激光光路模组的制作方法

本实用新型涉及激光加工的技术领域，特别涉及一种激光光路模组。

背景技术：

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

随着激光加工技术日益被社会了解和接纳，对激光加工技术的研究和发展也得到重视。在激光加工设备中，根据不同的加工技术，激光电路会选用不同的光学元件组合在一起，使激光光束产生所需的变化。可是，现有的激光光路模组为了实现某些特定光路，在基板的不同的面上设置有很多的光学元件。激光的光束需要在这些光学元件间来回地折返，才能形成所需的激光切割光路。然而，在不需要实现特定光路的情况，整个光路显得冗长且错综复杂，这样不仅造成激光光路组件占据较大的体积空间，导致调试不容易，还极大地增加了激光光路模组的成本，使激光光路模组的成本较高。

因此，为了解决上述的问题，现有的激光光路模组还有待于改进和发展。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种激光切割光路最短、易于调试且成本低的激光光路模组。

一种激光光路模组，包括：

模组架，包括基板和盖板，所述基板的一侧开设有容置腔，所述基板的侧壁上开设有激光入口和激光出口，所述盖板盖设于所述容置腔上；

光学组件，所述光学组件设置于所述容置腔内，所述光学组件包括相互呈线性排布的光路扩束单元、光路整形单元、光路反射单元和光路聚焦单元，自所述激光入口进入的光束，依次经过所述光路扩束单元、所述光路整形单元、所述光路反射单元和所述光路聚焦单元，再从所述激光出口射出，以在所述激光入口和所述激光出口之间形成最短激光切割光路。

在其中一个实施例中，所述光路反射单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜邻近所述激光出口设置，从所述光路整形单元出来的光束依次经过所述第一反射镜和所述第二反射镜反射到达所述光路聚焦单元。

在其中一个实施例中，所述第一反射镜和所述第二反射镜平行设置。

在其中一个实施例中，所述光路扩束单元包括第一透镜、第二透镜和第一调节座，所述第一调节座邻近所述激光入口设置，所述第一透镜和第二透镜设置于所述第一调节座上且位于同一中心线上，从所述激光入口进入的光束依次经过所述第一透镜和所述第二透镜，以形成扩束光路。

在其中一个实施例中，所述光路整形单元包括第三透镜、第四透镜和第二调节座，所述第三透镜和第四透镜设置于第二调节座上，且位于所述光路扩束单元和所述光路反射单元之间，从所述光路扩束单元出来的光束依次经过所述第三透镜和所述第四透镜，以形成整形光路。

在其中一个实施例中，所述光路聚焦单元包括第五透镜，所述第五透镜活动设置于所述激光出口处，从所述光路反射单元出来的光束经过所述第五透镜，以形成所述激光切割光路。

在其中一个实施例中，所述光路聚焦单元还包括位移驱动件，所述位移驱动件与所述第五透镜连接，以驱动所述第五透镜相对所述激光出口移动。

在其中一个实施例中，所述激光光路模组还包括光路检测单元，所述光路检测单元包括第一ccd相机、第二ccd相机和第六透镜，所述第一ccd相机和第二ccd相机设置于所述基板的侧壁上，从所述第一反射镜透过的光束进入所述第一ccd相机，以形成调试检测光路，从所述第二反射镜透过的光束经过所述第六透镜后进入所述第二ccd相机，以形成光斑检测光路。

在其中一个实施例中，所述激光光路模组还包括光路准直单元，所述光路准直单元包括第一光阑和第二光阑，所述第一光阑设置于所述激光入口和所述光路扩束单元之间，所述第二光阑设置于所述光路整形单元和所述光路反射单元之间，自所述激光入口进入的光束，依次经过所述第一光阑、所述光路扩束单元、所述光路整形单元和所述第二光阑，以形成准直光路。

在其中一个实施例中，所述容置腔包括第一腔室和第二腔室，所述光路扩束单元、光路整形单元、光路反射单元和光路准直单元设置于所述第一腔室内，所述光路聚焦单元设置于所述第二腔室内，所述第一腔室和所述第二腔室之间设置有窗口镜片，以使所述光束通过，所述基板背离所述容置腔的一侧上还间隔设置有若干地脚。

本实用新型的技术方案的有益效果在于，通过将光路扩束单元、光路整形单元、光路反射单元和光路聚焦单元相互呈线性排布在容置腔内，以在激光入口和激光出口之间形成最短激光切割光路。由于光学组件的组成单元较少，且排布规则、紧凑，因此，在调试时，只需打开盖板，即可短时间内对容置腔内的光学组件调试完毕，操作简单，实用性强。另外，本技术方案设计实现了激光切割光路最短，所以利用空间体积较小，从而极大地降低激光光路模组的成本，易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本实用新型激光光路模组不带盖板一实施例的结构示意图；

图2为图1中激光光路模组带盖板的一实施例的结构示意图；

图3为图1中本实用新型激光光路模组的后视图；

图4为图1中本实用新型激光光路模组的立体图。

附图标号说明：

10、激光光路模组；20、光束；30、窗口镜片；40、激光切割光路；50、扩束光路；60、整形光路；70、调试检测光路；80、光斑检测光路；90、准直光路；100、模组架；110、基板；111、容置腔；1111、第一腔室；1112、第二腔室；112、激光入口；113、激光出口；120、盖板；121、锁件；130、地脚；200、光学组件；210、光路扩束单元；211、第一透镜；212、第二透镜；213、第一调节座；220、光路整形单元；221、第三透镜；222、第四透镜；223、第二调节座；230、光路反射单元；231、第一反射镜；232、第二反射镜；240、光路聚焦单元；241、第五透镜；242、位移驱动件；250、光路准直单元；251、第一光阑；252、第二光阑；260、光路检测单元；261、第一ccd相机；262、第二ccd相机；263、第六透镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参考图1和图2，一实施例中，该激光光路模组10包括模组架100、光学组件200。模组架100包括基板110和盖板120，基板110的一侧开设有容置腔111，基板110的侧壁上开设有激光入口112和激光出口113，盖板120盖设于容置腔111上；光学组件200设置于容置腔111内，光学组件200包括相互呈线性排布的光路扩束单元210、光路整形单元220、光路反射单元230和光路聚焦单元240，自激光入口112进入的光束20，依次经过光路扩束单元210、光路整形单元220、光路反射单元230和光路聚焦单元240，再从激光出口113射出，以在激光入口112和激光出口113之间形成最短激光切割光路40。

具体地，由于激光入口112和激光出口113不一定设置在同一中心线上，光束20可通过光路反射单元230顺利到达光路聚焦单元240。为了使最终形成的激光切割光路40传播路径达到最短，将光路扩束单元210、光路整形单元220、光路反射单元230、光路聚焦单元240互相呈线性规则地排布在容置腔111内。这样不仅使两两单元之间的距离设置可以达到最小，还使光束20在没有折返的情况下，以最短的距离从激光入口112到达激光出口113。如此设置，使光学组件200在容置腔111内的布置变得更加紧凑、合理，所占的空间更小。

盖板120可通过锁件121锁紧在基板110上，只有通过解锁才能打开激光光路模组10，保证了激光光路模组10可以封闭防拆，提高了使用的安全性。

本实用新型的技术方案的有益效果在于，通过将光路扩束单元210、光路整形单元220、光路反射单元230和光路聚焦单元240相互呈线性排布在容置腔111内，以在激光入口112和激光出口113之间形成最短激光切割光路40。由于光学组件200的组成单元较少，且排布规则、紧凑，因此，在调试时，只需打开盖板120，即可短时间内对容置腔111内的光学组件200调试完毕，操作简单，实用性强。另外，本技术方案设计实现了激光切割光路40最短，所以利用空间体积较小，从而极大地降低激光光路模组10的成本，易于推广应用。

请参考图1，一实施例中，光路反射单元230包括第一反射镜231和第二反射镜232，第一反射镜231和第二反射镜232邻近激光出口113设置，从光路整形单元220出来的光束20依次经过第一反射镜231和第二反射镜232反射到达光路聚焦单元240。进一步地，第一反射镜231和第二反射镜232平行设置。通过设置多个反射镜使得激光切割工作合理布局，提高了结构的稳定性和空间利用率。

请参考图1，一实施例中，光路扩束单元210包括第一透镜211、第二透镜212和第一调节座213，第一调节座213邻近激光入口112设置，第一透镜211和第二透镜212设置于第一调节座213上且位于同一中心线上，从激光入口112进入的光束20依次经过第一透镜211和第二透镜212，以形成扩束光路50。具体地，在本实施例中，第一透镜211和第二透镜212可以采用凹面圆角大小相同或者不同的扩束镜片。光束20达到第一透镜211后将光线发散后照射到第二透镜212上，将光线再次发散。通过第一调节座213，调节第一透镜211和第二透镜212之间的距离来实现光束20光斑的大小。如此设置，结构简单，调节方便，二次扩束后光束20的光斑形状规则，分布均匀，出光的效果好。

请参考图1，一实施例中，光路整形单元220包括第三透镜221、第四透镜222和第二调节座223，第三透镜221和第四透镜222设置于第二调节座223上，且位于光路扩束单元210和光路反射单元230之间，从光路扩束单元210出来的光束20依次经过第三透镜221和第四透镜222，以形成整形光路60。具体地，通过第二调节座223可以调节第三透镜221和第四透镜222的角度，以对扩束光路50进行进一步的整形，得到需要的整形光路60。

请参考图1，一实施例中，光路聚焦单元240包括第五透镜241，第五透镜241活动设置于激光出口113处，从光路反射单元230出来的光束20经过第五透镜241，以形成激光切割光路40。其中，第五透镜241可以对光束20实现聚焦的作用，以实现对目标工件进行激光切割工作。

进一步地，请参考图1，一实施例中，光路聚焦单元240还包括位移驱动件242，位移驱动件242与第五透镜241连接，以驱动第五透镜241相对激光出口113移动。具体地，通过位移驱动件242来驱动第五透镜241沿激光出口113的中心线方向上移动，从而不断地调整激光的光束20的聚焦位置，进而使得入射到第五透镜241的激光的光束20较准确地聚焦到所需要的位置上。如此设置，这样可以便于实现对不同位置处的目标工件进行激光切割工作，提高了激光光路模组10实用性。

请参考图1，一实施例中，激光光路模组10还包括光路检测单元260，光路检测单元260包括第一ccd相机261、第二ccd相机262和第六透镜263，第一ccd相机261和第二ccd相机262设置于基板110的侧壁上，从第一反射镜231透过的光束20进入第一ccd相机261，以形成调试检测光路70，从第二反射镜232透过的光束20经过第六透镜263后进入第二ccd相机262，以形成光斑检测光路80。具体地，调试检测光路70可以检测整形光路60是否有效地形成，还检测整形光路60形成的光斑的均匀性，从而方便不同透镜的位置和角度调节。由于第二反射镜232反射后的光束20会经过光路聚焦单元240形成激光切割光路40，因此，通过调试检测光路70可以检测最终形成激光的光束20光斑的均匀性和质量，从而方便调整光路聚焦单元240聚焦的位置。

请参考图1，一实施例中，激光光路模组10还包括光路准直单元250，光路准直单元250包括第一光阑251和第二光阑252，第一光阑251设置于激光入口112和光路扩束单元210之间，第二光阑252设置于光路整形单元220和光路反射单元230之间，自激光入口112进入的光束20，依次经过第一光阑251、光路扩束单元210、光路整形单元220和第二光阑252，以形成准直光路90。具体地，第一光阑251和第二光阑252可以将激光光路模组10中不同的光路实现快速准直，以提高激光中平行光束20的传播方向的稳定性。其中，第一光阑251设置在激光入口112，还可以用于控制初始光束20的强弱。第二光阑252设置在光路整形单元220后，可以用于提高整形光路60准直精度。在本实施例中，第一光阑251和第二光阑252优选孔径光阑。孔径光阑为限制入射光束20大小的孔，其大小和位置对透镜所成像的清晰程度、正确性和亮度都有决定性的作用。当然，为了使光束20获得更高的准直精度和稳定性，在激光光路模组10中不同的位置还可以多个光阑，在此不作具体的限定。

请参考图1，一实施例中，容置腔111包括第一腔室1111和第二腔室1112。光路扩束单元210、光路整形单元220、光路反射单元230和光路准直单元250设置于第一腔室1111内。光路聚焦单元240设置于第二腔室1112内。第一腔室1111和第二腔室1112之间设置有窗口镜片30，以使光束20通过。具体地，如果外界的灰尘在光学元件上沉积，容易影响光学元件对激光的透光率，使激光光束20的出射光线的亮度降低。因此，将第一腔室1111内的光学元件处于封闭的空间内，防止加工过程中外界的灰尘进入，从而避免影响所形成激光的质量，提高激光光路模组10使用的可靠性。

请参考图3和图4，一实施例中，基板110背离容置腔111的一侧上还间隔设置有若干地脚130。通过地脚130可以将激光光路模组10安装在激光加工工作台上使用，便于拆卸和使用，提高了激光光路模组10使用的便利性。

以上所述实施例的个技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。