一种激光头及激光切割机的制作方法

1.本实用新型涉及极片加工领域，特别是一种激光头及激光切割机。


背景技术：

2.目前，激光切割的加工方式正在逐渐普及。激光切割具有速度快、精度高、灵活、非接触无磨损等优点。当同时对多个位置进行切割时，例如在极片的分条工艺中，需要将宽幅的极片料卷切分为多条极片，需要并排设置多个激光头，来自多个激光器的多束准直激光束或者来自同一个激光器经分束后形成的多束准直激光束分别从各个激光头射出对极片进行切割。
3.但是，由于激光头的尺寸较大，出射的相邻激光束之间距离较大，使用现有的切割头和切割方式难以满足窄条的切割需求，无法将极片料卷切分为宽度较小的窄条。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种激光头及激光切割机，激光头能够减小出射的相邻激光束间的距离。
5.根据本实用新型提供的激光头，包括分束单元和聚焦单元，所述分束单元用于接收入射的准直的激光束，所述分束单元包括至少一个部分反射镜和至少一个全反射镜，所述分束单元能够将所述激光束分为多束，所述聚焦单元包括至少一个聚焦镜，所述聚焦镜位于所述分束单元的下游，所述激光束穿过所述聚焦镜射出所述激光头。
6.根据本实用新型提供的激光头，至少具有如下技术效果：通过在一个激光头内分束形成多束激光束并经过聚焦镜聚焦射出，能够减小出射的相邻激光束间的距离，激光头能够用于窄条场景的激光切割。
7.根据本实用新型的一些实施例，分束单元包括依次设置的多个所述部分反射镜和一个所述全反射镜。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述部分反射镜和/或所述全反射镜能够转动以允许所述激光束从不同位置和角度射入所述聚焦镜。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述全反射镜采用前表面反射镜。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述激光头包括外壳，所述外壳形成有内腔，所述分束单元和所述聚焦单元安装在所述内腔中，所述外壳的一端开设有入光口，所述外壳的另一端开设有出光口。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述激光头包括保护窗，所述保护窗可拆卸地安装在所述出光口。
12.根据本实用新型提供的激光切割机，激光切割机包括分条模块，所述分条模块包括本实用新型提供的激光头，所述分条模块用于对极片进行分条。
13.根据本实用新型提供的激光切割机，至少具有如下技术效果：通过使用本实用新型提供的激光头，能够减小出射的相邻激光束间的距离，激光切割机能够用于将极片料卷
切分为宽度较小的窄条。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述激光切割机包括放卷模块和收卷模块，所述放卷模块位于所述分条模块的上游，所述收卷模块位于所述分条模块的下游。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述放卷模块包括张紧辊，所述张紧辊用于张紧所述极片。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述激光切割机包括极耳切割模块，所述极耳切割模块设置于所述分条模块的上游，所述极耳切割模块用于激光切割极耳。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是本实用新型实施例的激光头的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例的激光裁切机的布局示意图。
20.附图标记：
21.部分反射镜110、全反射镜120、
22.聚焦镜210、
23.外壳300、保护窗310、
24.放卷模块410、极耳切割模块420、分条模块430、收卷模块440、
25.光源500。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.根据本实用新型提供的激光头，包括分束单元和聚焦单元，分束单元用于接收入射的激光束，分束单元包括至少一个部分反射镜110和至少一个全反射镜120，分束单元能够将激光束分为多束，聚焦单元包括至少一个聚焦镜210，聚焦镜210位于分束单元的下游，激光束穿过聚焦镜210射出激光头。
31.使用时，单束准直的激光束从光源500射入激光头，单束准直的激光束经过分束单元分为多束激光束，聚焦镜210对多束激光束进行聚焦，使出射的激光束聚焦到待加工物体的表面，同时对待加工物体的多个位置进行加工。
32.可以理解的是，目前的技术一般是每个激光头包含一束激光束和一个聚焦镜210，限于聚焦镜210本身的尺寸及其固定调节结构，再加上激光头外壳的尺寸，激光头的尺寸不能做到很小，导致使用多个单独的激光头无法进行多条窄条的分条加工。
33.根据本实用新型提供的激光头，通过在一个切割头内把入射的准直光束分为多束并经过聚焦镜210聚焦，从而减小出射的相邻激光束间的距离，激光头能够用于窄条场景的激光切割。
34.同时，通过设计每个部分反射镜110的透射和反射光的比例，可以使射向聚焦镜210的所有光束具有接近相同的功率和能量，从而保证切割效果的一致性。激光头内使用的聚焦镜210的数量可以是一个或者多个。在一些实施例中，聚焦单元包括一个聚焦镜210，分束单元产生的各束激光束均射入同一个聚焦镜210，这样能够最大限度地减小聚焦镜210的固定结构和调节结构的占用空间，有利于进一步压缩激光头的体积，减小出射的相邻激光束间的距离。由于大口径的聚焦镜210成本较高，在另外一些实施例中，聚焦单元包括多个聚焦镜210，每个聚焦镜210分别负责多束激光束的聚焦，从而实现使用效果和成本的平衡。
35.根据本实用新型的一些实施例，分束单元包括依次设置的多个部分反射镜110和一个全反射镜120。激光束依次穿过各个部分反射镜110，激光束经过部分反射镜110的分光后分为多束，透过最后一个部分反射镜110的激光束经过全反射镜120的反射射入聚焦镜210，其余的激光束直接射入聚焦镜210。例如如图1所示，分束单元共设计两个部分反射镜110，分束单元能够分出三束光。入射的激光束首先在第一个部分反射镜110处分为两束，其中一束激光束透过第一个部分反射镜110后射入聚焦镜210，另一束激光束被反射到第二个部分反射镜110并被再次分为一束反射光束和一束透射光束。第二个部分反射镜110产生的反射光束直接射入聚焦镜210，透射光束经全反射镜120改变方向后射入聚焦镜210。
36.当然，分束单元的光路可以根据设计需要进行适应性的调整，分束单元可以包括更多的部分反射镜110从而产生更多束激光束。
37.根据本实用新型的一些实施例，部分反射镜110和/或全反射镜120能够转动以允许激光束从不同位置和角度射入聚焦镜210。具体来说，通过转动部分反射镜110和/或全反射镜120，能够调节激光束的反射角度，从而调节激光束射入聚焦镜210的位置和角度，进而改变了射出的激光束在待加工物体表面的距离，从而使得激光头能够满足不同切割参数的需要。同时聚焦镜210能够保证以不同角度射入聚焦镜210的激光束在待加工物体表面的聚焦质量。
38.在一些实施例中，全反射镜120采用前表面反射镜，激光束直接在全反射镜120的前表面发生反射，能够避免反射时的损耗和重影现象，提高激光束的质量。
39.在一些实施例中，激光头包括外壳300，外壳300形成有内腔，分束单元和聚焦单元安装在内腔中，外壳300的一端开设有入光口，外壳300的另一端开设有出光口。参照图1，入光口和出光口的轴线相平行，因此射入激光头的激光束与射出激光头的激光束方向相一致。
40.在一些实施例中，激光头包括保护窗310，保护窗310可拆卸地安装在出光口。保护
窗310用于保护激光头内的聚焦镜210免受粉尘污染，保护窗310能够更换，避免保护窗310的磨损影响激光束的出光。
41.根据本实用新型提供的激光切割机，激光切割机包括分条模块430，分条模块430包括本实用新型提供的激光头，分条模块430用于对极片进行分条。
42.当前在极片加工中使用的切割机一般是通过分条刀进行极片分条，分条刀存在易磨损的问题，导致切割机寿命较短，极片分条环节的成本较高。
43.根据本实用新型提供的激光切割机，激光切割机使用激光束进行极片分条，能够降低工艺成本，通过使用本实用新型提供的激光头，能够减小出射的相邻激光束间的距离，激光切割机能够用于将极片料卷切分为宽度较小的窄条。
44.在一些实施例中，激光切割机包括放卷模块410和收卷模块440，放卷模块410位于分条模块430的上游，收卷模块440位于分条模块430的下游。放卷模块410还可以包括张紧辊411，张紧辊411能够张紧极片，保证极片的输送质量。
45.在一些实施例中，激光切割机包括极耳切割模块420，极耳切割模块420设置于分条模块430的上游，极耳切割模块420用于激光切割极耳。通过将激光切割极耳以及激光极片分条整合在一起，提高了生产工艺以及控制系统的集成度，有助于极片生产工艺的简化和优化。切割极耳和极片分条统一使用激光束作为切割工具，有助于激光切割机的供能系统和控制系统的简化。
46.例如参照图2，极耳切割模块420位于放卷模块410和分条模块430之间，待切割的极片以料卷的形式送入放卷模块410中，放卷模块410释放料卷并向下游输送极片，极片通过极耳切割模块420切出极耳，再通过分条模块430切分为窄条。收卷模块440具有上下两部分收卷辊，相邻的两个窄条中的一个送往上方的收卷辊进行收卷，另外一个送往下方的收卷辊进行收卷。
47.下面参考图1以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型提供的激光头。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。
48.激光头包括外壳300、分束单元和聚焦单元。
49.外壳300形成有内腔，分束单元和聚焦单元安装在内腔中，外壳300的一端开设有入光口，外壳300的另一端开设有出光口，出光口位置可拆卸地安装有保护窗310。
50.分束单元用于接收入射的准直的激光束，分束单元包括俩个部分反射镜110和一个全反射镜120，聚焦单元包括一个聚焦镜210，分束单元能够将入射的激光束分为多束并射向聚焦镜210。从入光口入射的激光束首先在第一个部分反射镜110处分为两束，其中一束激光束透过第一个部分反射镜110后射入聚焦镜210，另一束激光束被反射到第二个部分反射镜110并被再次分为一束反射光束和一束透射光束。第二个部分反射镜110产生的反射光束直接射入聚焦镜210，透射光束经全反射镜120改变方向后射入聚焦镜210。穿过聚焦镜210的激光束从出光口射出。
51.部分反射镜110和全反射镜120能够转动以允许激光束从不同位置和角度射入聚焦镜210。全反射镜120采用前表面反射镜。
52.根据本实用新型实施例的激光头，通过采用以上的设计，至少可以实现这样一些功能：通过由一个激光头内的分束单元产生多束激光束并经聚焦镜210聚焦，从而减小出射的相邻激光束间的距离，激光头能够用于窄条场景的激光切割。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。