一种玻璃管的激光切割装置的制作方法

本技术涉及一种激光加工装置，具体涉及一种激光切割装置，尤其适用于玻璃管的加工。

背景技术：

1、玻璃材料具有耐高温、耐腐蚀、不渗漏、不变质等良好的物化性能，以玻璃为材料制造的玻璃管在实验室和工业生产中都有广泛的应用。例如可以用来进行化学实验、物理实验和生物实验等，其适用于各种酸碱性溶液的实验。玻璃管可以用来制作管道系统，用于输送液体、气体和固体物质。此外，玻璃管还是玻璃纤维、玻璃光纤的原材料，也可用于进行材料封装等。对玻璃管进行切割加工，是玻璃管应用过程中的重要工序。

2、现有技术中，玻璃管的切割方法包括手工机械切割，火焰切割，水切割和激光切割。其中，激光切割能够有效提升切割良率，有利于保证切割精度。例如，中国发明专利cn112723733a公开了一种用于玻璃管切割的激光切割装置，包括激光器、贝塞尔光束切割头、同轴视觉系统和工装机构，其中，玻璃管安装在工装机构上，进行位置调节和自转，以使贝塞尔光束切割头对玻璃管进行旋转切割。这种方式需要对待切割玻璃管进行旋转，由于加入了机械移动和转动部件，其切割精度和效率受到一定影响，并且由于材料本身对理想圆柱状的偏离，可能导致切割无法顺利完成。

3、因此，机械运动导致的控制偏差，是玻璃管切割精度难以提升的一个重要因素。需要对玻璃管的激光切割装置进行改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的发明目的是提供一种玻璃管的激光切割装置，以提高玻璃管的激光切割加工精度和效率。

2、为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种玻璃管的激光切割装置，包括激光器、激光束传输和控制光路、玻璃管夹持机构，设有三个激光器，分别对应设置有三组激光束传输和控制光路，三个激光器围绕玻璃管的横截面周向分布设置，所述激光束传输和控制光路包括激光束聚焦机构和激光束方向偏转机构，所述激光束聚焦机构使激光束聚焦在玻璃管的切割位置，所述激光束方向偏转机构使激光束具有扫描玻璃管的横截面的三分之一的偏折自由度，三个激光器对应的激光束的扫描范围覆盖玻璃管横截面的整个圆周。

3、上述技术方案中，通过分别设置三路激光器和激光束传输和控制光路，使用时，通过激光束传输和控制光路使激光束的聚焦位置在玻璃管壁上移动，以改变切割位置，每个激光束扫描切割玻璃管的三分之一管壁，三个激光束覆盖整个环形管壁，从而不需要移动或转动玻璃管即可实现对玻璃管的激光横向切割。

4、优选的技术方案，所述激光束聚焦机构为场镜。

5、上述技术方案中，所述激光束方向偏转机构为振镜。

6、优选地，所述振镜为三维振镜，所述三维振镜控制的激光束聚焦位置在平移过程中保持在玻璃管管壁上。

7、进一步的技术方案，设有光束监控相机，所述光束监控相机拍摄光束聚焦位置，光束监控相机的输出连接传输至所述振镜的控制系统。采用光束监控相机的方案，确认光束作用于玻璃管臂上的位置，并将位置信息反馈给振镜系统，以精确调整光束作用点的位置。一般情况下，如果玻璃管的形状圆整、公差小，只需要根据设定好的聚焦点扫描路径控制振镜即可，但如果玻璃管的形状存在一定的公差，则可以通过设置光束监控相机实现反馈控制，对扫描路径进行微调，以优化激光加工质量。

8、上述技术方案中，所述激光器为光纤激光器、固体激光器或二氧化碳气体激光器。

9、优选的技术方案，三个激光器围绕待切割玻璃管周向均匀分布。

10、优选的技术方案，所述激光器为脉冲激光器。

11、由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

12、1、本实用新型通过设置三路激光器和激光束传输和控制光路，利用激光束的偏转实现对玻璃管壁切割位置的改变，从而覆盖整个环形管壁，不需要移动或转动玻璃管即可实现对玻璃管的激光横向切割。

13、2、由于在切割过程中不存在机械移动或转动机构，能够很好地控制切割精度，提升切割效率。

技术特征：

1.一种玻璃管的激光切割装置，包括激光器、激光束传输和控制光路、玻璃管夹持机构，其特征在于：设有三个激光器，分别对应设置有三组激光束传输和控制光路，三个激光器围绕玻璃管的横截面周向分布设置，所述激光束传输和控制光路包括激光束聚焦机构和激光束方向偏转机构，所述激光束聚焦机构使激光束聚焦在玻璃管的切割位置，所述激光束方向偏转机构使激光束具有扫描玻璃管的横截面的三分之一的偏折自由度，三个激光器对应的激光束的扫描范围覆盖玻璃管横截面的整个圆周。

2.根据权利要求1所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：所述激光束聚焦机构为场镜。

3.根据权利要求1所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：所述激光束方向偏转机构为振镜。

4.根据权利要求3所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：所述振镜为三维振镜，所述三维振镜控制的激光束聚焦位置在平移过程中保持在玻璃管管壁上。

5.根据权利要求3所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：设有光束监控相机，所述光束监控相机拍摄光束聚焦位置，光束监控相机的输出连接传输至所述振镜的控制系统。

6.根据权利要求1所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：所述激光器为光纤激光器、固体激光器或二氧化碳气体激光器。

7.根据权利要求1所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：三个激光器围绕待切割玻璃管周向均匀分布。

8.根据权利要求1所述的玻璃管的激光切割装置，其特征在于：所述激光器为脉冲激光器。

技术总结
本技术公开了一种玻璃管的激光切割装置，包括激光器、激光束传输和控制光路、玻璃管夹持机构，其特征在于：设有三个激光器，分别对应设置有三组激光束传输和控制光路，三个激光器围绕玻璃管的横截面周向分布设置，所述激光束传输和控制光路包括激光束聚焦机构和激光束方向偏转机构，所述激光束聚焦机构使激光束聚焦在玻璃管的切割位置，所述激光束方向偏转机构使激光束具有扫描玻璃管的横截面的三分之一的偏折自由度，三个激光器对应的激光束的扫描范围覆盖玻璃管横截面的整个圆周。本技术不需要移动或转动玻璃管即可实现对玻璃管的激光横向切割，能够很好地控制切割精度，提升切割效率。

技术研发人员：蒋仕彬,李夏,蒋立佳
受保护的技术使用者：杭州银湖激光科技有限公司
技术研发日：20230315
技术公布日：2024/1/13