平面反射镜固定架，3-5为平面反射镜，3-6和3-7分别为平面反射镜固定弹簧和旋转扣环。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案，但本实用新型所保护的内容不局限于以下所述。
[0017]图1为本实用新型的光路示意图，激光垂直入射到平面反射镜上，经平面反射镜反射到离轴抛物面镜，进而由离轴抛物面镜在激光光路下端聚焦。当平面反射镜小角度倾斜时，其反射到离轴抛物面镜的光路也发生角度偏移，再经由离轴抛物镜聚焦，则焦点也会发生偏移，调节平面反射镜的倾斜角度可以调节聚焦焦点的偏移距离。倾斜安装的平面镜绕其无偏差安装时的法线旋转时，其聚焦焦点也会绕旋转轴旋转，即实现了激光焦点的回转聚焦。
[0018]如图2所示，本实用新型一种用于塑料激光焊接的焦点回转聚焦头装置包括激光光路组件上端1-1和下端1-2，聚焦腔2-1，离轴抛物面镜滑动支架2-2，锁紧螺丝杆2-3，光路组件下端固定架2-4，步进电机3-1，减震弹簧3-2，联轴器3-3，平面反射镜固定架3-4，平面反射镜3-5及紧固弹簧3-6和旋转扣环3-7。
[0019]具体地，激光从激光光路组件上端1-1进入，照射到平面反射镜3-4上，再经由离轴抛物面镜聚焦，通过激光光路组件下端1-2输出。
[0020]具体地，平面反射镜3-5由紧固弹簧3-6和旋转扣环3-7锁紧在固定架3-4中，通过旋转扣环3-7上的调节螺丝杆与紧固弹簧3-6的配合可以实现平面反射镜3-4的角度倾斜调节，进而改变激光聚焦焦点的偏移距离。
[0021]具体地，步进电机3-1通过减震弹簧3-2固定在聚焦腔2-1的左端，平面反射镜固定架3-4通过联轴器3-3与步进电机3-1相连，固定架3-4由步进电机3-1驱动，绕平面反射镜3-5无偏差安装时的法线旋转。
[0022]具体地，离轴抛物面镜滑动支架2-2和光路组件下端固定架2-4可沿聚焦腔2-1上的滑槽左右移动，进而调节激光聚焦焦点的聚焦高度。
[0023]具体地，离轴抛物面镜在滑动支架2-2上可由锁紧螺丝杆2-3调节其安装的角度，进而也可以通过离轴抛物面镜调节聚焦的焦点。
[0024]本实用新型一种用于激光焊接的焦点回转聚焦装置，利用步进电机带动倾斜的平面反射镜旋转，经由离轴抛物镜聚焦，实现了激光焦点的回转聚焦，降低了对焊接件的对缝要求，且无需对激光光路组件内部进行改装，生产制造简单。
[0025]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于:其包括激光光路组件，聚焦腔，离轴抛物面镜，平面反射镜，步进电机及平面镜和抛物镜固定架;激光光路组件分拆为两部分，分别安装在聚焦腔的上下部位，平面反射镜与步进电机安装在聚焦腔的左端，离轴抛物面镜安装在聚焦腔的右端。2.根据权利要求1所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，所述的聚焦腔上下端开有滑槽，离轴抛物镜滑动支架与激光光路组件下端固定架也开有对应的滑槽。3.根据权利要求2所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，所述的离轴抛物面镜与激光光路组件下端能在聚焦腔中通过滑槽左右移动。4.根据权利要求1所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，所述的离轴抛物面镜在支架上由锁紧螺丝杆固定，并可通过螺丝杆调节其旋转的角度。5.根据权利要求1所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，所述的平面反射镜通过弹簧与旋转扣环固定于旋转支架中。6.根据权利要求1所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，平面反射镜可通过旋转扣环上的固定螺丝杆与弹簧配合来调整平面反射镜的倾斜角度。7.根据权利要求1所述的一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，其特征在于，平面反射镜固定架与步进电机通过联轴器相连接，能绕其法线旋转。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于激光焊接的焦点回转聚焦头装置，包括激光光路组件，聚焦腔，平面反射镜和离轴抛物面镜。平面反射镜用于实现激光光路的偏移，离轴抛物面镜则起到聚焦作用。光路经由平面反射镜反射到离轴抛物面镜处聚焦，当平面反射镜倾斜一个小角度时，依据光路的反射原理，其反射的光路也会发生偏移，此时在离轴抛物面镜上聚焦而成的焦点也会发生偏移。进而采用步进电机带动平面反射镜绕其无偏差安装时的法线旋转，其激光焦点也会绕旋转轴旋转，即实现了本实用新型的激光焦点的回转聚焦功能。由于聚焦焦点的高速回转，焊接光斑变大及等离子体屏蔽难以形成的特点，进而本实用新型可以有效降低对焊接件的对缝要求和提高焊接质量。
【IPC分类】B23K26/046, B23K26/21
【公开号】CN205324976
【申请号】CN201520974452
【发明人】陈志 , 张旭, 王一辉, 谢拥军
【申请人】广东顺德华焯机械科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月1日