[发明专利]一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法

权利要求书

1.一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，包括外壳，其特征在于：所述外壳（13）内从上至下依次设有激光发射装置（1）、第一光学元器件（2）、第二光学元器件（3）、第三光学元器件（4）、第四光学元器件（5）和保护镜片（6），所述激光发射装置（1）竖直固定在外壳（13）的顶部，激光发射装置（1）的发射口嵌设在外壳（13）内，所述第二光学元器件（3）和保护镜片（6）分别通过左右两侧的连接杆固定在外壳（13）的内侧壁上，所述第一光学元器件（2）的一侧通过第一连接装置（14）连接第一电机（17），第三光学元器件（4）的一侧通过第二连接装置（15）连接第二电机（18），第四光学元器件（5）的一侧通过第三连接装置（16）连接第三电机（19）；

控制方法包括如下步骤：1）S1，激光发射装置（1）出射激光光束（8）经过第一光学元器件（2）后汇聚成第一光束（9）；2）S2，第一光束（9）经过第二光学元器件（3）和第三光学元器件（4）后形成不同光束直径的第三光束（11）；3）S3，不同直径的第三光束（11）经过第四光学元器件（5）汇聚后最终聚焦形成相对应的不同光斑直径的光斑（12）；4）S4，通过不同直径的光斑（12），并且由第四光学元器件（5）调控焦点的不同位置，以此来加工不同类型的工件（7）。

2.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于：所述第一电机（17）、第二电机（18）和第三电机（19）设在外壳（13）的表面。

3.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于：所述第一光学元器件（2）为正透镜，并且第一光学元器件（2）具有小的焦距, 第一光学元器件（2）的焦距范围为20-50mm。

4.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于：所述第二光学元器件（3）为负透镜。

5.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于：所述第三光学元器件（4）为正透镜。

6.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于：所述第四光学元器件（5）为正透镜。

7.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于所述步骤2中包括如下步骤：1）第一光束（9）经过第二光学元器件（3）后形成发散的第二光束（10）；2）第二光束（10）经过第三光学元器件（4）后形成不同光束直径的第三光束（11）。

8.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于所述步骤5中获得不同位置的光斑（12）包括如下步骤：1）第一电机（17）驱动第一光学元器件（2）沿垂直的光轴方向运动一定距离；2）随后第二电机（18）驱动第三光学元器件（4）运动特定的补偿距离；3）使第二光束（10）经第三光学元器件（4）汇聚后形成一个特定光束直径的平行光束。

9.如权利要求1所述的一种光斑直径和焦点位置可调的激光加工头及其控制方法，其特征在于所述步骤5中获得不同的焦点位置包括如下步骤：第三电机（19）驱动第四光学元器件（5）运动，从而获得不同焦点位置的光斑（12）。