[发明专利]产生两个平行激光焦线的光学系统和所属的激光加工方法

说明书

本发明涉及一种用于产生两个尤其平行激光焦线(2a,2b)的光学系统(1)，尤其用于同时激光加工一个工件(3)的两个彼此对置平行工件侧(3a,3b)，具有至少一个光学单元(10；20)，包括：至少一个第一光学元件(11)，将入射激光射束(2)在相对激光射束(2)射束轴线(z)垂直的第一方向(x)分成多个射束条带(4)，各射束条带(4)在至少一个第一光学元件(11)的焦平面(F)叠加成单一射束条带，其条带宽度至少符合焦平面(F)最宽射束条带(4)的条带宽度(B)并分别符合焦平面(F)两个激光焦线(2a,2b)的长度(L)；至少一个第二光学元件(13)，将入射激光射束(2)在相对第一方向(x)且相对射束轴线(z)垂直的第二方向(y)聚焦到至少一个第一光学元件焦平面(F)；几何型分束器(14)，在激光射束(2)射束路径布置在至少一个第一光学元件(11)和至少一个第二光学元件(13)后，将激光射束(2)在第一方向或第二方向对半划分成两个子射束(5a,5b)，其在焦平面(F)形成两个激光焦线(2a,2b)。

技术领域

本发明涉及一种用于产生两个(尤其平行的)激光焦线的光学系统，这些激光焦线尤其用于同时激光加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧，本发明还涉及一种用于借助于激光射束同时加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧的方法。

背景技术

在电动性/电动车领域，作为用于后续接合(或焊接)工艺的预处理，越来越重要的激光应用在于，对具有矩形横截面的线材(所谓的发卡)进行脱漆/剥皮。目前，为此目的使用扫描光学器件，但扫描光学器件对于这种应用是非常高耗费的。

由DE 11 2005 003 207 B4已知用于产生单一激光焦线的光学系统。

发明内容

与之相比，本发明的基本目的在于给出一种简单且成本低廉地构造的光学系统用于产生两个平行的激光焦线，以及一种用于同时加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧的方法。

根据本发明，这个目的通过一种用于产生两个(尤其平行的)激光焦线的光学系统来实现，这些激光焦线尤其用于同时激光加工一个工件的两个彼此对置的平行的工件侧，该光学系统具有至少一个光学单元，该光学单元具有：

-至少一个第一光学元件，所述至少一个第一光学元件用于将入射的(尤其经准直的)激光射束在与该激光射束的射束轴线成直角的第一方向上分解成多个射束条带(Strahlstreifen)并且用于使各个射束条带在所述至少一个第一光学元件的焦平面中叠加成单一的射束条带，该单一的射束条带的条带宽度至少相应于在该焦平面中最宽的射束条带的条带宽度并且分别相应于在该焦平面中的这两个激光焦线的长度，

-至少一个第二光学元件，所述至少一个第二光学元件用于在与该第一方向且与该射束轴线成直角的第二方向上将该入射的激光射束聚焦到所述至少一个第一光学元件的该焦平面中，以及

-在该激光射束的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件和所述至少一个第二光学元件之后的几何型分束器，该几何型分束器用于在该第一方向或第二方向上将该激光射束对半分成两个子射束，这些子射束在该焦平面中形成这两个激光焦线。这些射束条带可以在焦平面中具有相同的条带宽度或者还可以具有不同的条带宽度。

激光加工例如涉及对工具的热加工、尤其涉及对经涂层的工件进行剥皮或脱漆，这种工件例如是具有基本上正方形或矩形横截面的线材(发卡)。

与至今采用的借助扫描光学器件操作此类应用的策略不同，本发明的优点在于，从概念上以比扫描光学器件更简单、成本更低廉且更稳健的方式构建相应的光学器件，此类光学器件的运行也更简单。如果沿着激光焦线的强度分布的均匀性不是很重要，那么此外还可以进行射束的像散性聚焦(必要时也可与(双焦)双楔板相结合，用于重新调整强度分布)。

所述至少一个第二光学元件可以在该激光射束的射束路径中布置在所述至少一个第一光学元件之前或之后，其中，布置在所述至少一个第一光学元件之后则具有构造方式更紧凑的优点。