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激光切割

阅读:752发布:2020-05-11

专利汇可以提供激光切割专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 激光切割 机,用于异形极片的切割成型,包括第一 激光器 、第二激光器、第一反射镜、反射组件及振镜系统,所述第一激光器和所述第二激光器并列放置,所述第一激光器与所述反射组件相对设置,其中,调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹 角 为0°,所述第一激光器发射出的激光直接进入所述振镜系统;调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹角为45°,所述第二激光器发射出的激光依次被所述第一反射镜和所述反射组件反射并射入振镜系统。上述激光切割机具有较高切割效率。,下面是激光切割专利的具体信息内容。

1.一种激光切割机,用于异形极片的切割成型,其特征在于,包括第一激光器、第二激光器、第一反射镜、反射组件及振镜系统,所述第一激光器和所述第二激光器并列放置,所述第一激光器与所述反射组件相对设置,所述第一反射镜与所述第二激光器相对设置,其中,调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹为0°,所述第一激光器发射出的激光直接进入所述振镜系统;调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹角为45°,所述第二激光器发射出的激光依次被所述第一反射镜和所述反射组件反射并射入振镜系统。
2.根据权利要求1所述的激光切割机,其特征在于,所述反射组件包括第二反射镜和电机,所述电机连接于所述第二反射镜,以带动所述第二反射镜转动至与所述第一激光器的轴线夹角为0°或45°的位置
3.根据权利要求1所述的激光切割机,其特征在于,所述振镜系统包括动态聚焦机构和XY振镜机构,所述第一激光器/第二激光器发射出的激光经由所述动态聚焦机构聚焦后,射入所述XY振镜机构。
4.根据权利要求3所述的激光切割机,其特征在于,还包括壳体,所述动态聚焦机构包括聚焦透镜组件和调焦组件,所述聚焦透镜组件滑动连接于所述壳体侧壁,所述调焦组件一端设于所述壳体侧壁,另一端连接于所述聚焦透镜组件,所述调焦组件带动所述聚焦透镜组件移动,以使激光的焦点始终位于所述待加工极片所在平面。
5.根据权利要求4所述的激光切割机,其特征在于,所述动态聚焦机构还包括弹性件,所述弹性件一端连接于所述壳体侧壁,另一端连接于所述聚焦透镜组件。
6.根据权利要求4所述的激光切割机,其特征在于,所述壳体设有滑轨和若干限位,所述动态聚焦机构还包括安装板,所述安装板设有与所述滑轨相配合的滑块,所述限位块设于所述滑轨的端部,以对所述滑块进行限位。
7.根据权利要求4所述的激光切割机,其特征在于,所述第一激光器、所述第二激光器、所述第一反射镜、所述反射组件及所述振镜系统均设于所述壳体内,所述壳体开设有出光口,激光由所述出光口射向待加工极片。
8.根据权利要求2所述的激光切割机,其特征在于,还包括第三反射镜,设于所述第一激光器和所述振镜系统之间,用于使所述第一激光器发射的激光或经由第一反射镜和第二反射镜反射的激光射入所述振镜系统。
9.根据权利要求8所述的激光切割机,其特征在于,还包括第一防尘罩、第二防尘罩、第三防尘罩、第一防尘管、第二防尘管及第三防尘管,所述第一防尘罩盖设于所述反射组件,所述第二防尘罩盖设于所述第一反射镜,所述第三防尘罩盖设于所述第三反射镜,所述第一防尘管设于所述第一防尘罩和所述第二防尘罩之间,所述第二防尘管设于所述第二激光器和所述第二防尘罩之间,所述第三防尘管设于所述第一防尘罩和所述第三防尘罩之间。
10.根据权利要求1-9任一项所述的激光切割机,其特征在于,还包括第一校正光靶、第二校正光靶、第三校正光靶及第四校正光靶,所述第一校正光靶位于所述第一激光器的轴线上,所述第二校正光靶位于所述第二激光器的轴线上,所述第三校正光靶位于被所述第一反射镜反射的激光的传播路径上,所述第四校正光靶位于由所述振镜系统射出的激光的传播路径上。

说明书全文

激光切割

技术领域

[0001] 本发明涉及激光加工技术领域,特别是涉及一种激光切割机。

背景技术

[0002] 异形锂电池生产过程中,首先需要将极片切割成型为目标形状,相较于传统的模切工艺,激光切割无需频繁更换刀具,生产效率更高,因而得到广泛的应用。现有激光切割机针对异形极片的切割效率普遍较低。

发明内容

[0003] 基于此,提供一种激光切割机,旨在提高切割效率。
[0004] 一种激光切割机,用于异形极片的切割成型,包括第一激光器、第二激光器、第一反射镜、反射组件及振镜系统,所述第一激光器和所述第二激光器并列放置,所述第一激光器与所述反射组件相对设置,其中,调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹为0°,所述第一激光器发射出的激光直接进入所述振镜系统;调整所述反射组件与所述第一激光器的轴线夹角为45°,所述第二激光器发射出的激光依次被所述第一反射镜和所述反射组件反射并射入振镜系统。
[0005] 上述激光切割机,包括并列放置的第一激光器和第二激光器,以及第一反射镜、反射组件和振镜系统,当需要切割出异形极片的直线段时,可打开第一激光器,进行高速切割,此时,反射组件与第一激光器的轴线夹角为0°,即反射组件平行于第一激光器的轴线,第一激光器射出的激光直接射入振镜系统,在振镜系统的调节下在极片上切出需要的图形;当需要切割出异形极片的拐角及圆弧段时,打开第二激光器,进行低速切割,此时,反射组件与第一激光器的轴线夹角为45°,第二激光器发射出的激光依次被第一反射镜、反射组件反射后,射入振镜系统,并在振镜系统的调节下在极片上切出需要的图形。第一反射镜和反射组件的设置使得第一激光器和第二激光器发射的激光传播路径部分重合,最终都透过振镜系统对极片进行切割,反射组件的角度可根据需要进行调节,实现第一激光器和第二激光器在不同时段的切换,以最短的时间切割出满足品质要求的异形极片,有效提高生产效率。
[0006] 在其中一个实施例中,所述反射组件包括第二反射镜和电机,所述电机连接于所述第二反射镜,以带动所述第二反射镜转动至与所述第一激光器的轴线夹角为0°或45°的位置
[0007] 在其中一个实施例中,所述振镜系统包括动态聚焦机构和XY振镜机构,所述第一激光器/第二激光器发射出的激光经由所述动态聚焦机构聚焦后,射入所述XY振镜机构。
[0008] 在其中一个实施例中,还包括壳体,所述动态聚焦机构包括聚焦透镜组件和调焦组件,所述聚焦透镜组件滑动连接于所述壳体侧壁,所述调焦组件一端设于所述壳体侧壁,另一端连接于所述聚焦透镜组件,所述调焦组件带动所述聚焦透镜组件移动,以使激光的焦点始终位于所述待加工极片所在平面。
[0009] 在其中一个实施例中,所述动态聚焦机构还包括弹性件,所述弹性件一端连接于所述壳体侧壁,另一端连接于所述聚焦透镜组件。
[0010] 在其中一个实施例中,所述壳体设有滑轨和若干限位,所述动态聚焦机构还包括安装板,所述安装板设有与所述滑轨相配合的滑块,所述限位块设于所述滑轨的端部,以对所述滑块进行限位。
[0011] 在其中一个实施例中,所述第一激光器、所述第二激光器、所述第一反射镜、所述反射组件及所述振镜系统均设于所述壳体内,所述壳体开设有出光口,激光由所述出光口射向待加工极片。
[0012] 在其中一个实施例中,还包括第三反射镜,设于所述第一激光器和所述振镜系统之间,用于使所述第一激光器发射的激光或经由第一反射镜和第二反射镜反射的激光射入所述振镜系统。
[0013] 在其中一个实施例中,还包括第一防尘罩、第二防尘罩、第三防尘罩、第一防尘管、第二防尘管及第三防尘管,所述第一防尘罩盖设于所述反射组件,所述第二防尘罩盖设于所述第一反射镜,所述第三防尘罩盖设于所述第三反射镜,所述第一防尘管设于所述第一防尘罩和所述第二防尘罩之间,所述第二防尘管设于所述第二激光器和所述第二防尘罩之间,所述第三防尘管设于所述第一防尘罩和所述第三防尘罩之间。
[0014] 在其中一个实施例中,还包括第一校正光靶、第二校正光靶、第三校正光靶及第四校正光靶,所述第一校正光靶位于所述第一激光器的轴线上,所述第二校正光靶位于所述第二激光器的轴线上,所述第三校正光靶位于被所述第一反射镜反射的激光的传播路径上,所述第四校正光靶位于由所述振镜系统射出的激光的传播路径上。附图说明
[0015] 图1为一实施例中激光切割机的局部结构示意图;
[0016] 图2为一实施例中激光切割机的结构示意图;
[0017] 图3为一实施例中激光切割机的振镜系统的结构示意图;
[0018] 图4为图3所示激光切割机的振镜系统的另一视角的结构示意图;
[0019] 图5为图1所示激光切割机另一视角的局部结构示意图;
[0020] 图6为图1所示激光切割机又一视角的局部结构示意图。

具体实施方式

[0021] 为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0022] 需要说明的是,当元件被称为“固定于”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“内”、“外”、“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。
[0023] 请参阅图1,一种激光切割机100,用于异形极片的切割成型,包括第一激光器10、第二激光器20、第一反射镜30、反射组件40及振镜系统50,第一激光器10和第二激光器20并列放置,第一激光器10与反射组件40相对设置,第一反射镜30与第二激光器20相对设置,其中,调整反射组件40与第一激光器10的轴线夹角为0°,确切的说,调整反射组件40使得反射组件40的反射面与第一激光器10的轴线相平行,进而反射组件40的反射面不改变第一激光器10发射出的激光传播方向,使第一激光器10发射出的激光直接进入振镜系统50,在振镜系统50的调节下在极片上切出需要的图形;调整反射组件40与第一激光器10的轴线夹角为45°,确切的说,调整反射组件40使得反射组件40的反射面与第一激光器10的轴线夹角为
45°,使得第二激光器20发射出的激光依次被第一反射镜30和反射组件40反射并射入振镜系统50,在振镜系统50的调节下在极片上切出需要的图形。
[0024] 上述实施方式中,通过调整反射组件40的位置,选择性的将第一激光器10或第二激光器20发出的激光反射至振镜系统50,进而快速的适应切割需要。例如,当需要切割出异形极片的直线段时,可打开第一激光器10,进行高速切割,此时,反射组件40平行于第一激光器10的轴线,即反射组件40与第一激光器10的轴线夹角为0°,第一激光器10射出的激光直接射入振镜系统50,在振镜系统50的调节下在极片上切出需要的图形;当需要切割出异形极片的拐角及圆弧段时,关闭第一激光器10,打开第二激光器20,进行低速切割,此时,反射组件40平行于第一反射镜30,即与第一激光器10的轴线夹角为45°,第二激光器20发射出的激光依次被第一反射镜30、反射组件40反射后,射入振镜系统50,并在振镜系统50的调节下在极片上切出需要的图形。
[0025] 请一并参阅图1和图2,激光切割机100还包括壳体60,第一激光器10、第二激光器20、第一反射镜30、反射组件40及振镜系统50均设于壳体内,壳体60开设有出光口63,激光由出光口63射向待加工极片。壳体60一方面用来安装固定第一激光器10、第二激光器20、第一反射镜30、反射组件40及振镜系统50,另一方面使上述组件与外部环境隔离,起到防尘作用。
[0026] 反射组件40包括第二反射镜41和电机42,电机42连接于第二反射镜41,以带动第二反射镜41转动至与第一激光器10的轴线夹角为0°位置或45°位置。反射组件40固定于壳体60的内壁,电机42能够带动第二反射镜41转动,当需要采用第一激光器10对待加工极片进行高速切割时,控制系统控制电机42带动第二反射镜41转动至平行于第一激光器10的轴线的位置,即第二反射镜41与第一激光器10的轴线夹角为0°,第一激光器10射出的激光直接射入振镜系统50,在振镜系统50的调节下在极片上切割出需要的图形。当需要采用第二激光器20对待加工极片进行低速切割时,控制系统控制电机42带动第二反射镜41转动至与第一激光器10的轴线夹角为45°,第二激光器20发射出的激光射向第一反射镜30,被反射进入第二反射镜42,再被第二反射镜42反射后,射入振镜系统50,并在振镜系统50的调节下在极片上切割出需要的图形。在一实施例中,振镜系统50的中心线与第一激光器10的轴线重合,激光切割机100的外形为直线型。
[0027] 请参阅图1,振镜系统50包括动态聚焦机构51和XY振镜机构52,第一激光器10/第二激光器20发射出的激光经由动态聚焦机构51聚焦后,射入XY振镜机构52。动态聚焦机构51的设置在激光切割过程中实现动态聚焦,使得激光始终聚焦于待加工极片所在平面,保证加工品质;同时,动态聚焦机构51将焦距拉长,从而增大了扫描面积,可以满足大幅面工件的激光切割。
[0028] 请参阅图3和图4,动态聚焦机构51包括聚焦透镜组件511和调焦组件512,聚焦透镜组件511滑动连接于壳体60侧壁,调焦组件512一端设于壳体60侧壁,另一端连接于聚焦透镜组件511,调焦组件512带动聚焦透镜组件511移动,以使激光的焦点始终位于待加工极片所在平面。根据待加工极片所在平面每一点到聚焦透镜组件511的距离,改变透镜组件511的焦距,从而使聚焦后的光点全部位于待加工极片所在的平面内,以保证加工品质;同时,聚焦透镜组件511和调焦组件512相互配合将焦距拉长,从而增大了扫描面积,可以满足大幅面工件的激光切割。
[0029] 动态聚焦机构51还包括弹性件513,弹性件513一端连接于壳体60侧壁,另一端连接于聚焦透镜组件511。调焦组件512和弹性件513分别从两个方向对聚焦透镜组件511进行限位,使得聚焦透镜组件511在调节过程中运动更平稳,从而提高调焦精度,有利于提高激光切割机100的精度;同时,调焦组件512带动聚焦透镜组件511移动过程中,弹性件513对聚焦透镜组件511具有缓冲作用,防止聚焦透镜组件511在运动过程中发生猛烈撞击而被损坏。具体的,弹性件513可为拉伸弹簧或其他具有拉伸作用的元件。
[0030] 壳体60设有滑轨61和若干限位块62,动态聚焦机构51还包括安装板514,安装板514设有与滑轨61相配合的滑块514a,限位块62设于滑轨61的端部,以对滑块514a进行限位。
[0031] 请参阅图1,第一激光器10包括第一激光头11和第一扩束镜12,第二扩束镜12用于扩展第一激光头11发射的激光的直径并减小前述激光的发散角,第二激光器20包括第二激光头21和第二扩束镜22,第二扩束镜22用于扩展第二激光头21发射的激光的直径并减小前述激光的发散角。具体的,第一激光器10为高功率激光器,与振镜系统50相配合,能够进行高速切割,第二激光器20为低功率激光器,与振镜系统50相配合,能够进行低速切割。
[0032] 在一实施例中,激光切割机100还包括第三反射镜70,第三反射镜70设于第一激光器10和振镜系统50之间,用于使第一激光器10发射的激光被第三反射镜70反射后射入振镜系统50,或使第二激光器20发射的激光依次经由第一反射镜30、第二反射镜41及第三反射镜70反射后射入振镜系统50。可以理解的,第一激光器10(或第二激光器20)和振镜系统50呈夹角设置时,第三反射镜70用于改变激光的传播路径,以使由第一激光器10或第二激光器20发射的激光最终进入振镜系统50,此时激光切割机100整体为L型,方便安装。
[0033] 请参阅图5,激光切割机100还包括第一防尘罩81、第二防尘罩82、第三防尘罩83、第一防尘管84、第二防尘管85及第三防尘管86,第一防尘罩81盖设于反射组件40,第二防尘罩82盖设于第一反射镜30,第三防尘罩83盖设于第三反射镜70,第一防尘管84设于第一防尘罩81和第二防尘罩82之间,第二防尘管85设于第二激光器20和第二防尘罩82之间,第三防尘管86设于第一防尘罩81和第三防尘罩83之间。第一防尘罩81、第二防尘罩82、第三防尘罩83、第一防尘管84、第二防尘管85及第三防尘管86的设置实现对激光切割机100各组件的防尘隔离,确保激光切割机100的可靠性和稳定性
[0034] 请参阅1和图6,激光切割机100还包括第一校正光靶91、第二校正光靶92、第三校正光靶93及第四校正光靶94,第一校正光靶91位于第一激光器10的轴线上,第二校正光靶92位于第二激光器20的轴线上,第三校正光靶93位于被第一反射镜30反射的激光的传播路径上,第四校正光靶94位于由振镜系统50射出的激光的传播路径上。在激光切割机100的安装及调节过程中,首先将第一校正光靶91、第二校正光靶92、第三校正光靶93及第四校正光靶94固定于壳体60的设定位置,具体的,调节第一激光器10的位置,使得第一激光器10发射出的激光射向第一校正光靶91的靶心,而后将第一激光器10固定;调节第二激光器20的位置,使得第二激光器20发射出的激光射向第二校正光靶92的靶心,而后将第二激光器20固定;调整第一反射镜30的位置,使得第二激光器20发射出激光经过第一反射镜30反射后射向第三校正光靶93的靶心,而后将第一反射镜30固定;调整第三反射镜70的位置,使得由第三反射镜70反射的光线经过振镜系统50射向第四校正光靶94的靶心,最终完成激光切割机
100各组件的调节安装,有效提高各组件的安装精度,保证激光切割机100的切割品质。
[0035] 进一步地,第四校正光靶94通过一连接罩95设于壳体60,连接罩95与开设于壳体60的出光口63相通,激光切割机100完成调节安装后,拆除连接罩95和第四校正光靶94,以方便对待加工极片进行切割。
[0036] 以上所述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。
[0037] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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