[实用新型]一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，尤其涉及一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置。 

背景技术

申请号为201010183539.7的专利，所采用的光束旋转模块，在加工过程中不可以动态改变光束旋转直径，只适合在同一加工件表面钻孔孔径较少变化的情形使用，因此有一定局限性。 

申请号为200380110303.9的专利，振镜前面的光束圆周调制运动是通过反射镜反射调制激光做圆周运动，而反射镜由压电陶瓷驱动，其偏转幅度很小，难以加工较大的孔。 

申请号为201210460145.0的专利，由于平板光学元件是摆动方式工作的，平板光学元件对激光束的调制运动范围很小，不适合加工较大幅面，在一定加工范围内时，平板光学元件摆动幅度越小，其反复扫描的周期频率就越高，但是由于一般加工图形都有一定的尺寸要求，使得反复扫描的周期频率上不去，具有局限性。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够灵活控制光束的传输方位以及扩大光束光轴扫描运动轨迹，且能够使得光束扫描速度更快、扫描周期更短的一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于激光加工的光束运动轨迹控制装置，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。 

进一步，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。 

进一步，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。 

进一步，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。 

进一步，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，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上，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。 

进一步，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。 

进一步，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。 

进一步，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转动部分各自独立旋转，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，后一光束旋转调制子单元的输出光束的光轴沿着前一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。 

进一步，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。 

进一步，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。 

进一步，所述驱动单元为手动驱动单元或电动驱动单元。