一種co2激光切割設備及其光路傳輸方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及激光加工領域，特別設及一種C02激光切割設備及其光路傳輸方法。
【背景技術】
[0002] 激光由于其高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的優點，已經廣泛應用于科 研、國防、工業等國民生產的重要方面。在工業領域，激光加工作為先進制造技術，具有高 效、高精度、高質量、范圍廣、節能環保并能實現柔性加工和超微細加工的優點，在汽車、電 子電路、電器、航空航天、鋼鐵冶金、機械制造等領域得到了廣泛的應用，且在某些行業(例 如汽車、電子行業等)已經達到較高的水平。對提高產品質量、勞動生產率、自動化、無污染、 減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。
[0003] 激光切割是激光加工中比較常見，應用也比較廣泛的一種方式。隨著激光切割在 各個領域的廣泛使用，各種材料的切割使用到了激光切割方式。隨著工業的發展，尤其是電 子產品的小型化，對于加工材料的切割日漸成為激光切割的主要發展方向。激光切割需達 到高精度、準確、迅速、自動化的加工方式。
[0004] 激光束垂直入射時，材料對激光的吸收和激光束的偏振狀態無關，而當激光束傾 斜入射時，偏振狀態對吸收的影響變得非常重要，對于激光切割，由于激光的吸收面變為了 切割縫的前沿，所W激光束不再是垂直入射到吸收面，此時材料的吸收效率與激光的偏振 狀態有關，因此當采用線偏振激光加工時，加工方向的改變將引起吸收效率變化，所W線偏 振光切割時，光束在不同切割方向上產生的切縫寬度不同，掛渣程度也不同，因此需要改 進。
[000引隨著激光加工技術的不斷發展，當前激光加工的主要應用方向，例如電子產品、汽 車、航空航天等工業方面也在向精密方向發展，所W對激光加工應用的精度要求也越來越 高。所有需要激光切割設備具有更高的加工精度，另外，隨著工業的不斷發展，對加工速度 要求也越來越高，對激光切割設備的加工效率要求越來越高，所W需要激光切割設備提高 加工速度，實現更加穩定、高效的切割。
[0006] 因此，現有的技術還有待改進和提高。

【發明內容】

[0007] 鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種C02激光切割設備及 其光路傳輸方法，通過反射式相位延遲器將線偏振激光束轉化成圓偏振的激光束，使切割 縫寬一致，減少掛渣現象。
[0008] 為了達到上述目的，本發明采取了 W下技術方案： 一種C02激光切割設備，包括切割頭、C02激光器、混合光裝置和反射式相位延遲器;所 述混合光裝置和反射式相位延遲器依次設置在所述C02激光器的出射光的光路上，所述混 合光裝置將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，并將包含有可見光和激光的混合光 束出射到反射式相位延遲器中，所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉化成圓偏振的 激光束，所述圓偏振的激光束經切割頭出射到被切割的工件上。
[0009] 所述的C02激光切割設備中，所述反射式相位延遲器為四分之一波長反射式相位 延遲器，所述混合光裝置出射的混合光束W45°的入射角入射到所述反射式相位延遲器中； 所述混合光束中的激光束的線偏振方向與激光束所在的入射面成45°。
[0010] 所述的C02激光切割設備中，所述切割頭內設置有位于反射式相位延遲器的出射 光光路上的聚焦鏡，所述反射式相位延遲器出射的混合光束經聚焦鏡聚焦后，照射到被切 割的工件上。
[0011] 所述的C02激光切割設備中，所述切割頭還設置有用于調節聚焦鏡與被切割的工 件之間的距離的調高螺桿，所述聚焦鏡固定在所述調高螺桿上。
[0012] 所述的C02激光切割設備中，所述C02激光切割設備還包括基座、用于驅動X軸行走 裝置沿Y軸運動的Y軸行走裝置W及用于驅動所述切割頭沿X軸運動的X軸行走裝置;所述Y 軸行走裝置設置在所述基座上，所述X軸行走裝置設置在所述Y軸行走裝置上;所述切割頭 設置在所述X軸行走裝置上。
[0013] 所述的C02激光切割設備中，所述X軸行走裝置包括X軸基座、X軸導軌、X軸電機、X 軸絲桿、X軸車載板和安裝板;所述X軸基座設置在所述Y軸行走裝置上，所述X軸導軌、X軸電 機和X軸絲桿均設置在所述X軸基座上，所述安裝板固定在所述X軸車載板的側邊，所述X軸 車載板設置在所述X軸導軌上，所述X軸電機通過驅動X軸絲桿轉動來帶動X軸車載板沿X軸 導軌進行直線運動。
[0014] 所述的C02激光切割設備中，所述Y軸行走裝置包括第一Y軸導軌、第二Y軸導軌、第 一 Y軸電機、第二Y軸電機、第一 Y軸絲桿、第二Y軸絲桿、第一 Y軸車載板和第二Y軸車載板;所 述第一 Y軸導軌、第二Y軸導軌、第一 Y軸電機、第二Y軸電機、第一 Y軸絲桿和第二Y軸絲桿設 置在所述基座上;所述第一 Y軸導軌和第二Y軸導軌平行，所述第一 Y軸車載板設置在所述第 一 Y軸導軌上，所述第一 Y軸電機通過驅動第一 Y軸絲桿轉動來帶動第一 Y軸車載板沿第一 Y 軸導軌進行直線運動;所述第二Y軸車載板設置在所述第二Y軸導軌上，所述第二Y軸電機通 過驅動第二Y軸絲桿轉動來帶動第二Y軸車載板沿第二Y軸導軌進行直線運動;所述X軸基座 的一端固定在所述第一 Y軸車載板上，所述X軸基座的另一端固定在所述第二Y軸車載板上； 所述第一 Y軸車載板和第二Y軸車載板同步運動。
[0015] 所述的C02激光切割設備中，所述切割頭的底部設置有用于輸入壓縮氣體的進氣 口和用于輸出壓縮氣體的氣嘴;壓縮氣體從進氣口進入后，通過氣嘴輸出到被切割的工件 上，所述圓偏振的激光束通過所述氣嘴照射到被切割的工件上。
[0016] -種C02激光切割設備的光路傳輸方法，所述光路傳輸方法包括步驟： A、 C02激光器射出線偏振的激光束； B、 混合光裝置將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，并將包含有可見光和激光 的混合光束出射到反射式相位延遲器中； C、 所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉化成圓偏振的激光束。
[0017] 所述的C02激光切割設備的光路傳輸方法中，所述步驟C之后，還包括步驟： D、 所述反射式相位延遲器出射的混合光束經聚焦鏡聚焦后，照射到被切割的工件上。
[0018] 相較于現有技術，本發明提供的一種C02激光切割設備及其光路傳輸方法，所述 C02激光切割設備包括切割頭、C02激光器、混合光裝置和反射式相位延遲器;所述混合光裝 置和反射式相位延遲器依次設置在所述C02激光器的出射光的光路上，所述混合光裝置用 于將可見光混入到C02激光器出射的激光束中，所述混合光裝置將包含有可見光和激光的 混合光束出射到反射式相位延遲器中，所述反射式相位延遲器將線偏振的激光束轉化成圓 偏振的激光束，所述圓偏振的激光束經切割頭出射到被切割的工件上。本發明通過反射式 相位延遲器將線偏振激光束轉化成圓偏振的激光束，不僅使切割縫寬一致，減少了掛渣現 象，而且，無需采用傳統的波片實現圓偏振轉化，使得光學系統更加簡單，調節方便，降低了 成本。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明提供的C02激光切割設備的光路示意圖。
[0020] 圖2為本發明提供的C02激光切割設備的結構圖。
[0021 ]圖3為本發明提供的C02激光切割設備中，激光束經過反射式相位延遲器 的示意圖。
[0022]圖4為本發明提供的C02激光切割設備中，切割頭的左視圖。
[002引圖5為圖帥A-A的剖視圖。
[0024] 圖6為本發明提供的C02激光切割設備中，切割頭的正視圖。
[0025] 圖7為本發明提供的C02激光切割設備中，X軸行走裝置的結構圖。
[0026] 圖8為本發明提供的C02激光切割設備中，Y軸行走裝置的結構圖。
[0027] 圖9為本發明提供的C02激光切割設備中，數字控制系統的結構框圖。
[0028] 圖10為本發明提供的C02激光切割設備的外形圖。
[0029] 圖11為本發明提供的C02激光切割設備中，激光束通過棱鏡的光路示意圖。
[0030] 圖12為本發明提供的C02激光切割設備中，激光束通過光束整形裝置的光路示意 圖。
[0031] 圖13為本發明提供的C02激光切割設備的光路傳輸方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0032] 本發明提供一種C02激光切割設備及其光路傳輸方法。為使本發明的目的、技術方 案及效果更加清楚、明確，W下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0033] 請參閱圖1和圖2,本發明提供一種C02激光切割設備，包括切割頭10、C02激光器 110、混合光裝置130和反射式相位延遲器150;所述混合光裝置130和反射式相位延遲器150 依次設置在所述C02激光器110的出射光的光路上;所述混合光裝置130將可見光混入到C02 激光器110出射的激光束中，并