[发明专利]模块式激光加工系统和功能模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于加工激光束来加工工件的模块式激光加工系统和用于组成该模块式激光加工系统的功能模块。 

背景技术

在其中安装了由多个功能模块组成的激光加工头的模块式激光加工系统是已知的。在这种情况下，功能模块在沿加工激光束的光路的相应的位置上完成确定的任务，其中功能模块的光束射入侧和光束射出侧构成为使得其能够与其它的功能模块耦联，以便因此获得用于激光加工头的安装的模块化系统。在这种情况下，已知的功能模块的通常的功能是：容纳玻璃纤维；固定准直仪透镜保护玻璃；容纳准直仪透镜；沿x或y方向调节相应的功能模块，即在垂直于激光加工光束光路的平面内进行调节；耦合输出用于测量激光功率的加工激光束；容纳聚焦透镜；容纳用于保护聚焦透镜的保护玻璃并且在需要时设有用于通过横向流动的保护气体屏蔽加工激光头的横向射流模块。 

然而用于激光加工头的安装的已知的光学模块模块化系统指的是，虽然功能模块在其光束射入侧和光束射出侧可分别相互耦联，但是这些都具有不同的外形尺寸。 

因此在激光加工头的无法使激光加工光束准直的位置上，基于插入的透镜模块的相应的焦距不能够容易地插入或更换功能模块。 

DE 20 2004 013 136 U1说明了一种模块式光波光学镜，尤其是用于工件的激光束加工的模块式激光束加工系统，所述模块式激光束加工系统具有沿着加工激光束光路可串联地相互连接的功能模块。在这种情况下，设有用于容纳光导纤维的端部的构成为纤维连接模块的功能模块。此外激光加工系统包括能够借助不同焦距的准直仪透镜构成的光学模块。 

发明内容

本发明的目的是，提供一种模块式激光加工系统和功能模块，在所述功能模块中简化了在准直仪透镜的不同的焦距的情况下的激光加工系统的匹配。 

该目的通过根据本发明的模块式激光加工系统和通过根据本发明的功能模块得以实现。在下文中阐述了本发明的有利的构造和改进。 

根据本发明，提出一种用于借助于加工激光束来加工工件的模块式激光加工系统，所述模块式激光加工系统具有：多个具有光束通过区域的功能模块，所述多个功能模块沿着加工激光束光路可串联地相互连接；纤维连接模块，其用于容纳射出加工激光束的纤维端；以及构成为准直仪模块的功能模块，其具有准直仪透镜，所述准直仪透镜使加工激光束准直，其中准直仪透镜可从一组具有不同焦距的准直仪透镜中选择，所述焦距相当于栅距或所述栅距的整数倍，其中功能模块的光束通过区域的沿着加工激光束光路的长度相当于栅距或所述栅距的整数倍。 

还提出一种模块式激光加工系统，所述模块式激光加工系统由多个的模块组成，其中设有用于保持用于耦合输出激光加工光束的纤维的模块并且设有用于保持准直仪透镜的另一个模块，并且其中扫描插入的准直仪透镜的焦距，因此具有多倍栅距。在这种情况下，基于使用的栅距使模块适应相应的焦距，使得在具有焦距的准直仪透镜更换为具有更大的焦距的准直仪透镜的情况下，一个或多个模块能够插入纤维保持模块和准直仪模块之间并且因此除了少量微调外还提供在纤维端和具有更大的焦距的重新使用的准直仪透镜之间的相应的距离。 

对于模块的紧凑构造，有利是，栅距位于20mm和35mm之间的范围内，并且对于栅距的整数倍的简单的计算适合的是，栅距尤其是25mm。 

对于模块式激光加工系统的多样的使用性，有利的是，多个功能模块包括具有固定件的基本模块，所述固定件适合用于容纳准直仪透镜、聚焦透镜、光束捕集器、保护玻璃、光学过滤器或光阑。 

为了在模块式激光加系统中到达用于使激光加工光束聚焦或准直 的沿激光束方向的调节，有利的是，多个功能模块包括具有可沿z方向调节的固定件的z调节模块，所述固定件适合用于容纳纤维套筒、准直仪透镜或聚焦透镜。 

此外适合的是，为了在垂直于相应的功能模块的激光束方向的平面内进行相应的调节，多个功能模块包括x调节模块或y调节模块，通过所述x调节模块或y调节模块，设置在所述调节模块光束上游的功能模块能够沿x或y方向相对于设置在所述调节模块光束下游的功能模块进行调节。 

在这种情况下适合的是，x调节模块或y调节模块在其光束射入侧和光束射出侧的部分内具有固定件，所述固定件适合用于容纳纤维套筒、准直仪透镜或聚焦透镜。 

在使用通过激光加工光束引导的加工气体时，有利的是，多个功能模块包括具有用于加工气体的连接件的供气模块，所述加工气体可输送给供气模块的光束通过区域。