一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统的制作方法

专利2025-05-20  5


本技术属于水导激光加工,涉及一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统。


背景技术:

1、水导激光加工技术是一种先进的激光加工技术,其原理是利用激光在水与空气的界面上发生全反射的现象,将激光约束在直径几十微米的微细激光水射流中,激光水射流内保持极高的激光能量密度,可以用于实现材料去除加工。

2、然而,理想状态下,激光水射流应当垂直于加工平台面,以确保激光水射流与待加工件的相对角度位置精确,但由于加工制造过程中激光经过加工件表面产生反射光的影响,使激光不能稳定的在工件表面进行加工,而是具有一定的不稳定性。如果不进行处理,这个反射光会导致激光切割过程中激光器以及光路系统的不稳定和加工位置的偏差。在现有的水导激光加工过程中,通常采用人工手动的方式进行校正操作,即通过不断调整加工工件的倾角来避免更多的反射光。这种校正方式由于需要人工手动改变加工工件的角度,人为因素难以控制,因此影响水导激光加工精确度。

3、因此,需要一种非人工方式的水导激光光路控制装置来解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是:一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,包括:激光器激光、激光聚焦镜、激光隔离组件、水腔、工件、反射光,激光聚焦镜用于将激光器激光汇聚,水腔用于将汇聚的入射激光与水流合成激光水射流后发射至工件的待加工部位,激光隔离组件位于激光聚焦镜与水腔之间,激光隔离组件内沿激光聚焦镜至水腔的方向依序设有第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片;第一镜片为前偏振分束器,第二镜片为半波片,第三镜片为法拉第旋光器,第四镜片为后偏振分束器;

2、激光器激光先经过激光聚焦镜汇聚后再依序经过激光隔离组件内的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片后照射在水腔的激光入射口,水腔的激光水射流发射口将激光水射流照射在工件上,工件表面反射的反射光反射回水腔的激光水射流发射口,反射光经由水腔的激光入射口射出后依序经过激光隔离组件内的第四镜片、第三镜片、第二镜片、第一镜片后偏离激光聚焦镜的激光器激光入射方向;激光隔离组件能够将工件表面反射的反射光折射后偏移,避免了反射光对激光器及光路系统的影响,保证了激光器及光路系统的稳定性,提高了加工精度,减小了加工误差。

3、优选的,所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片相互平行。

4、更优的,所述第一镜片与激光聚焦镜相互平行。

5、优选的,所述工件的表面设有吹风除水装置;吹风除水装置用于吹去工件5表面的来不及流走的积水,避免了积水对激光水射流的干扰与影响。

6、优选的,所述工件放置在工件吸附固定平台上;工件吸附固定平台从底部的吸孔中产生负压将工件固定在平台上,使得工件的加工固定过程快捷方便、安全可靠。

7、更优的,所述工件吸附固定平台上设有监控摄像机,监控摄像机的拍摄方向正对工件的待加工表面;监控摄像机用于实时监测工件的加工状况。

8、更优的,所述工件吸附固定平台上设有自上向下的透水孔;透水孔用于排除自工件表面流出的加工积水。

9、本实用新型的有益效果是:

10、本实用新型通过在激光聚焦镜与水腔的激光入射口之间增加激光隔离组件,在激光隔离组件中依序设置前偏振分束器、半波片、法拉第旋光器、后偏振分束器,并通过利用激光隔离组件实现对微射流加工过程中反射光的控制,因此,本实用新型能够实现对激光水射流加工过程中反射光的控制,解决了由于反射光影响导致的激光系统不稳定和加工精确度低的问题。



技术特征:

1.一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,包括:激光器激光(1)、激光聚焦镜(2)、激光隔离组件(3)、水腔(4)、工件(5)、反射光(6),所述激光聚焦镜(2)用于将所述激光器激光(1)汇聚,所述水腔(4)用于将汇聚的入射激光与水流合成激光水射流后发射至所述工件(5)的待加工部位,所述激光隔离组件(3)位于激光聚焦镜(2)与水腔(4)之间,所述激光隔离组件(3)内沿激光聚焦镜(2)至水腔(4)的方向依序设有第一镜片(31)、第二镜片(32)、第三镜片(33)、第四镜片(34);

2.根据权利要求1所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述第一镜片(31)、第二镜片(32)、第三镜片(33)、第四镜片(34)相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述第一镜片(31)与激光聚焦镜(2)相互平行。

4.根据权利要求1所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述工件(5)的表面设有吹风除水装置。

5.根据权利要求1所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述工件(5)放置在工件吸附固定平台上。

6.根据权利要求5所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述工件吸附固定平台上设有监控摄像机,所述监控摄像机的拍摄方向正对工件(5)的待加工表面。

7.根据权利要求5所述的一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,其特征在于,所述工件吸附固定平台上设有自上向下的透水孔。


技术总结
本技术属于水导激光加工技术领域,涉及一种应用于水导激光加工的反射光路控制系统,包括:激光器激光、激光聚焦镜、激光隔离组件、水腔,激光隔离组件内依序设有前偏振分束器、RR半波片、FR法拉第旋光器、后偏振分束器;本技术通过在激光聚焦镜与水腔的激光入射口之间增加激光隔离组件,在激光隔离组件中依序设置前偏振分束器、半波片、法拉第旋光器、后偏振分束器,并通过利用激光隔离组件实现对微射流加工过程中反射光的控制,因此,本技术能够实现对激光水射流加工过程中反射光的控制,解决了由于反射光影响导致的激光系统不稳定和加工精确度低的问题。

技术研发人员:王佳旭,陈泽咏,张鑫磊,相里景泉,罗志发
受保护的技术使用者:陕西渥特镭铯机械制造有限公司
技术研发日:20231107
技术公布日:2024/6/26
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