能夠維持其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待切割材料表面的圖像的清晰，并能夠自動(dòng)尋找焦點(diǎn)位置，判斷待加工材料是否位于恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br>【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明激光切割系統(tǒng)的原理圖。
[0029]圖2為本發(fā)明激光切割系統(tǒng)的光路示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明激光切割系統(tǒng)中聚焦鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明中特殊功能模塊的結(jié)構(gòu)及光路示意圖。
[0032]圖5為本發(fā)明中聚焦鏡的替代結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖6為本發(fā)明中聚焦鏡的替代結(jié)構(gòu)圖。
[0034]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-激光光源組件、11-激光器、12-濾光片、13-準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、14-第一反射鏡、15-第一加工激光束、151-第二加工激光束、152-第一區(qū)域、153-第三加工激光束、2-光學(xué)組件、21-第二反射鏡、22-聚焦鏡、23-特殊功能模塊、221-第一聚焦鏡單元、222-第二聚焦鏡區(qū)域、223-第三聚焦鏡單元、154-加工激光束焦點(diǎn)、30-實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、40-自動(dòng)調(diào)焦裝置、50-照明裝置、35-成像光束、31-電荷耦合器件、32-第一濾光片、33-透鏡組、34-第三反射鏡、41-探測(cè)光源、42-第一透鏡、43-第四反射鏡、44-第五反射鏡、45-第二透鏡、46-第二濾光片、47-采集光束接收器、48-探測(cè)光束、49-采集光束、51-照明光源、52-第三透鏡、53-照明光束、6-輔助氣體裝置、61-輔助氣體入口、62-氣嘴、63-保護(hù)鏡片、7-待切割材料、8-三維運(yùn)動(dòng)組件、82-xy軸移動(dòng)平臺(tái)、83_z軸移動(dòng)平臺(tái)、9-計(jì)算機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0036]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0037]參閱圖1所示，本發(fā)明提供的一種激光切割系統(tǒng)，該切割系統(tǒng)包括激光光源組件
1、光學(xué)組件2、輔助氣體裝置6、三維運(yùn)動(dòng)組件8和計(jì)算機(jī)9，其中三維運(yùn)動(dòng)組件8包括xy軸移動(dòng)平臺(tái)82和z軸移動(dòng)平臺(tái)83，待加工材料7設(shè)置在xy軸移動(dòng)平臺(tái)82上，xy軸移動(dòng)平臺(tái)82帶動(dòng)待加工材料7實(shí)現(xiàn)X、y方向移動(dòng)，光學(xué)組件2設(shè)置在z軸移動(dòng)平臺(tái)83上，z軸移動(dòng)平臺(tái)83帶動(dòng)光學(xué)組件2實(shí)現(xiàn)z方向移動(dòng)。
[0038]所述激光光源組件I發(fā)射第一加工激光束15 (參閱圖2)，第一加工激光束15經(jīng)過(guò)光學(xué)組件2作用后，聚焦在待加工材料7上對(duì)其進(jìn)行加工，輔助氣體裝置6設(shè)置在待加工材料7和光學(xué)組件2之間。
[0039]計(jì)算機(jī)9分別與激光光源組件1、光學(xué)組件2和三維運(yùn)動(dòng)組件8連接，主要控制xy軸移動(dòng)平臺(tái)82和z軸移動(dòng)平臺(tái)83的運(yùn)動(dòng)；控制激光光源組件I發(fā)射激光光束的設(shè)置、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)等；控制光學(xué)組件2中的特殊功能模塊23等。
[0040]上述中各個(gè)組件的功能和原理分別闡述如下:
[0041]所述輔助氣體裝置6用于針對(duì)需要使用輔助氣體的激光切割，其包括保護(hù)鏡片62和氣嘴63，氣嘴63上部側(cè)壁上加工有輔助氣體入口 61，氣嘴63的頂部開口設(shè)置有保護(hù)鏡片62。針對(duì)需要使用輔助氣體的激光切割應(yīng)用時(shí)，將其設(shè)置在密封的光學(xué)組件2和待加工材料7之間，輔助氣體由輔助氣體入口 61進(jìn)入氣嘴62內(nèi)腔，然后由氣嘴62底部中心的孔吹出，而加工激光束聚焦后，也從氣嘴62底部中心的孔射出，因此輔助氣體與加工激光束同軸，從而對(duì)待切割材料7進(jìn)行切割。
[0042]所述激光光源組件I主要用于發(fā)射第一加工激光束15，用于對(duì)待切割材料6的加工，其包括激光器11、濾光片12、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13和第一反射鏡14，其中激光器11、濾光片
12、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13和第一反射鏡14沿水平方向依次設(shè)置，且中心位于同一直線上。
[0043]激光光源組件I中各部分的功能和原理如下:
[0044]激光器11發(fā)射加工激光束15，其波長(zhǎng)可以為200nm?12000nm，可以為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或者脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)，若為脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)，其頻率為IkHz?1000kHz，其脈寬為Ips?10 μ S，即
10 12S ?10 5s。
[0045]第一加工激光束15首先到達(dá)濾光片12，濾光片12能夠透過(guò)且只能夠透過(guò)第一加工激光束15，對(duì)其他波長(zhǎng)的光束進(jìn)行吸收，其主要作用是為了防止其他波長(zhǎng)的激光束從外部進(jìn)入激光器11內(nèi)，對(duì)激光器11造成損害，因此起到保護(hù)激光器11的作用。
[0046]準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13為組合式透鏡組，其表面都鍍對(duì)第一加工激光束15高透射的膜層，以便第一加工激光束15更加無(wú)損失的透過(guò)；準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13能夠增大沿著其光軸入射的第一加工激光束15的光斑直徑，從而減小其發(fā)散角，得到近似平行光束。
[0047]第一加工激光束15然后到達(dá)第一反射鏡14，其表面鍍對(duì)加工激光束15的高反射的膜層，因此將加工激光束15進(jìn)行45°反射，進(jìn)入光學(xué)組件2。
[0048]本發(fā)明中的激光光源組件I與光學(xué)組件2，兩者可以整體相對(duì)移動(dòng)，即，若調(diào)節(jié)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13內(nèi)的透鏡到合適位置，使得透過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置13后的第一加工激光束15成為平行光束，則光學(xué)組件2整體可以沿著第一加工激光束15被第一反射鏡14反射后的方向相對(duì)移動(dòng)，而不會(huì)改變激光加工效果。
[0049]所述光學(xué)組件2主要包含第二反射鏡21、聚焦鏡22和特殊功能模塊23，完成聚焦加工激光束、自動(dòng)調(diào)焦、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。第二反射鏡21平行設(shè)置在第一反射鏡14下方，聚焦鏡22與第二反射鏡21沿水平方向設(shè)置，特殊功能模塊23設(shè)置在聚焦鏡22的上方。
[0050]如圖2和圖3所示，聚焦鏡22包括第一聚焦鏡單元221和第三聚焦鏡單元223，其中，聚焦鏡22的中心加工有通孔作為第二聚焦鏡區(qū)域222，聚焦鏡22上并位于通孔的兩側(cè)分別加工有弧面作為第一聚焦鏡單元221和第三聚焦鏡單元223，兩者的弧面上都鍍對(duì)第一加工激光束15的高反射膜層，并與第二反射鏡21的位置相對(duì)應(yīng)，因此第一加工激光束15被高反射，得到第二加工激光束151和第三加工激光束153 ;第二聚焦鏡區(qū)域222的底端位于第一聚焦鏡單元221和第三聚焦鏡單元223兩者弧面的端部，并與第一加工激光束15的光束中心軸共線，所以第二聚焦鏡區(qū)域222并不反射第一加工激光束15，即第二加工激光束151和第三加工激光束153分別位于第二聚焦鏡區(qū)域222下方第一區(qū)域152的兩側(cè)。
[0051]本發(fā)明中，在同一材料上加工出第一聚焦鏡單元221和第三聚焦鏡單元223這兩個(gè)部分，如圖3，在聚焦鏡22中心加工通孔，形成第二聚焦鏡區(qū)域222，為了加工方便，也為了此通孔的作用，將通孔的頂端倒角形成錐形，一方面在材料加工時(shí)方便，另一方面能夠更好的發(fā)揮第二聚焦鏡區(qū)域222的作用。本發(fā)明中，要求第一聚焦鏡單元221和第三聚焦鏡單元223，將入射的第一加工激光束15聚焦后，得到的第二加工激光束151和第三加工激光束153，其焦點(diǎn)為同一點(diǎn)即加工激光束焦點(diǎn)154。
[0052]本發(fā)明中，能夠不損失第一加工激光束15的能量，由于第二聚焦鏡區(qū)域222和第一區(qū)域152的存在，第一區(qū)域152內(nèi)不存在第一加工激光束15，也就不存在第一加工激光束15入射到待切割材料7表面后被待切割材料7表面反射的光，即第一區(qū)域152內(nèi)不存在光束，從而方便在第一區(qū)域152同軸的空間內(nèi)設(shè)置光學(xué)元件、探測(cè)器、傳感器等，在激光加工過(guò)程或者待切割材料7表面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)尋焦、調(diào)焦，照明等特殊功能，且與第一加工激光束15同軸。
[0053]在第一區(qū)域152的上方即在第二聚焦鏡區(qū)域222上方，設(shè)置特殊功能模塊23。另夕卜，因?yàn)榈诙庸ぜす馐?51和第三加工激光束153近似對(duì)稱的分布在第一區(qū)域152的兩偵牝因此第一區(qū)域152可看作第一加工激光束15被聚焦后的中心軸