[实用新型]一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置

权利要求书

1.一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：包括光束传输方位控制模块、光束运动轨迹成像放大模块和光束聚焦与焦点切换模块； 

所述光束传输方位控制模块用于对发射到其上的入射光束的传输方位进行调制，并将入射光束传输方位调制后形成的第一光束发射到位于所述光束传输方位控制模块出射该第一光束一侧的光束运动轨迹成像放大模块； 

所述光束运动轨迹成像放大模块用于对从所述光束传输方位控制模块发送过来的第一光束的光轴运动轨迹进行成像放大并对所述第一光束进行扩束处理，以形成光轴运动轨迹扩大且扩束的第二光束，并将该第二光束发送给位于该光束运动轨迹成像放大模块出射该第二光束一侧的光束聚焦与焦点切换模块； 

所述光束聚焦与焦点切换模块用于对从所述光束运动轨迹成像放大模块发送过来的第二光束进行聚焦，并控制激光焦点在不同加工单元之间进行切换或在一个加工单元处对激光焦点进行辅助运动控制。 

2.根据权利要求1所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束传输方位控制模块包括光束旋转调制单元和/或光束偏移调制单元。 

3.根据权利要求2所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束偏移调制单元包括一个或者多个串联的光束偏移调制子单元，所述光束偏移调制子单元包括透射光学元件以及用于控制透射光学元件进行摆动或平移的电机或压电陶瓷；或所述光束偏移调制子单元包括反射光学元件以及用于控制反射光学元件进行偏转或者平移的电机或压电陶瓷；或所述光束偏移调制子单元包括声光调制器，通过改变声光调制器的驱 动源的载波频率调节所述入射光束的布拉格光栅反射角，改变入射光束传输方向。 

4.根据权利要求3所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述透射光学元件为透射平板光学元件或透射棱镜光学元件；所述反射光学元件为反射镜片。 

5.根据权利要求2所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束旋转调制单元包括一个或者至少两个串联的光束旋转调制子单元，所述光束旋转调制子单元包括透射光学元件及其旋转驱动装置，所述透射光学元件旋转驱动装置为空心主轴电机或电机皮带传动装置， 

所述光束旋转调制子单元中的旋转透射光学元件安装在所述空心主轴电机主轴内，所述电机主轴为空心轴； 

所述电机皮带传动装置，包括电机、主动轮、从动轮及套设在所述主动轮和从动轮上的同步带，所述电机安装在主动轮上，旋转透射光学元件固定安装在从动轮上。 

6.根据权利要求5所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述空心主轴电机为气浮空心主轴电机或磁浮空心主轴电机或陶瓷轴承空心主轴电机。 

7.根据权利要求6所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述旋转透射光学元件为楔形棱镜或透镜或平板光学元件或衍射体光栅或光楔。 

8.根据权利要求5所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束旋转调制单元，包括至少两个串联的光束旋转调制子单元，所述光束旋转调制子单元各自独立旋转，所述光束旋转调制子单元的输出光束光轴沿着其入射光的光轴进行自转，后一入射光束旋转调制子单元的输出光束的光轴沿着前一入射光束旋转调制子单元的输出的光束的光轴 进行公转，并且还沿着公转轨迹进行自转。 

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束运动轨迹成像放大模块包括至少一个放大倍率激光成像单元，所述放大倍率激光成像单元为放大倍率固定的激光成像单元或者放大倍率可调的激光成像单元。 

10.根据权利要求9所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述放大倍率固定的激光成像单元包括多个串联的透镜以及用于固定该多个透镜的外壳； 

所述放大倍率可调的激光成像单元包括外壳，安装于所述外壳内的多个串联的透镜以及改变透镜之间间距的驱动单元。 

11.根据权利要求10所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述驱动单元为手动驱动单元或电动驱动单元。 

12.根据权利要求11所述的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，其特征在于：所述光束聚焦与焦点切换模块为振镜扫描聚焦单元或平台移动静态成像聚焦单元， 

所述振镜扫描聚焦单元包括扫描振镜和扫描平场聚焦镜，所述扫描平场聚焦镜对从所述光束运动轨迹成像放大模块输出的出射光进行聚焦，所述扫描振镜用于控制激光焦点在不同加工单元之间的高速切换，或在一个加工单元处，所述扫描振镜对激光焦点扫描运动进行辅助运动控制；所述扫描平场聚焦镜为普通平场扫描聚焦镜或远心扫描聚焦镜； 

所述平台移动静态成像聚焦单元包括静态成像聚焦镜和线性移动平台，所述静态成像聚焦镜用于对从所述光束运动轨迹成像放大模块输出的出射光进行成像聚焦，所述线性移动平台用于控制激光焦点在不同加工单元之间的切换，或在一个加工单元处，所述线性移动平台对激光焦点扫描运动进行辅助运动控制。