[发明专利]一种多光束中心送丝激光加工头及其加工方法

权利要求书

1.一种多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：包括送丝管（108）、送丝嘴（109）及多个结构相同的光学模块，其中送丝管（108）安装在所述激光加工头的壳体（115）上，所述送丝管（108）的一端与送丝嘴（109）相连接，在送丝管（108）及送丝嘴（109）内分别开有供金属丝材（110）通过的通道；所述送丝管（108）与送丝嘴（109）同轴设置，且送丝管（108）与送丝嘴（109）的中心轴线与所述激光加工头的中心轴线（114）共线；所述送丝管（108）另一端的外围周向均布有多个光学模块，每个光学模块均包括准直镜组（104）、聚焦镜组（105）及反射镜组，该准直镜组（104）与聚焦镜组（105）上下相对设置，所述反射镜组位于聚焦镜组（105）的下方；每个光学模块均对应一路光纤（102），各路光纤（102）传输的激光束（103）分别经过各光学模块聚焦于工件（111）表面的一点，该点位于所述激光加工头的中心轴线（114）上，所述金属丝材（110）通过送丝管（108）、送丝嘴（109）由各路激光束（103）的中间被送入该点。

2.按权利要求1所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述送丝嘴（109）内的通道外围设有气体通道（113），该气体通道（113）的中心轴线与所述激光加工头的中心轴线（114）共线，所述气体通道（113）与保护气源相连通，气体通道（113）输送的保护气在所述金属丝材（110）的外围形成气帘。

3.按权利要求1所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述反射镜组包括可调反射镜（106）及固定反射镜（107），固定反射镜（107）位于所述聚焦镜组（105）的下方，可调反射镜（106）位于该固定反射镜（107）的外侧；所述激光束（103）经过准直镜组（104）准直、聚焦镜组（105）聚焦、固定反射镜（107）反射到可调反射镜（106）上，通过调整可调反射镜（106）将多路激光束（103）聚焦于工件（111）表面的一点。

4.按权利要求1或3所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述可调反射镜（106）通过反射镜座（502）安装在所述激光加工头的壳体（115）上，所述反射镜座（502）的两端分别通过拉簧（503）与壳体（115）相连，反射镜座（502）的两端分别螺纹连接有调整螺钉（501），所述可调反射镜（106）通过转动任一端的调整螺钉（501）调节激光束（103）的方向。

5.按权利要求4所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述可调反射镜（106）及反射镜座（502）两端的调整螺钉（501）与壳体（115）之间分别设有滚珠（504）。

6.按权利要求1或3所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述每个光学模块中的准直镜组（104）与聚焦镜组（105）同光轴设置，准直镜组（104）与聚焦镜组（105）由一片或多片光学镜片组成。

7.按权利要求1所述的多光束中心送丝激光加工头，其特征在于：所述送丝管（108）及送丝嘴（109）的中心轴线垂直于所述工件（111）的表面，金属丝材（110）通过送丝管（108）、送丝嘴（109）由各路激光束（103）的中间被垂直送入。

8.一种按权利要求1至3任一权利要求所述多光束中心送丝激光加工头的加工方法，其特征在于：激光通过多路光纤（102）传输至激光加工头，分别经过各光学模块的准直、聚焦和反射后，各路激光束（103）聚焦于工件（111）表面上的一点、并形成熔池（112），金属丝材（110）通过带有同轴保护气体的送丝嘴（109）由各路激光束（103）的中间垂直送入工件（111）表面的熔池（112）中，激光加工头通过机床驱动按照设定轨迹在工件（111）的表面运动，从而实现中心送丝激光加工过程。

9.按权利要求8所述的加工方法，其特征在于：激光通过多路光纤（102）传输，光纤（102）的数量与激光加工头中所述光学模块的数量相同；通过多路光纤传输的激光源自于一个或多个激光器，所述激光器为光纤激光器、YAG激光器或直接半导体激光器。

10.按权利要求8所述的加工方法，其特征在于：所述送丝嘴（109）可由送粉嘴代替，从而实现中心送粉的激光加工方法。