耦合装置和激光加工系统的制作方法

本申请属于激光，尤其涉及耦合装置和激光加工系统。

背景技术：

1、激光加工在制造业中的应用越来越广泛，如激光切割、激光焊接等，激光加工设备的原理是利用激光器发射出的激光束，将其耦合到一光纤中，光纤端部的接头与激光加工头中，通过光纤将激光束引入激光加工头中，再经过准直、聚焦射到工件表面实现切割或焊接。对应激光精密加工而言，高光束质量的激光光束更有利于整形，但是激光器射出的激光束的光束质量固定，激光射出的激光束的光斑直径大小和发散角也是固定，但是不同产品加工所需要的光斑直径大小和发散角不同，因此，现有激光器不能满足多种产品加工，适用范围小。

技术实现思路

1、本申请实施例提供耦合装置和激光加工系统，以解决现有的激光器输出激光束的光斑直径和发散角不可调，激光器适用范围小的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种耦合装置，用于连接激光器和激光加工头，包括：

3、壳体，围合呈容纳空间，所述壳体上开设有第一开口、第二开口、第三开口和第四开口，所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口和所述第四开口均与所述容纳空间连通；

4、准直组件，可拆卸安装于所述壳体上，封堵所述第一开口，用于与所述激光器连接，将所述激光器射出的激光束转换为平行光；

5、第一调节组件，具有第一反射镜和第一调节座，所述第一调节座安装于所述壳体上，封堵所述第二开口，所述第一反射镜安装于所述第一调节座上，所述第一调节座用于调节所述第一反射镜的反射角，所述第一反射镜位于所述容纳空间内，所述第一反射镜改变所述平行光的传播方向；

6、第二调节组件，具有第二反射镜和第二调节座，所述第二调节座安装于所述壳体上，封堵所述第三开口，所述第二反射镜安装于所述第二调节座上，所述第二调节座用于调节所述第二反射镜的反射角，所述第二反射镜位于所述容纳空间内，所述第二反射镜改变所述第一反射镜反射的所述平行光的传播方向；

7、耦合组件，所述耦合组件可拆卸安装于壳体上，封堵所述第四开口，位于所述第二反射镜的反射光路上，所述耦合组件用于与所述激光加工头通过光纤连接，并将接收到的平行光耦合进所述光纤。

8、可选的，所述壳体具有底板、顶板、第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述底板与所述顶板相对设置，所述第一侧板与所述第三侧板相对设置，所述第二侧板与所述第四侧板相对设置，沿垂直于所述底板至所述顶板的方向，所述壳体的截面形成为梯形，所述第一开口和所述第四开口开设在所述第一侧板上，所述第二开口开设在所述第二侧板上，所述第三开口开设在第四侧板上。

9、可选的，所述准直组件具有：

10、准直镜组；

11、第一套筒，具有沿轴向延伸的第一通道，所述准直镜组固定于所述第一套筒上，位于所述第一通道内，所述第一套筒上开设有冷却凹槽，所述冷却凹槽与所述准直镜组分别位于第一套筒同一位置的内外两侧；

12、第二套筒，套设于所述第一套筒上，所述第二套筒与所述第一套筒密封连接，所述第二套筒与所述冷却凹槽围合呈第一冷却通道，所述第二套筒的一端设有第一法兰连接盘，所述第一法兰连接盘与所述壳体可拆卸连接；

13、第一水冷接头，设置于所述第二套筒上，所述第一水冷接头与所述第一冷却通道连通。

14、可选的，所述第一套筒背离所述壳体的一端设有第一锁紧头，所述第一锁紧头用于与所述激光器的输出端插接。

15、可选的，所述准直镜组包括第一平凸镜、第一月牙镜、第一双凸镜和第二双凸镜，沿所述第一套筒的轴向布置，所述第一月牙镜位于所述第一平凸镜和所述第一双凸镜之间，第一双凸镜位于所述第一月牙镜和所述第二双凸镜之间。

16、可选的，所述耦合组件具有：

17、非球面镜；

18、固定套筒，具有沿轴向延伸的第二通道，所述非球面镜安装于所述固定套筒上，位于所述第二通道内，所述固定套筒的外表面设有外螺纹；

19、固定座，套设与所述固定套筒上，所述固定座的端部设有第二法兰连接盘，所述第二法兰连接盘与所述壳体可拆卸连接；

20、螺母，安装于所述固定座上，所述螺母与所述固定套筒螺纹连接，用于调节所述固定套筒和所述非球面镜共同沿轴向移动。

21、可选的，所述固定座与所述固定套筒之间设有第二冷却通道，所述第二冷却通道和所述非球面镜位于所述固定套筒同一位置的两侧，所述固定座上设有第二水冷接头，所述第二水冷接头与所述第二冷却通道连通。

22、可选的，所述固定座背离所述壳体的一端设有第二锁紧头，所述第二锁紧头用于与所述激光加工头连接。

23、可选的，还包括支架，所述支架安装于所述壳体上。

24、第二方面，本申请实施例还提供一种激光加工系统，包括：

25、激光器，用于产生激光束；

26、激光加工头，用于输出激光束；

27、上述任一项所述的耦合装置，所述耦合装置连接所述激光器和所述激光加工头。

28、本申请实施例提供的耦合装置和激光加工系统，耦合装置具有集成在壳体上的准直组件、第一调节组件、第二调节组件和耦合组件，准直组件连接激光器，耦合组件连接激光加工头，准直组件将激光器射出的激光束转化成平行光经第一调节组件和第二调节组件调节反射后，射入耦合组件，且平行光与耦合组件同轴，提高了激光束的耦合效率，减少能力损失，可以设置不同的准直组件与耦合组件，来改变准直组件与耦合组件的焦距比，从而改变光束的光斑直径和发散角，从而调节能量密度和焦深，增加激光器的应用场景，提高加工效果，克服了现有的激光器输出激光束的光斑直径和发散角不可调，激光器适用范围小的问题，更换模块化的准直组件与耦合组件，操作更便捷，保证了激光器的加工效果，提高了激光器的适用范围。

技术特征：

1.一种耦合装置，用于连接激光器和激光加工头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述壳体具有底板、顶板、第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述底板与所述顶板相对设置，所述第一侧板与所述第三侧板相对设置，所述第二侧板与所述第四侧板相对设置，沿垂直于所述底板至所述顶板的方向，所述壳体的截面形成为梯形，所述第一开口和所述第四开口开设在所述第一侧板上，所述第二开口开设在所述第二侧板上，所述第三开口开设在第四侧板上。

3.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述准直组件具有：

4.根据权利要求3所述的耦合装置，其特征在于，所述第一套筒背离所述壳体的一端设有第一锁紧头，所述第一锁紧头用于与所述激光器的输出端插接。

5.根据权利要求3所述的耦合装置，其特征在于，所述准直镜组包括第一平凸镜、第一月牙镜、第一双凸镜和第二双凸镜，沿所述第一套筒的轴向布置，所述第一月牙镜位于所述第一平凸镜和所述第一双凸镜之间，第一双凸镜位于所述第一月牙镜和所述第二双凸镜之间。

6.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述耦合组件具有：

7.根据权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述固定座与所述固定套筒之间设有第二冷却通道，所述第二冷却通道和所述非球面镜位于所述固定套筒同一位置的两侧，所述固定座上设有第二水冷接头，所述第二水冷接头与所述第二冷却通道连通。

8.根据权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述固定座背离所述壳体的一端设有第二锁紧头，所述第二锁紧头用于与所述激光加工头连接。

9.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，还包括支架，所述支架安装于所述壳体上。

10.一种激光加工系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种耦合装置和激光加工系统，用于连接激光器和激光加工头，该装置包括壳体、准直组件、第一调节组件、第二调节组件和耦合组件，壳体围合呈容纳空间，壳体上开设有第一开口、第二开口、第三开口和第四开口；准直组件可拆卸安装于壳体上；第一调节组件具有第一反射镜和第一调节座，第一反射镜安装于第一调节座上，第一调节座用于调节第一反射镜的反射角；第二调节组件具有第二反射镜和第二调节座，第二调节座安装于壳体上，第二调节座用于调节第二反射镜的反射角；耦合组件可拆卸安装于壳体上，封堵第四开口，位于第二反射镜的反射光路上。改变准直组件与耦合组件的焦距比，调节能量密度和焦深，激光器的适用范围广，加工效果好。

技术研发人员：姚强,刘明峰,姚艳,王涛
受保护的技术使用者：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/13