一体化手持激光加工系统技术方案

本发明专利技术提出了一种一体化手持激光加工系统，它将激光器、加工控制系统、手持激光加工头以及相关的配套辅助零部件进行集成化创新，使得传统的激光器具有了手持加工功能；让手持加工设备的可靠性、集成度、加工性能、灵活性等都有了重大的提升，同时还缩减了不同系统之间不必要的连接构件，减小了体积重量、成本、制造环节、冗余设计等，使得售后维护变得更加简单、整体手持加工设备的可操作性更强。体手持加工设备的可操作性更强。体手持加工设备的可操作性更强。

【技术实现步骤摘要】
一体化手持激光加工系统


[0001]本专利技术实施例涉及激光加工
，尤其涉及一种与激光器和激光加工头一体的手持激光加工系统。

技术介绍

[0002]随着激光加工技术的普及，激光加工系统的实用性，集成度已经成为本
内产品评价的一个要点，在相关技术中，一个加工头需要配备一套激光加工机柜；集成度低，体积较大，不便搬运移动，使用起来不方便；同时，完整的手持激光加工设备往往需要将冷却系统、激光光源、控制系统、手持式激光加工头等功能部件进行整合，特别是激光光源、控制系统、手持式激光加工头以及其相关附属配件的有效匹配和集成，对于加工设备的可靠性、加工性能、体积重量、售后维护、成本售价等影响重大。目前大部分的手持激光加工设备在设计和制造中需要考虑不同的激光器、不同的控制系统、不同的手持式激光加工头如何进行有效的匹配，这些不同厂家的系统在整合时候往往存在兼容性差、可靠性低、匹配性不佳、冗余设计多、占用空间大、集成度低、成本高、售后维护困难多样等问题。

技术实现思路

[0003]为了很好的解决上述问题，本专利技术提出了一种一体化手持激光加工系统，它将激光器、加工控制系统、手持激光加工头以及相关的配套辅助零部件进行集成化创新，使得传统的激光器具有了手持加工功能；让手持加工设备的可靠性、集成度、加工性能、灵活性等都有了重大的提升，同时还缩减了不同系统之间不必要的连接构件，减小了体积重量、成本、制造环节、冗余设计等，使得售后维护变得更加简单、整体手持加工设备的可操作性更强。
[0004]本专利技术提供的一种实施例采用一种一体化手持激光加工系统，包括：
[0005]激光器，用于输出至少一路激光束；
[0006]至少一激光加工头，通过光纤铠缆与所述激光器连接，用于接收所述激光器输出的至少一路激光束，并在加工件上形成聚焦光斑；
[0007]至少两路气路组件，适配性安装于所述手持激光加工头内部或外部，用于导入外部保护气体，对所述激光加工头进行冷却并且吹离加工时产生的飞溅物和烟尘；以及
[0008]控制系统，用于控制激光的输出状态、激光束的移动和保护气的输送情况。
[0009]在一些实施例中，所述控制系统通过控制所述激光器，实现对所述聚焦光斑的输出控制。
[0010]在一些实施例中，所述激光加工头中设置有至少一反射镜片和与其连接的至少一方向摆动电机，所述控制系统通过所述激光器中的摆动电机驱动电路板控制所述方向摆动电机带动所述反射镜片的摆动，从而实现控制所述聚焦光斑在所述加工件上做至少一个方向上的摆动。
[0011]在一些实施例中，所述激光加工头中设置有至少一个变形镜镜片，所述控制系统
通过所述激光器中的驱动电路板调整所述变形镜镜片的面型或曲率，从而实现控制所述聚焦光斑在所述加工件上做一维、二维或三维空间的移动。
[0012]在一些实施例中，所述控制系统与所述气路组件连接，用于控制气路通断和调节气路中的气压与流量大小，使所述激光加工头中光学组件的当前温度小于预设温度。
[0013]在一些实施例中，所述气路组件包括第一分气路传输气管和第二分气路传输气管，所述第一分气路传输气管和第二分气路传输气管分别与不同外部加压气源连接，所述第一分气路传输气管用于传输冷却气体，所述第二分气路传输气管用于传输惰性保护气体。
[0014]在一些实施例中，所述一体化手持激光加工系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制系统为有线连接或无线连接，用于接收所述控制系统发送的信号，并进行视觉提示。
[0015]在一些实施例中，所述控制系统设置在所述激光器内，包括用于控制所述激光器和所述激光加工头出光的主控制板、用于控制所述激光加工头中镜片移动的驱动电路板、用于检测激光加工头温度和所述气流组件中气流压力的监测器，以及用于控制所述气路组件的气路电磁阀和气路流量调节器。
[0016]在一些实施例中，所述激光加工头由部分或全部可以拆卸更换的枪体和出射喷管组成，所述激光加工头可提供焊接、切割或激光清洗功能中的至少一种。
[0017]在一些实施例中，所述出射喷管与所述气路组件连通，将保护气体以一定角度导入所述出射喷管内，以螺旋状态在所述出射喷管内加速流动后，以直流状态喷射覆盖加工区。
[0018]本专利技术的有益效果是：手持式激光加工头、控制系统、激光器进行了深度的融合与集成，形成控制系统与激光器的一体化、加工头与激光器输出头一体化的设计，有效的减少了整个手持式激光加工设备的开发设计难度、采购维护成本、体积和重量，提升了产品可靠性、便宜使用性；其中，手持激光加工头采用全风冷式、双摆动光路设计，可以满足焊接、切割、清洗等加工的多样性需求，也使得加工头头小巧轻便、操作简单；可控的双气路设计，能够精确控制两路气流的大小和相对配比，在有效抑制烟尘保护光路系统、散热镜片的同时，还能够精准利用气流减少浪费。
【附图说明】
[0019]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0020]图1为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中控制系统的结构框图；
[0022]图3为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中激光加工头的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中激光加工头的又一结构示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中端帽冷却块的结构示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中其他光学组件冷却块的结构示意图；
[0026]图7为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中风墙环中气流流动示意图；
[0027]图8A为本专利技术实施例中粘性流体在管体内的流动示意图；
[0028]图8B为本专利技术实施例中粘性流体在管体内的流动示意图；
[0029]图9为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中出射喷管的结构示意图
[0030]图10为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中螺旋气流在出射喷管中中的流动示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0032]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化手持激光加工系统，其特征在于，包括：激光器，用于输出至少一路激光束；至少一手持激光加工头，通过光纤铠缆与所述激光器连接，用于接收所述激光器输出的至少一路激光束，并在加工件上形成聚焦光斑；至少两路气路组件，适配性安装于所述手持激光加工头内部或外部，用于导入外部保护气，对所述激光加工头进行冷却并且吹离加工时产生的飞溅物和烟尘；以及控制系统，用于控制激光的输出状态、激光束的移动和保护气的输送情况。2.根据权利要求1所述的一体化手持激光加工系统，其特征在于，所述控制系统通过控制所述激光器，实现对所述聚焦光斑的输出控制。3.根据权利要求2所述的一体化手持激光加工系统，其特征在于，所述激光加工头中设置有至少一反射镜片和与其连接的至少一方向摆动电机，所述控制系统通过所述激光器中的摆动电机驱动电路板控制所述方向摆动电机带动所述反射镜片的摆动，从而实现控制所述聚焦光斑在所述加工件上做至少一个方向上的摆动。4.根据权利要求2所述的一体化手持激光加工系统，其特征在于，所述激光加工头中设置有至少一个变形镜镜片，所述控制系统通过所述激光器中的驱动电路板调整所述变形镜镜片的面型或曲率，从而实现控制所述聚焦光斑在所述加工件上做一维、二维或三维空间的移动。5.根据权利要求1所述的一体化手持激光加工系统，其特征在于，所述控制系统与所述气路组件连接，用于控制气路通断和调节气路中的气压与流量大小，使所述激光加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，师腾飞，龚辉，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：