激光加工装置及激光加工系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光加工设备技术领域，特别是涉及一种激光加工装置及激光加工系统。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，出现了激光加工技术，激光加工不需要刀具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料，且具备加工精度高、加工质量好的优势。随着激光设备逐渐的推广使用，成本进一步下降，激光加工广泛应用于各种加工场合，广泛应用于船舶、汽车、航空、机械等许多行业中，并涵盖工业焊接、切割、清洗等加工领域。
3.传统技术中，现有的激光头由于体积较大，无法深入到机器的狭小管道、容器等的内部进行焊接、切割、清洗等工作。在空间狭小的加工环境中，现有的激光设备工作时，需要技术人员判断狭小空间内的光线情况，导致激光清洗、焊接、切割工作时内光线不足，在狭小空间内部无法进行激光加工，不能处理微小缺陷，影响检测的质量。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种激光加工装置及激光加工系统，能够有效提高狭小空间内激光加工效率，保证加工效果。
5.其技术方案如下：一种激光加工装置，所述激光加工装置包括：镜筒，所述镜筒的相对两端分别设有第一连接部与第二连接部，且所述镜筒内部间隔设置有光束通道及成像通道，所述光束通道及所述成像通道均贯穿所述第一连接部与第二连接部；激光器，所述激光器设置于所述光束通道靠近所述第一连接部的开口上；成像组件，所述成像组件包括照明件及镜头，所述镜头设置与所述成像通道内，所述镜头通过所述成像通道获取图像信息，所述照明件设置于所述成像通道内，所述照明件用于为所述镜头提供照明；场镜组件，所述场镜组件与所述第二连接部连接，所述场镜组件用于汇集激光束。
6.上述激光加工装置，在工作过程中，激光件接收激光发生器发出的激光并从光束通道射向场镜组件，从而实现激光清洗、激光焊接及激光切割操作，并且成像组件工作，通过成像通道获取场镜外的图像信息，照明件为镜头补光，保证狭小空间内光纤的充足，从而提高成像效果，通过成像，能够实时观察狭小空间内加工位置的具体情况，从而有利于提高微小缺陷的加工效率和检测效率。
7.在其中一个实施例中，所述激光加工装置还包括保护镜片，所述保护镜片连接于所述第一连接部上，且所述保护镜片盖设于所述光束通道及所述成像通道在所述第一连接部的开口上。
8.在其中一个实施例中，所述激光加工装置还包括保护圈，所述保护圈套设于所述第一连接部上，所述保护镜片通过所述保护圈与所述第一连接部紧固配合。
9.在其中一个实施例中，所述场镜组件包括场镜模块及连接壳体，所述连接壳体设有连接腔、第一连接口及第二连接口，所述第一连接口通过所述连接腔与所述第二连接口
连通，所述场镜模块通过所述第二连接口与所述连接壳体连接，所述第一连接口的内壁与所述第二连接部连接。
10.在其中一个实施例中，沿所述镜筒的长度方向对所述连接壳体获取横截面，从第一连接口开始到第二连接口，所述连接壳体的横截面面积至少一部分呈增大趋势，且所述第二连接口的截面面积大于所述第一连接口的截面面积。
11.在其中一个实施例中，所述连接壳体还包括变径转接套，所述第一连接口的口壁通过所述变径转接套与所述第二连接部可拆卸连接。
12.在其中一个实施例中，所述连接壳体的周向侧壁上设有进气孔，所述镜筒还设有吸尘通道，所述吸尘贯穿所述第一连接部与第二连接部，所述光束通道与所述镜筒同心，所述吸尘通道设置于所述镜筒外壁与所述光束通道之间，所述进气孔用于通入压缩气体以对所述镜筒及所述场镜组件除尘散热。
13.在其中一个实施例中，所述吸尘通道为至少两个，两个所述吸尘通道分别设置于所述光束通道的相对两侧。
14.在其中一个实施例中，所述连接壳体的周向侧壁上还设有线缆孔，所述线缆孔与所述进气孔间隔设置，所述镜筒还设有走线通道，所述走线通道贯穿所述第一连接部与所述第二连接部，所述线缆孔用于穿入线缆，线缆通过所述走线通道穿出所述第一连接部与所述成像组件电性连接。
15.一种激光加工系统，所述激光加工系统包括上述中任意一项所述的激光加工装置。
16.上述激光加工系统，在工作过程中，激光件接收激光发生器发出的激光并从光束通道射向场镜组件，从而实现激光清洗、激光焊接及激光切割操作，并且成像组件工作，通过成像通道获取场镜外的图像信息，照明件为镜头补光，保证狭小空间内光纤的充足，从而提高成像效果，通过成像，能够实时观察狭小空间内加工位置的具体情况，从而有利于提高微小缺陷的加工效率和检测效率。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为一实施例中所述的激光加工装置的整体结构示意图；
20.图2为一实施例中所述的激光加工装置的零部件分解结构示意图；
21.图3为一实施例中所述的激光加工装置的内部结构示意图。
22.附图标记说明：
23.100、激光加工装置；110、镜筒；111、第一连接部；112、第二连接部； 113、光束通道；114、成像通道；115、吸尘通道；116、走线通道；120、激光器；130、成像组件；131、镜头；132、照明件；140、场镜组件；141、场镜模块；142、连接壳体；143、变径转接套；144、进气孔；
145、线缆孔；150、保护镜片；160、保护圈。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.请参阅图1、图2与图3，图1示出了本实用新型一实施例中所述的激光加工装置100的整体结构示意图；图2示出了本实用新型一实施例中所述的激光加工装置100的零部件分解结构示意图；图3示出了本实用新型一实施例中所述的激光加工装置100的内部结构示意图，本实用新型一实施例提供了的一种激光加工装置100，所述激光加工装置100包括：镜筒110，激光器120，成像组件130及场镜组件140，镜筒110的相对两端分别设有第一连接部111与第二连接部112，且镜筒110内部间隔设置有光束通道113及成像通道114，光束通道113及
成像通道114均贯穿第一连接部111与第二连接部112。激光器120设置于光束通道113靠近第一连接部111的开口上。成像组件130包括照明件132 及镜头131，镜头131设置与成像通道114内，镜头131通过成像通道114获取图像信息，照明件132设置于成像通道114内，照明件132用于为镜头131提供照明；场镜组件140与第二连接部112连接，场镜组件140用于汇集激光束。
31.上述激光加工装置100，在工作过程中，激光件接收激光发生器发出的激光并从光束通道113射向场镜组件140，从而实现激光清洗、激光焊接及激光切割操作，并且成像组件130工作，通过成像通道114获取场镜外的图像信息，照明件132为镜头131补光，保证狭小空间内光纤的充足，从而提高成像效果，通过成像，能够实时观察狭小空间内加工位置的具体情况，从而有利于提高微小缺陷的加工效率和检测效率。
32.需要说明的是，光束通道113及成像通道114均贯穿第一连接部111与第二连接部112应理解为，光束通道113设置于镜筒110内且两端穿出第一连接部111与第二连接部112，分别在第一连接部111和第二连接部112上形成开孔，同样地，成像通道114设置于镜筒110内，且光束通道113与成像通道114相互隔离且平行设置，成像通道114的两端穿出第一连接部111与第二连接部112，分别在第一连接部111和第二连接部112上形成开孔。并且，以下有关“贯穿”的特征，均可参考此说明。
33.具体地，请参阅图1与图2，第一安装部与第二安装部均为安装凸台。如此，第二安装部方便安装场镜组件140，第一安装部能够方便与其他设备进行连接。
34.具体地，请参阅图2，镜头131为内窥镜。照明件132为套设在内窥镜外壁上的led环形光源。如此，在激光加工过程中有利于实现拍照、录像、图像放大等操作，进而提高狭小空间内的检视效果，从而提高激光加工效率。
35.在一个实施例中，请参阅图1与图2，激光加工装置100还包括保护镜片 150，保护镜片150连接于第一连接部111上，且保护镜片150盖设于光束通道 113及成像通道114在第一连接部111的开口上。如此，保护晶片一方面能够供激光束通过进入到激光器120中，另一方面能够对成像组件130和激光器120 起保护作用，提高激光加工装置100的整体品质。
36.在一个实施例中，请参阅图1与图2，激光加工装置100还包括保护圈160，保护圈160套设于第一连接部111上，保护镜片150通过保护圈160与第一连接部111紧固配合。如此，保护圈160套设在第一安装部上，能够对保护镜片 150起固定作用，进而保证成像组件130、激光器120的安装稳定性。
37.可选地，保护圈160与第一连接部111的连接方式为螺纹连接、插接、卡扣连接、粘接、焊接、磁吸连接或其它连接方式，又或者是两种以上连接方式的组合。
38.具体地，请参阅图1与图2，保护圈160与第一连接部111的连接方式为螺纹连接。如此，方便保护圈160的安装与拆卸，进而方便激光器120与成像组件130的安装与维护，并且连接稳定性强，有利于减少松动脱落情况发生。本实施例仅提供一种保护圈160与第一连接部111的具体连接方式，但并不以此为限。
39.在一个实施例中，请参阅图2，场镜组件140包括场镜模块141及连接壳体 142。连接壳体142设有连接腔、第一连接口及第二连接口，第一连接口通过连接腔与第二连接口连通，场镜模块141通过第二连接口与连接壳体142连接，第一连接口的内壁与第二连接部112连接。如此，通过连接壳体142能够方便不同型号场镜模块141的安装，方便不同型号场镜组
件140的兼容性。并且连接壳体142的加入还能够增大激光加工装置100内部整体的体积，提高散热面积，从而提升散热效率。
40.其中，场镜模块141的作用是把准直的激光束聚焦于一点，提高激光光束的能量密度，利用激光的高能量对材料进行各种切割、打标、焊接、清洗及表面处理等各种材料加工，同时当入射的激光光束方向改变时，场镜模块141仍能保持相对尺寸与能量密度不变的光斑，使激光光束可以对不同材料位置的点进行加工。
41.进一步地，场镜组件140还包括振镜模块。振镜模块用于改变光束方向。如此，场镜模块141与快速精确改变激光光束方向的振镜模块相组合，能够将振镜对激光光束方向的改变转换成焦点在加工材料位置上的改变，从而实现对材料的高速精密的激光加工与处理。
42.在一个实施例中，请参阅图1、图2与图3，沿镜筒110的长度方向对连接壳体142获取横截面，从第一连接口开始到第二连接口，连接壳体142的横截面面积至少一部分呈增大趋势，且第二连接口的截面面积大于第一连接口的截面面积。如此，方便连接镜筒110与场镜组件140，提高组装效率和便利性。
43.其中，连接壳体142的横截面积至少一部分呈增大趋势应理解为，从第一连接口开始到第二连接口，连接壳体142的横截面积可以一直增大，还可以为先增大后不变，还可以为先不变、后增大，还可以为先不变、后增大后不变等。具体在本实施例中，连接壳体142的横街面积为逐渐增大，形成圆台形状。
44.为了进一步理解与说明镜筒110的长度方向，以图3为例，镜筒110的长度方向为图3中直线s1上任意一箭头所指的方向。
45.在一个实施例中，请参阅图2，连接壳体142还包括变径转接套143，第一连接口的口壁通过变径转接套143与第二连接部112可拆卸连接。如此，通过更换不同型号的变径转接套143，能够使得第一连接口于不同尺寸、直径的镜筒 110连接，或者使得镜筒110跟不同型号尺寸的场镜组件140连接，从而方便更换不同型号的场镜组件140，提高工作效率。
46.在一个实施例中，请参阅图1、图2与图3，连接壳体142的周向侧壁上设有进气孔144，镜筒110还设有吸尘通道115。吸尘贯穿第一连接部111与第二连接部112，光束通道113与镜筒110同心，吸尘通道115设置于镜筒110外壁与光束通道113之间，进气孔144用于通入压缩气体以对镜筒110及场镜组件140除尘散热。如此，由于连接壳体142为圆台形状，从进气孔144通入压缩气体后，压缩气体随着连接壳体142的内壁螺旋运动，从而对场镜模块141进行清洁除尘，并且螺旋上升的压缩气体为贴壁运动，气体进入到吸尘通道115中，由于光束通道113位于镜筒110的中心位置，因此气体不会进入到光束通道113 中，不影响激光光束的正常传播，压缩空气进入到吸尘通道115后，灰尘从第一连接部111上的开口随压缩空气排出，并且成像通道114也位于光束通道113 与镜筒110外壁之间，部分压缩空气进入到成像通道114内，对成像组件130 进行散热和吹扫除尘，保证激光加工装置100各个功能模块的正常运行。
47.进一步地，请参阅图2与图3，吸尘通道115为至少两个，两个吸尘通道 115分别设置于光束通道113的相对两侧。如此，螺旋运动的压缩气体能够通过两个吸尘通道115进入到镜筒110中，从第一连接部111排出气体和灰尘，有利于进一步提高散热和除尘效果。
48.在一个实施例中，请参阅图2与图3，连接壳体142的周向侧壁上还设有线缆孔145，
线缆孔145与进气孔144间隔设置，镜筒110还设有走线通道116，走线通道116贯穿第一连接部111与第二连接部112。线缆孔145用于穿入线缆，线缆通过走线通道116穿出第一连接部111与成像组件130电性连接。如此，线缆通过线缆孔145穿入走线通道116内，从第一连接部111穿出后与成像组件130连接，从而方便控制成像组件130的成像、录像、拍照、照明等功能，有利于提高结构紧凑性。
49.在一个实施例中，一种激光加工系统，激光加工系统包括上述中任意一项的激光加工装置100。
50.上述激光加工系统，在工作过程中，激光件接收激光发生器发出的激光并从光束通道113射向场镜组件140，从而实现激光清洗、激光焊接及激光切割操作，并且成像组件130工作，通过成像通道114获取场镜外的图像信息，照明件132为镜头131补光，保证狭小空间内光纤的充足，从而提高成像效果，通过成像，能够实时观察狭小空间内加工位置的具体情况，从而有利于提高微小缺陷的加工效率和检测效率。
51.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。