具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，包括順序連接的激光發(fā)生器系統(tǒng)，熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)和激光聚焦系統(tǒng)，所述激光發(fā)生器系統(tǒng)包括激光發(fā)生器，全反射鏡和激光輸出鏡，所述全反射鏡連接在所述激光發(fā)生器的激光輸出端，所述激光輸出鏡連接在所述激光發(fā)生器的另一端，所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)可以包括伺服電機(jī)，調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡，所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸上直接或者間接地順序連接所述調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡，所述激光聚焦系統(tǒng)可以包括45度反射鏡和聚焦鏡，所述聚焦鏡置于所述45度反射鏡的下方。本實(shí)用新型使得激光聚焦后焦點(diǎn)不會(huì)漂移，來(lái)達(dá)到焊接一致性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種燈泵固體激光焊接技術(shù)，具體涉及一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光焊接是一種新型加工方式，利用高能量的激光脈沖對(duì)加工材料微小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行局部加熱和溶化，激光輻射的強(qiáng)大能量通過(guò)熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料溶化達(dá)到激光焊接目的。由于目前要焊接的材料有電池，極耳，手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，電腦，電容等一系列的科技產(chǎn)品，不需要大的激光功率，只需要精密而可靠的點(diǎn)焊接。
[0003]目前市場(chǎng)現(xiàn)有的YAG(釔鋁石榴石)都是在150W以下中小功率的YAG激光。(能量互反饋YAG除外)都有一個(gè)克服不了的問(wèn)題就是熱透鏡造成焦點(diǎn)漂移，使焊接薄片材料質(zhì)量變差，廢品率增加，難以滿足量產(chǎn)。如果使用能量互反饋YAG可以解決問(wèn)題，但是投資成本增加了 3-4倍，造成制造產(chǎn)品的成本增加，而失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型是為克服現(xiàn)有的問(wèn)題，提供一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，該焊接機(jī)使得激光聚焦后焦點(diǎn)不會(huì)漂移，來(lái)達(dá)到焊接一致性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0005]本實(shí)用新型一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，包括順序連接的激光發(fā)生器系統(tǒng)，熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)和激光聚焦系統(tǒng)，所述激光發(fā)生器系統(tǒng)通過(guò)所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)連接所述激光聚焦系統(tǒng)。
[0006]所述激光發(fā)生器系統(tǒng)包括激光發(fā)生器，全反射鏡和激光輸出鏡，所述全反射鏡連接在所述激光發(fā)生器的激光輸出端，所述激光輸出鏡連接在所述激光發(fā)生器的另一端。
[0007]所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)可以包括伺服電機(jī)，調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡，所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸上直接或者間接地順序連接所述調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡。
[0008]所述激光聚焦系統(tǒng)可以包括45度反射鏡和聚焦鏡，所述聚焦鏡置于所述45度反射鏡的下方。
[0009]上述所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，還可以包括為所述激光發(fā)生器系統(tǒng)提供電能量的激光電源系統(tǒng)。
[0010]其還包括激光控制系統(tǒng)，所述激光控制系統(tǒng)的控制端連接所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸的控制輸入端。
[0011]所述激光發(fā)生器優(yōu)選采用金腔和/或諧振腔做激光輸出。
[0012]本實(shí)用新型的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)激光輸出后通過(guò)關(guān)鍵的熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)，該熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)可以根據(jù)電源功率的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡，使得激光聚焦后焦點(diǎn)不會(huì)漂移，來(lái)達(dá)到焊接一致性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；
[0013]所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)和電源功率形成互動(dòng)，通過(guò)測(cè)出激光的熱焦距曲線輸入到激光控制系統(tǒng)中，來(lái)實(shí)現(xiàn)熱透鏡的自動(dòng)補(bǔ)償，便于實(shí)施精密焊接。
[0014]有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)，茲就配合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1、為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2、為本實(shí)用新型的工作流程圖；
[0017]圖3、為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例的光焦度的曲線圖；
[0018]圖4、為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例的熱焦距的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2所示，為本實(shí)用新型一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)的較佳實(shí)施例，在本實(shí)施例中，該具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)包括順序連接的激光發(fā)生器系統(tǒng)，熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)和激光聚焦系統(tǒng)，所述激光發(fā)生器系統(tǒng)輸出的激光通過(guò)所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)輸入到所述激光聚焦系統(tǒng)。由于激光輸出后通過(guò)熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)，使得激光聚焦后焦點(diǎn)不會(huì)漂移，來(lái)達(dá)到焊接一致性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0020]所述激光發(fā)生器系統(tǒng)包括激光發(fā)生器1，全反射鏡2和激光輸出鏡3，所述全反射鏡連接在所述激光發(fā)生器的激光輸出端，所述激光輸出鏡連接在所述激光發(fā)生器的另一端，所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)所述全反射鏡的全反射之后通過(guò)所述激光輸出鏡輸出。
[0021]所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)可以包括伺服電機(jī)4，調(diào)焦目鏡5和調(diào)焦物鏡6，所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸7上直接或者間接地`(例如還可以通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)目鏡機(jī)械傳動(dòng)軸來(lái)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡的焦距)順序連接所述調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡。激光控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的激光電源參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡，以實(shí)現(xiàn)熱透鏡的自動(dòng)補(bǔ)償。
[0022]所述激光聚焦系統(tǒng)可以包括45度反射鏡8和聚焦鏡9，所述聚焦鏡置于所述45度反射鏡的下方。經(jīng)過(guò)所述調(diào)焦物鏡輸出的激光通過(guò)所述45度反射鏡的垂直反射之后由所述聚焦鏡輸出，用于激光焊接。
[0023]上述所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，還可以包括為所述激光發(fā)生器系統(tǒng)提供電能量的激光電源系統(tǒng)。
[0024]其還包括激光控制系統(tǒng)，所述激光控制系統(tǒng)的控制端連接所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸的控制輸入端。
[0025]所述激光發(fā)生器優(yōu)選采用金腔和/或諧振腔做激光源的輸出，以便于提供光能優(yōu)質(zhì)的反饋空腔。
[0026]如圖3和圖4所示，分別為光焦度和熱焦距的曲線圖，熱透鏡補(bǔ)償?shù)睦碚摶A(chǔ):以直徑為6，7，8毫米的激光棒為例，根據(jù)中等功率光焦度經(jīng)驗(yàn)公式:Df~^ XPe/Jir2, ^ =
0.023，其中r為激光棒半徑，Pe為注入功率，激光棒的熱透鏡只和直徑有關(guān)，和長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。
[0027]從圖3、圖4對(duì)直徑為6.7.8毫米激光棒的測(cè)試，可以看出注入功率越大，激光棒熱焦距越小，這說(shuō)明激光棒端面變形凸面越大，激光輸出發(fā)散角變大，激光棒確定后只有激光注入功率變化，熱焦距也會(huì)變化，激光聚焦后的焦點(diǎn)也會(huì)變化，這種現(xiàn)象為熱透鏡效應(yīng)。我們根據(jù)激光功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡目鏡，來(lái)改變激光輸出的發(fā)散角，從而保證激光聚焦后的焦點(diǎn)不變化。
[0028]當(dāng)用戶在焊接某一產(chǎn)品時(shí)，用戶會(huì)設(shè)置有關(guān)的焊接電源參數(shù)，由于事先已測(cè)得焊接電源在不同功率時(shí)焦距變化規(guī)律的曲線，把變化曲線編入激光控制系統(tǒng)里，因此用戶在使用時(shí)，激光控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的激光電源參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡，從而保證焦距的一致性，從而保證了焊接質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:包括順序連接的激光發(fā)生器系統(tǒng)，熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)和激光聚焦系統(tǒng)，所述激光發(fā)生器系統(tǒng)通過(guò)所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)連接所述激光聚焦系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:所述激光發(fā)生器系統(tǒng)包括激光發(fā)生器，全反射鏡和激光輸出鏡，所述全反射鏡連接在所述激光發(fā)生器的激光輸出端，所述激光輸出鏡連接在所述激光發(fā)生器的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:所述熱透鏡補(bǔ)償系統(tǒng)包括伺服電機(jī)，調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡，所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸上直接或者間接地順序連接所述調(diào)焦目鏡和調(diào)焦物鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:所述激光聚焦系統(tǒng)包括45度反射鏡和聚焦鏡，所述聚焦鏡置于所述45度反射鏡的下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:還包括為所述激光發(fā)生器系統(tǒng)提供電能量的激光電源系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:還包括激光控制系統(tǒng)，所述激光控制系統(tǒng)的控制端連接所述伺服電機(jī)的伺服傳動(dòng)軸的控制輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有自動(dòng)消除固體激光器熱透鏡效應(yīng)裝置的激光焊接機(jī)，其特征在于:所述激光發(fā)生器采用金腔和/或諧振腔做激光輸出。
【文檔編號(hào)】B23K26/20GK203380512SQ201320036233
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】王小峰 申請(qǐng)人:深圳市通發(fā)激光設(shè)備有限公司