本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，特別涉及一種光纖激光加工裝置。

背景技術(shù)：

隨著激光加工技術(shù)的提升和應(yīng)用范圍的擴大，激光加工在生產(chǎn)活動中越來越普及，而現(xiàn)有的激光加工裝置無法對激光的光路與加工樣品進行實時觀測，且激光加工裝置內(nèi)的光學(xué)部件較多，位置固定，占用空間大，不便于移動，且加工平臺多為單個固定式，沒有調(diào)節(jié)功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，需要提供一種光纖激光加工裝置，來解決目前現(xiàn)有激光加工裝置無法對激光與加工樣品進行實時觀測、加工裝置結(jié)構(gòu)不緊湊和加工平臺沒有移動調(diào)節(jié)功能的問題。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種光纖激光加工裝置，沿激光的光路方向依次包括光纖激光裝置、水平光路裝置、豎直光路裝置、激光加工設(shè)備和加工平臺；

所述光纖激光裝置包括泵浦光源、光纖、諧振腔和激光放大器，所述光纖設(shè)置在所述泵浦光源和所述激光放大器之間的光路上，并將激光射向水平光路裝置的進光口；

所述水平光路裝置包括第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡和第五反射鏡，第一反射鏡設(shè)置在水平光路裝置的進光口，第二反射鏡設(shè)置在第一反射鏡激光反射的光路上，第三反射鏡設(shè)置在第二反射鏡激光反射的光路上，第四反射鏡設(shè)置在第三反射鏡激光反射的光路上，第五反射設(shè)置在第四反射鏡激光反射的光路上，第二反射鏡和第三反射鏡之間的光路上設(shè)置有1/2波片，第三反射鏡和第四反射鏡之間的光路上依次設(shè)有格蘭偏振片、分光鏡和電動快門，激光經(jīng)所述格蘭偏振片分為尋常光和非尋常光，尋常光朝向所述分光鏡，非尋常光的光路上設(shè)有激光終止器，激光經(jīng)所述分光鏡分為透射光束和反射光束，透射光束朝向所述電動快門，反射光束的光路上設(shè)有探頭；第四反射鏡和第五反射鏡之間設(shè)有1/4波片，所述第五反射鏡將激光反射至豎直光路裝置的進光口；

所述豎直光路裝置包括第六反射鏡和擴束鏡，所述第六反射鏡設(shè)置在豎直光路裝置的進光口，所述擴束鏡設(shè)置在所述第六反射鏡反射的激光光路上，所述第六反射鏡將激光反射至激光加工設(shè)備的進光口；

所述激光加工設(shè)備的進光口設(shè)有二向色鏡，激光經(jīng)所述二向色鏡分為近紅外光和可視光，近紅外光的光路上設(shè)有激光頭，可視光的光路上設(shè)有第七反射鏡，第七反射鏡反射的光路上設(shè)有微型攝像頭；

所述加工平臺由下至上依次包括X方向滑動平臺、Y方向滑動平臺和Z方向升降樣品臺，所述X方向滑動平臺包括第一基座、第一絲桿、第一伺服電機和第一移動面板，所述第一伺服電機設(shè)置在第一基座上，第一伺服電機的動力輸出軸與第一絲桿連接，并通過第一絲桿帶動第一移動面板在X軸方向上移動，所述Y方向滑動平臺包括第二基座、第二絲桿、第二伺服電機和第二移動面板，所述第二伺服電機設(shè)置在第二基座上，第二伺服電機的動力輸出軸與第二絲桿連接，并通過第二絲桿帶第二動移動面板在Y軸方向上移動，所述Z方向升降樣品臺包括第三基座、第三絲桿、第三伺服電機和第三移動面板，所述第三伺服電機設(shè)置在第三基座上，第三伺服電機的動力輸出軸與第三絲桿連接，并通過第三絲桿帶動第三移動面板在Z軸方向上移動。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：通過設(shè)置探頭和微型攝像頭，使得激光光束以及樣品的實時狀態(tài)得以觀測，通過在水平光路裝置內(nèi)設(shè)置第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡和第五反射鏡，使得位于各個反射鏡之間的裝置得以進行合理設(shè)置，加工裝置的結(jié)構(gòu)更為緊湊，通過在加工平臺上設(shè)置X、Y、Z三個方向的滑動平臺，使得加工平臺在加工過程中可移動并進行調(diào)節(jié)。

進一步地，所述光纖激光裝置上設(shè)有水冷裝置，所述水冷裝置包括輸送泵和液體循環(huán)管路，所述液體循環(huán)管路與泵浦光源連接。

通過設(shè)置水冷裝置，通過液體循環(huán)管路向泵浦光源進行液體循環(huán)，使得泵浦光源在工作時的溫度降低，保護元件不受高溫破壞。

進一步地，所述激光加工設(shè)備的側(cè)面設(shè)有LED照明燈，LED照明燈的光路上設(shè)有第八反射鏡。

通過LED照明燈向樣品提供照明光，使得加工中的樣品被照亮，便于進行加工時的觀測。

進一步地，所述激光加工設(shè)備的近紅外光的光路上設(shè)有可調(diào)物鏡。

通過在激光加工設(shè)備的近紅外光的光路上設(shè)置可調(diào)物鏡，便于對激光束進行對焦。

進一步地，所述加工平臺底部設(shè)有減震塊，所述減震塊包括蜂窩結(jié)構(gòu)臺面和氣浮隔震腿，所述蜂窩結(jié)構(gòu)臺面設(shè)置在氣浮隔震腿的上方。

通過在加工平臺底部設(shè)置減震塊，蜂窩結(jié)構(gòu)臺面提高了加工平臺的剛性，氣浮隔震腿阻隔來自底面的震動，提高了加工的精確度。

進一步地，所述加工平臺的X方向滑動平臺上設(shè)有傾斜絲桿升降機。

通過設(shè)置傾斜絲桿升降機，便于加工平臺傾斜，從不同角度對加工品進行加工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中光纖激光加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中加工平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

101、光纖激光裝置；102、泵浦光源；103、光纖；

104、諧振腔；105、激光放大器；106、水冷裝置；

1061、液體循環(huán)管路；1062、輸送泵；

201、水平光路裝置；202、第一反射鏡；203、第二反射鏡；

204、1/2波片；205、第三反射鏡；206、格蘭偏振片；

207、激光終止器；208、分光鏡；209、探頭；210、電動快門；

211、第四反射鏡；212、1/4波片；213、第五反射鏡；

301、垂直光路裝置；302、第六反射鏡；303、擴束鏡；

401、激光加工裝置；402、二向色鏡；403、可調(diào)物鏡；

404、激光頭；405、微型攝像頭；406、第七反射鏡；

407、LED照明燈；408、第八反射鏡；

501、加工平臺；502、X方向滑動平臺；5021、第一基座；

5022、第一伺服電機；5023、第一絲桿；5024、第一移動面板；

503、Y方向滑動平臺；5031、第二基座；5032、第二伺服電機；

5033、第二絲桿；5034、第二移動面板；504、Z方向升降平臺；

5041、第三基座；5042、第三伺服電機；5043、第三絲桿；

5044、第三移動面板；505、蜂窩結(jié)構(gòu)臺面；506、氣浮隔震腿；

507、傾斜絲桿升降機。

具體實施方式

為詳細說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。

請一并參閱圖1和圖2，圖1為本實施例的光纖激光加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，光纖激光裝置101內(nèi)設(shè)有泵浦光源102、光纖103、諧振腔104、激光放大器105和水冷裝置106，光纖103一端連接泵浦光源102，另一端連接諧振腔104，激光放大器105設(shè)置在諧振腔104的激光光路上，水冷裝置106的液體循環(huán)管路1061連接泵浦光源102和輸送泵1062；

水平光路裝置201為一個箱體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在光纖激光裝置101的一側(cè)，第一反射鏡202設(shè)置在水平光路裝置201的進光口，第二反射鏡203、第三反射鏡205、第四反射鏡211和第五反射鏡213沿順時針方向依次設(shè)置在水平光路裝置201箱體的四個角上，并且第二反射鏡203設(shè)置在第一反射鏡202激光反射的光路上，第三反射鏡205設(shè)置在第二反射鏡203激光反射的光路上，第四反射鏡211設(shè)置在第三反射鏡205激光反射的光路上，第五反射鏡213設(shè)置在第四反射鏡211激光反射的光路上，1/2波片設(shè)置在第二反射鏡203與第三反射鏡205之間的光路上，格蘭偏振片206、分光鏡208和電動快門210依次設(shè)置在第三反射鏡205與第四反射鏡211之間的光路上，激光終止器207設(shè)置在箱體中部格蘭偏振片206激光反射的光路上，探頭209設(shè)置在箱體中部分光鏡208反射的光路上，1/4波片212設(shè)置在第四反射鏡211和第五反射鏡213反射的光路上；

豎直光路裝置301設(shè)置在水平光路裝置201的頂部，第六反射鏡302設(shè)置在豎直光路裝置301的進光口，擴束鏡303設(shè)置在第六反射鏡302反射的光路上；

激光加工裝置401設(shè)置在豎直光路裝置301的一側(cè)，二向色鏡402設(shè)置在激光加工裝置401的進光口，二向色鏡402將激光分為可視光和近紅外光，激光頭404設(shè)置在二向色鏡402的近紅外光的光路上，可調(diào)物鏡403設(shè)置在二向色鏡402與激光頭404之間的光路上，第七反射鏡406設(shè)置在二向色鏡402可視光的光路上，微型攝像頭405設(shè)置在第七反射鏡406反射的光路上，LED照明燈407設(shè)置在激光加工裝置401的側(cè)壁上，第八反射鏡408設(shè)置在LED照明燈407的光路上；

如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例中加工平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，加工平臺501設(shè)置在激光加工裝置401的下方，底部設(shè)有4個氣浮隔震腿506，蜂窩結(jié)構(gòu)臺面505設(shè)置在氣浮隔震腿506的上方，X方向滑動平臺502的第一基座5021設(shè)置在蜂窩結(jié)構(gòu)臺面505的上方，第一伺服電機5022設(shè)置在第一基座5021的其中一個側(cè)面上，兩個傾斜絲桿升降機507分別設(shè)置在與設(shè)有第一伺服電機5022的側(cè)面相鄰和相對的側(cè)面上，第一絲桿5023與第一伺服電機5022的動力輸出軸連接，第一移動面板5024的底部與第一絲桿5023的螺紋相適配，Y方向活動平臺503的第二基座5031設(shè)置在第一移動面板5024的上方，第二伺服電機5032設(shè)置在第二基座5031的側(cè)面，第二絲桿5033與第二伺服電機5032的動力輸出軸連接，第二移動面板5034的底部與第二絲桿5033的螺紋相適配，Z方向升降平臺504的第三基座5041設(shè)置在第二移動面板5034的上方，第三伺服電機5042設(shè)置在第三基座5041的側(cè)面，第三絲桿5043的一端與第三伺服電機5042的動力輸出軸連接，另一端與第三移動面板5044連接。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在具體操作時，光纖激光裝置內(nèi)的泵浦光源發(fā)出泵浦光，泵浦光在光纖內(nèi)進行粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并形成高功率密度，隨后進入諧振腔轉(zhuǎn)換為激光，激光經(jīng)激光放大器提高能量和功率后投射至水平光路裝置的進光口，水冷裝置通過液體循環(huán)管路連接泵浦光源以及輸送泵進行降溫處理，位于水平光路裝置的第一反射鏡將激光折射至第二反射鏡上，第二反射鏡反射的激光經(jīng)過1/2波片調(diào)整偏振態(tài)及偏振態(tài)的比例后照射至第三反射鏡，第三反射鏡反射的激光經(jīng)過格蘭偏振片分為尋常光和非尋常光，尋常光照射至分光鏡，非尋常光照射至激光終止器上，激光終止器開關(guān)泵浦光源，分光鏡將激光透射光束和反射光束，透射光束朝向電動快門，電動快門控制透射光束是否繼續(xù)傳輸，反射光束照射至探頭，探頭接收激光束的成像，透射光束經(jīng)過電動快門照射至第四反射鏡，第四反射鏡反射的透射光束經(jīng)過1/4波片再次調(diào)整偏振態(tài)及偏振態(tài)的比例后照射至第五反射鏡，第五反射鏡反射的透射光束輸出至豎直光路裝置的進光口，第六反射鏡設(shè)置在豎直光路裝置的進光口，經(jīng)第六反射鏡反射的激光射入擴束鏡內(nèi)，擴束鏡放大激光光束直徑后輸出至激光加工設(shè)備的進光口，激光加工設(shè)備的進光口設(shè)有二向色鏡，二向色鏡將激光束分為近紅外光和可視光，近紅外光經(jīng)可調(diào)物鏡取焦后進入激光頭，激光頭將激光束投射置加工平臺上對物品進行加工，LED照明燈通過第八反射鏡向樣品臺反射燈光便于進行實時觀測（在某些實施例中，照明燈可選用熒光燈），在加工過程中，加工平臺的X方向滑動平臺、Y方向滑動平臺分別通過第一伺服電機和第二伺服電機驅(qū)動第一絲桿和第二絲桿，第一絲桿、第二絲桿使第一移動面板、第二移動面板沿X軸及Y軸方向移動，Z方向升降臺通過第三伺服電機驅(qū)動第三絲桿使第三移動平臺沿Z軸方向移動，傾斜絲桿升降機進行升降，使加工平臺傾斜，減震塊設(shè)置在加工平臺底部，氣浮隔震腿設(shè)置在蜂窩結(jié)構(gòu)臺面的下方，蜂窩結(jié)構(gòu)臺面提高加工平臺的剛性，氣浮隔震腿阻隔來自底面的震動。

在某些實施例中，所述光纖激光加工裝置外接有電腦，電腦通過交換機分別與第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機通過以太網(wǎng)線連接，在電腦制圖軟件（3DMAX、PROE等）預(yù)先輸入樣品參數(shù)來實現(xiàn)光纖激光加工裝置的高精度重復(fù)加工；通過交換機用以太網(wǎng)線連接探頭和微型攝像頭（微型攝像頭選用CCD）實時采集激光光束的圖像信號和樣品的實時數(shù)字信號；通過交換機用以太網(wǎng)線連接電動快門和激光終止器控制激光的開關(guān)。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。