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申请/专利权人：中红外激光研究院(江苏)有限公司

摘要：一种基于2μm涡旋超快贝塞尔光束的聚合物智能焊接系统及方法，系统：超快激光发射单元包括超快激光器；贝塞尔光束产生单元包括反射镜A、光束扩束器、反射镜B、锥形镜、螺旋相位板和光束收缩透镜组；反射镜A和B分别位于光束扩束器的两侧；锥形镜设置在反射镜B的反射光路上；螺旋相位板设置在锥形镜的出射光路上；光束收缩透镜组设置在螺旋相位板的出射光路上；多维位移旋转激光头调节单元包括调节机构，调节机构包括三维位移调节平台、旋转装置和反射镜C；三维测算监测单元包括三个成像模块；方法：采集三维点云信息；进行三维建模，并进行三维测算，获得最优焊接路径；实施焊接过程。该系统及方法能确保焊接的高质量和高一致性。

主权项：1.一种基于2μm涡旋超快贝塞尔光束的聚合物智能焊接系统，包括激光焊接平台6，其特征在于，还包括超快激光发射单元、贝塞尔光束产生单元、多维位移旋转激光头调节单元、三维测算监测单元和控制单元1；所述超快激光发射单元包括超快激光器3，所述超快激光器3用于产生2μm的高斯光束；所述贝塞尔光束产生单元包括反射镜A4、光束扩束器5、反射镜B7、锥形镜8、螺旋相位板9和光束收缩透镜组10；所述反射镜A4设置在超快激光器3的出射光路上，用于改变光束的传播方向；所述光束扩束器5设置在反射镜A4的反射光路上，用于扩大入射的光束，以实现光束的整形；所述反射镜B7设置在光速扩束器5的出射光路上，用于改变光束的传播方向；所述锥形镜8设置在反射镜B7的反射光路上，用于对入向的光束进行整形并形成贝塞尔高斯光束；所述螺旋相位板9设置在锥形镜8的出射光路上，用于改变入射光束的相位分布，并获得螺旋形相位结构，生成涡旋光束；所述光束收缩透镜组10设置在螺旋相位板9的出射光路上，用于将大光斑光束聚焦成小光斑光束，以使光束的能量更集中；所述多维位移旋转激光头调节单元包括至少两个调节机构12，所述调节机构12包括位于底部的三维位移调节平台、安装在三维位移调节平台上的旋转装置和安装在旋转装置上的反射镜C11，其中，第一个调节机构12设置在光束收缩透镜组10的出射光路上，且其中的反射镜C11用于将所接收的激光光束反射至位于激光焊接平台6上待焊接物体的面光侧或反射至第二个调节机构12上，第二个调节机构12设置在位于激光焊接平台6上待焊接物体的背光侧，用于接收第一调节机构12所反射的激光光束并反射至位于激光焊接平台6上待焊接物体的背光侧；所述三维测算监测单元包括至少三个成像模块2，三个成像模块2分别布置在激光焊接平台6周围的不同方向上，且三个成像模块2的采样面均朝向激光焊接平台6，用于采集激光焊接平台6及其上待焊接物体和焊接头的三维点云信息；所述控制单元1分别与超快激光发射单元、光束收缩透镜组10、多维位移旋转激光头调节单元和三维测算监测单元连接。

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