[发明专利]能够抖动的激光加工系统

权利要求书

1.一种用于激光加工工件的方法，该方法包括如下步骤：

使用光束传输系统中的准直透镜产生沿着准直激光束的长度的至少一部分具有一致的Z轴功率密度的准直激光束；

朝向工件引导准直激光束，以在工件上形成光束点；

移动工件，使得光束点便于在工件移动时在工件的三维表面上加工；和

在未偏转和移动联接到光束传输系统的激光器输出端的情况下通过沿着X轴和Y轴移动准直透镜以抖动准直激光束，使得准直激光束沿着X轴和Y轴中的一个来回移动±10mm或更小的距离，同时准直激光束保持垂直于工件，使得光束点在工件移动时在工件上对应地抖动，从而在工件的三维表面上的不同加工位置处维持一致的激光束特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中产生准直激光束的步骤包括使激光器的输出光束穿过至少两个准直透镜。

3.根据权利要求2所述的方法，其中准直透镜中的至少一个能够在Z轴上移动以改变在工件上的光束点的直径。

4.根据权利要求1所述的方法，其中加工包括包覆。

5.根据权利要求1所述的方法，其中加工包括焊接。

6.根据权利要求1所述的方法，其中加工包括表面清洁。

7.根据权利要求1所述的方法，其中工件具有三维表面，并且其中准直激光束在三维表面上的不同的加工位置处提供一致的Z轴功率密度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，工件是涡轮叶片。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，工件是阀座。

10.根据权利要求1所述的方法，其中准直激光束在与工件的移动协调的情况下而被抖动，使得光束点在工件的三维表面上以连续的图案移动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述图案是蛇形图案。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述图案是螺旋图案。

13.一种激光加工系统，包括：

光纤激光器系统；

光束传输系统，该光束传输系统光学地联接到光纤激光器系统的光纤激光器输出端，该光束传输系统包括准直透镜以产生准直激光束，其中至少一个准直透镜能够在Z轴上移动以改变准直激光束的直径；

用于相对于准直透镜移动光纤激光器输出端以抖动准直激光束的装置，所述装置抖动准直激光束使得准直激光束沿着X轴和Y轴中的一个来回移动±10mm或更小的距离，同时准直激光束保持垂直于工件，从而在工件的三维表面上的不同加工位置处维持一致的激光束特性；

用于支撑和移动工件的工件保持器；和

用于控制工件保持器和用于相对于准直透镜移动光纤激光器输出端的装置的运动的运动控制系统，

其中用于相对于准直透镜移动光纤激光器输出端的装置包括用于在不偏转和移动光纤激光器输出端的情况下移动准直透镜的光学元件X-Y平台。