一种模块化可拼接的激光复合射流加工装置

本发明涉及激光加工，具体而言，涉及一种模块化可拼接的激光复合射流加工装置。

背景技术：

1、激光复合射流加工通常需要将激光束与高速流体射流或其他辅助流体射流耦合，使射流在加工过程中发挥导光、冷却、冲刷、排屑和辅助去除材料等作用。该类加工方式适用于硬脆材料、难加工材料、微细结构以及对热影响区控制要求较高的加工场景。

2、现有激光复合射流加工头采用整体式或固定式结构，激光输入端、光路传输结构、聚焦镜组以及射流耦合结构之间的相对位置在加工头制造完成后就为确定形态。当加工对象为深孔、深槽、深腔、狭窄内腔、内壁、侧壁或异形复杂构件时，固定光路路径容易与工件、夹具、腔壁或其他设备部件产生空间干涉，导致加工头难以到达目标加工区域，无法对工件进行加工。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是当加工对象为深孔、深槽、深腔、狭窄内腔、内壁、侧壁或异形复杂构件时，固定光路路径容易与工件、夹具、腔壁或其他设备部件产生空间干涉，导致加工头难以到达目标加工区域，无法对工件进行加工。

2、为解决上述问题，本发明提供一种模块化可拼接的激光复合射流加工装置，包括：依次连接的激光输入模块、可拼接光路模块、末端聚焦模块以及复合射流耦合模块；

3、所述激光输入模块用于接收外部激光束并将所述外部激光束导入所述可拼接光路模块，所述末端聚焦模块用于对经所述可拼接光路模块传输后的激光束进行聚焦，所述复合射流耦合模块用于使聚焦后的激光束进入流体耦合区域并耦合进入流体射流中；

4、所述可拼接光路模块包括至少一个光路单元；至少一个光路单元分为至少一个直通光路单元和/或至少一个转折光路单元，所述直通光路单元内设置有沿其轴向贯通的光束传输通道，所述转折光路单元内设置有改变光束方向的光束弯折通道，且每个所述光路单元均设有用于拼接的模块化接口。

5、可选地，所述可拼接光路模块包括所述转折光路单元，所述光束弯折通道内设置有反射镜。

6、可选地，所述反射镜与水平面的夹角为45°、60°、90°或135°中的任一种；

7、和/或，所述光束弯折通道的输入端和输出端的转折角为90°。

8、可选地，所述模块化接口包括分别设置在所述光路单元的两端的第一定位结构和第二定位结构，在相邻两个所述光路单元中，一个所述光路单元的所述第一定位结构与另一个所述光路单元的所述第二定位结构连接。

9、可选地，所述第一定位结构为定位凸台和定位孔中的一个，所述第二定位件为所述定位凸台和所述定位孔中的另一个，所述定位凸台插设于所述定位孔。

10、可选地，所述定位凸台为方形定位凸台，所述定位孔为方形定位孔。

11、可选地，相邻两个所述光路单元的连接处设置有密封件，且相邻两个所述光路单元中的一者设有密封槽，所述密封件设于所述密封槽内。

12、可选地，相邻两个所述光路单元通过螺纹紧固件连接。

13、可选地，所述光路单元的内壁设置有消光结构，所述消光结构用于抑制杂散光或非有效光束进入所述末端聚焦模块。

14、可选地，所述消光结构为黑化消光层、粗糙化表面、环形挡光台阶和迷宫式挡光结构中的至少一种。

15、本发明的一种模块化可拼接的激光复合射流加工装置的有益效果是：

16、通过将可拼接光路模块的光路单元划分为直通光路单元和转折光路单元，相邻的光路单元均设有用于拼接的模块化接口，该装置能够根据工件形状、加工位置及周边夹具的干涉情况，自由组合光路，这使得激光束能够轻松抵达深孔、内腔、侧壁等传统固定式光路难以触及的复杂加工区域，实现了三维空间任意角度加工，提高了加工的灵活性和空间适应性。

1.一种模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，包括：依次连接的激光输入模块（10）、可拼接光路模块（20）、末端聚焦模块（30）以及复合射流耦合模块（40）；

2.根据权利要求1所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述可拼接光路模块（20）包括所述转折光路单元（22），所述光束弯折通道（221）内设置有反射镜（222）。

3.根据权利要求2所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述反射镜（222）与水平面的夹角为45°、60°、90°或135°中的任一种；

4.根据权利要求1所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述模块化接口包括分别设置在所述光路单元的两端的第一定位结构（212）和第二定位结构（223），在相邻两个所述光路单元中，一个所述光路单元的所述第一定位结构（212）与另一个所述光路单元的所述第二定位结构（223）连接。

5.根据权利要求4所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述第一定位结构（212）为定位凸台和定位孔中的一个，所述第二定位件（223）为所述定位凸台和所述定位孔中的另一个，所述定位凸台插设于所述定位孔。

6.根据权利要求5所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述定位凸台为方形定位凸台，所述定位孔为方形定位孔。

7.根据权利要求4所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，相邻两个所述光路单元的连接处设置有密封件，且相邻两个所述光路单元中的一者设有密封槽（225），所述密封件设于所述密封槽（225）内。

8.根据权利要求1所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，相邻两个所述光路单元通过螺纹紧固件（224）连接。

9.根据权利要求1所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述光路单元的内壁设置有消光结构，所述消光结构用于抑制杂散光或非有效光束进入所述末端聚焦模块（30）。

10.根据权利要求9所述的模块化可拼接的激光复合射流加工装置，其特征在于，所述消光结构为黑化消光层、粗糙化表面、环形挡光台阶和迷宫式挡光结构中的至少一种。