一種co2激光切割設(shè)備及其光路傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及激光加工領(lǐng)域，特別設(shè)及一種C02激光切割設(shè)備及其光路傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光由于其高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科 研、國(guó)防、工業(yè)等國(guó)民生產(chǎn)的重要方面。在工業(yè)領(lǐng)域，激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)，具有高 效、高精度、高質(zhì)量、范圍廣、節(jié)能環(huán)保并能實(shí)現(xiàn)柔性加工和超微細(xì)加工的優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電 子電路、電器、航空航天、鋼鐵冶金、機(jī)械制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，且在某些行業(yè)(例 如汽車、電子行業(yè)等)已經(jīng)達(dá)到較高的水平。對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、自動(dòng)化、無(wú)污染、 減少材料消耗等起到愈來(lái)愈重要的作用。
[0003] 激光切割是激光加工中比較常見，應(yīng)用也比較廣泛的一種方式。隨著激光切割在 各個(gè)領(lǐng)域的廣泛使用，各種材料的切割使用到了激光切割方式。隨著工業(yè)的發(fā)展，尤其是電 子產(chǎn)品的小型化，對(duì)于加工材料的切割日漸成為激光切割的主要發(fā)展方向。激光切割需達(dá) 到高精度、準(zhǔn)確、迅速、自動(dòng)化的加工方式。
[0004] 激光束垂直入射時(shí)，材料對(duì)激光的吸收和激光束的偏振狀態(tài)無(wú)關(guān)，而當(dāng)激光束傾 斜入射時(shí)，偏振狀態(tài)對(duì)吸收的影響變得非常重要，對(duì)于激光切割，由于激光的吸收面變?yōu)榱?切割縫的前沿，所W激光束不再是垂直入射到吸收面，此時(shí)材料的吸收效率與激光的偏振 狀態(tài)有關(guān)，因此當(dāng)采用線偏振激光加工時(shí)，加工方向的改變將引起吸收效率變化，所W線偏 振光切割時(shí)，光束在不同切割方向上產(chǎn)生的切縫寬度不同，掛渣程度也不同，因此需要改 進(jìn)。
[000引隨著激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前激光加工的主要應(yīng)用方向，例如電子產(chǎn)品、汽 車、航空航天等工業(yè)方面也在向精密方向發(fā)展，所W對(duì)激光加工應(yīng)用的精度要求也越來(lái)越 高。所有需要激光切割設(shè)備具有更高的加工精度，另外，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)加工速度 要求也越來(lái)越高，對(duì)激光切割設(shè)備的加工效率要求越來(lái)越高，所W需要激光切割設(shè)備提高 加工速度，實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定、高效的切割。
[0006] 因此，現(xiàn)有的技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種C02激光切割設(shè)備及 其光路傳輸方法，通過反射式相位延遲器將線偏振激光束轉(zhuǎn)化成圓偏振的激光束，使切割 縫寬一致，減少掛渣現(xiàn)象。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了 W下技術(shù)方案： 一種C02激光切割設(shè)備，包括切割頭、C02激光器、混合光裝置和反射式相位延遲器;所 述混合光裝置和反射式相位延遲器依次設(shè)置在所述C02激光器的出射光的光路上，所述混 合光裝置將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，并將包含有可見光和激光的混合光 束出射到反射式相位延遲器中，所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉(zhuǎn)化成圓偏振的 激光束，所述圓偏振的激光束經(jīng)切割頭出射到被切割的工件上。
[0009] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述反射式相位延遲器為四分之一波長(zhǎng)反射式相位 延遲器，所述混合光裝置出射的混合光束W45°的入射角入射到所述反射式相位延遲器中； 所述混合光束中的激光束的線偏振方向與激光束所在的入射面成45°。
[0010] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述切割頭內(nèi)設(shè)置有位于反射式相位延遲器的出射 光光路上的聚焦鏡，所述反射式相位延遲器出射的混合光束經(jīng)聚焦鏡聚焦后，照射到被切 割的工件上。
[0011] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述切割頭還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)聚焦鏡與被切割的工 件之間的距離的調(diào)高螺桿，所述聚焦鏡固定在所述調(diào)高螺桿上。
[0012] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述C02激光切割設(shè)備還包括基座、用于驅(qū)動(dòng)X軸行走 裝置沿Y軸運(yùn)動(dòng)的Y軸行走裝置W及用于驅(qū)動(dòng)所述切割頭沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸行走裝置;所述Y 軸行走裝置設(shè)置在所述基座上，所述X軸行走裝置設(shè)置在所述Y軸行走裝置上;所述切割頭 設(shè)置在所述X軸行走裝置上。
[0013] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述X軸行走裝置包括X軸基座、X軸導(dǎo)軌、X軸電機(jī)、X 軸絲桿、X軸車載板和安裝板;所述X軸基座設(shè)置在所述Y軸行走裝置上，所述X軸導(dǎo)軌、X軸電 機(jī)和X軸絲桿均設(shè)置在所述X軸基座上，所述安裝板固定在所述X軸車載板的側(cè)邊，所述X軸 車載板設(shè)置在所述X軸導(dǎo)軌上，所述X軸電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)X軸絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)X軸車載板沿X軸 導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
[0014] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述Y軸行走裝置包括第一Y軸導(dǎo)軌、第二Y軸導(dǎo)軌、第 一 Y軸電機(jī)、第二Y軸電機(jī)、第一 Y軸絲桿、第二Y軸絲桿、第一 Y軸車載板和第二Y軸車載板;所 述第一 Y軸導(dǎo)軌、第二Y軸導(dǎo)軌、第一 Y軸電機(jī)、第二Y軸電機(jī)、第一 Y軸絲桿和第二Y軸絲桿設(shè) 置在所述基座上;所述第一 Y軸導(dǎo)軌和第二Y軸導(dǎo)軌平行，所述第一 Y軸車載板設(shè)置在所述第 一 Y軸導(dǎo)軌上，所述第一 Y軸電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)第一 Y軸絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)第一 Y軸車載板沿第一 Y 軸導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng);所述第二Y軸車載板設(shè)置在所述第二Y軸導(dǎo)軌上，所述第二Y軸電機(jī)通 過驅(qū)動(dòng)第二Y軸絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)第二Y軸車載板沿第二Y軸導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng);所述X軸基座 的一端固定在所述第一 Y軸車載板上，所述X軸基座的另一端固定在所述第二Y軸車載板上； 所述第一 Y軸車載板和第二Y軸車載板同步運(yùn)動(dòng)。
[0015] 所述的C02激光切割設(shè)備中，所述切割頭的底部設(shè)置有用于輸入壓縮氣體的進(jìn)氣 口和用于輸出壓縮氣體的氣嘴;壓縮氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入后，通過氣嘴輸出到被切割的工件 上，所述圓偏振的激光束通過所述氣嘴照射到被切割的工件上。
[0016] -種C02激光切割設(shè)備的光路傳輸方法，所述光路傳輸方法包括步驟： A、 C02激光器射出線偏振的激光束； B、 混合光裝置將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，并將包含有可見光和激光 的混合光束出射到反射式相位延遲器中； C、 所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉(zhuǎn)化成圓偏振的激光束。
[0017] 所述的C02激光切割設(shè)備的光路傳輸方法中，所述步驟C之后，還包括步驟： D、 所述反射式相位延遲器出射的混合光束經(jīng)聚焦鏡聚焦后，照射到被切割的工件上。
[0018] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種C02激光切割設(shè)備及其光路傳輸方法，所述 C02激光切割設(shè)備包括切割頭、C02激光器、混合光裝置和反射式相位延遲器;所述混合光裝 置和反射式相位延遲器依次設(shè)置在所述C02激光器的出射光的光路上，所述混合光裝置用 于將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，所述混合光裝置將包含有可見光和激光的 混合光束出射到反射式相位延遲器中，所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉(zhuǎn)化成圓 偏振的激光束，所述圓偏振的激光束經(jīng)切割頭出射到被切割的工件上。本發(fā)明通過反射式 相位延遲器將線偏振激光束轉(zhuǎn)化成圓偏振的激光束，不僅使切割縫寬一致，減少了掛渣現(xiàn) 象，而且，無(wú)需采用傳統(tǒng)的波片實(shí)現(xiàn)圓偏振轉(zhuǎn)化，使得光學(xué)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，降低了 成本。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備的光路示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖3為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，激光束經(jīng)過反射式相位延遲器 的示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，切割頭的左視圖。
[002引圖5為圖帥A-A的剖視圖。
[0024] 圖6為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，切割頭的正視圖。
[0025] 圖7為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，X軸行走裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖8為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，Y軸行走裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖9為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，數(shù)字控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0028] 圖10為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備的外形圖。
[0029] 圖11為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，激光束通過棱鏡的光路示意圖。
[0030] 圖12為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備中，激光束通過光束整形裝置的光路示意 圖。
[0031] 圖13為本發(fā)明提供的C02激光切割設(shè)備的光路傳輸方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明提供一種C02激光切割設(shè)備及其光路傳輸方法。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方 案及效果更加清楚、明確，W下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解， 此處所描述的具體實(shí)施例僅用W解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033] 請(qǐng)參閱圖1和圖2,本發(fā)明提供一種C02激光切割設(shè)備，包括切割頭10、C02激光器 110、混合光裝置130和反射式相位延遲器150;所述混合光裝置130和反射式相位延遲器150 依次設(shè)置在所述C02激光器110的出射光的光路上;所述混合光裝置130將可見光混入到C02 激光器110出射的激光束中，并