本实用新型涉及用激光束对材料或工件进行焊接、切割、打孔等加工的技术领域，特别是涉及一种垂直结构激光光路系统。
背景技术：
激光加工或激光热处理的原理为使用激光对材料或工件进行处理，用以实现切割、雕刻、表面退火、表面淬火等目的，处理系统一般都包括高功率激光光源、待处理材料或工件以及将激光光源发出的激光做特定处理后导出至目标材料或工件的光路系统等。现有常见的激光加工或激光热处理中，激光多采用水平光路或光纤导出，与工件之间不好定位，调试维护不方便。
有鉴于此，申请号为cn201610948433.9的中国发明专利中公开了一种光纤激光加工光路系统，垂直光路和水平光路共同组成该光路系统，实现光束按指定路径传播的目的。由于光路被分为垂直光路和水平光路，该种光路系统存在以下不足之处：
1、在进行光学元件安装时，两种光路安装基准不统一，导致安装难度增加、安装调试困难。
2、垂直光路与水平光路联合使用时，需要额外的换向元件来引导光束变换方向，光学元器件数量的增加以及自身特点会导致光束能量的额外损失，最终产生的光束能量不足。
3、光路系统分为垂直光路和水平光路，这样的分体式结构整体稳定性差，刚性低，导致光路系统使用精度较低。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、方便调试、安装及使用精度高且有利于提高待处理材料或工件处理效率的垂直结构激光光路系统。
本实用新型垂直结构激光光路系统，包括相互连接的光学耦合模块、激光器模块、垂直光路模块，所述垂直光路模块包括安装基板、光路保护壳，所述安装基板、光路保护壳上设置有若干个供所述激光器模块产生的光束入射的第一入光口、第二入光口，所述安装基板上安装有光路整形用光学器件，所述光路保护壳上对应设置有若干个供光束导出的出光口，所述出光口下方放置有待处理物体。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述出光口正下方配设有镜头，所述镜头位于待处理物体上方。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述激光器模块与光学耦合模块设于所述光路保护壳的上、下任一正方向上且位于所述光路保护壳(11)的同侧。
本实用新型垂直结构激光光路系统，还包括固设于所述垂直光路模块的前、后、左、右任一正方向的支撑板，所述激光器模块与光学耦合模块均配置在所述支撑板上。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述支撑板与所述安装基板垂直。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述激光器模块配置为至少一个。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述镜头的数量与所述出光口的数量相同。
本实用新型垂直结构激光光路系统，其中所述安装基板为刚性板。
本实用新型垂直结构激光光路系统中，光路部分采用一体化垂直结构布局，光路主体结构的安装基准面垂直于水平面，位于一整块高刚性安装基板上，不需要现有技术中所述的分散的水平光路结构，大大简化了光路系统布局，使各个光学器件具备统一安装基准，便于安装且有效地提高了安装精度，进而提高了使用精度。光学器件安装于统一的高刚性基准板上，使整个光路系统具有较高刚性。所有光路器件囊括于同一安装区域内，实现了光路系统的模块化设计，显著降低了维护调试的复杂程度。总之，利用本实用新型垂直结构激光光路系统，在简化光路系统结构的同时，通过内部光学器件协同配合，进行针对激光光束的传导、变换、整形及融合，极大地提高了待处理材料或工件的处理效率。
下面结合附图对本实用新型的垂直结构激光光路系统作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一的立体结构示意图；
图2为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一的另一立体结构示意图；
图3为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一中垂直光路模块的立体结构示意图；
图4为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一中垂直光路模块的另一立体结构示意图；
图5为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一中垂直光路模块的主视透视图；
图6为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一中垂直光路模块的侧视透视图；
图7为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例一的工作原理示意图；
图8为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例二的立体结构示意图；
图9为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例三的立体结构示意图；
图10为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例四中垂直光路模块的立体结构示意图；
图11为本实用新型垂直结构激光光路系统实施例四中垂直光路模块的主视图；
图12为本实用新型垂直结构激光光路系统中激光器模块、镜头、待处理物体均设有多个时的工作原理示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1至图6所示，本实用新型垂直结构激光光路系统，包括相互连接的光学耦合模块15、激光器模块16、垂直光路模块100。激光器模块16为产生激光的装置，例如激光器。光学耦合模块15是使激光光源和光路系统实现有效连接产生光学耦合的单元模块。激光器模块16与光学耦合模块15连接。
垂直光路模块100包括安装基板10、光路保护壳11，安装基板10固定连接于光路保护壳11上并将其开口端封闭，将光路封装于光路保护壳11内，用以保护下述光学器件，并防止光束13外泄危害人身健康或造成财产损失。安装基板10垂直于水平面放置，此基板为高刚性板，特点在于高刚性、高平整度，有效地避免了系统整体变形的风险，减少了系统整体误差，有利于提高精度。安装基板10提供安装基准面，光路传播使用的光学器件直接或间接安装于其上。因安装基准统一，光学器件非常容易定位安装及维护，提高了安装精度及使用精度，还有利于降低生产及维护成本。具体的，安装基板10上设计有光学器件布局区域12(即图5中细点划线围成的区域)，光学器件一3、光学器件二4、光学器件三5、光学器件四6、光学器件五61、光学器件六62、光学器件七7依次安装于该安装基板10上，光学器件三5、光学器件五61、光学器件六62、光学器件七7选用常见的可改变光线传播方向的反射镜或反射器件，光束13在光学器件三5、光学器件五61、光学器件六62、光学器件七7处传播方向改变，这些光学器件配合使光束13在光路保护壳11内按照竖直向上-水平向右-竖直向下-水平向左-竖直向下的方向传导，实现了对激光光路的整形，改变了光束13的传导方向(光束13如图5中粗虚线所示)。光束13传导过程中，由于没有其他光路模块干扰，所以不需要额外增加换向元件，显著降低了光束13能量损耗，激光使用率高。
垂直光路模块100的前、后、左、右任一正方向上均可装设支撑板17，本实施例中，支撑板17装设于垂直光路模块100背部的安装基板10上，光学耦合模块15与安装基板10连接且光学耦合模块15、激光器模块16均配置于支撑板17上。
为解决光束13入射问题，安装基板10上设有第一入光口1，光路保护壳11上设置有第二入光口2，光束13从第一入光口1入射，光学耦合模块15与安装基板10连接，光路保护壳11上设置有供光束13导出的出光口8，出光口8正下方配设有镜头9，镜头9位于待处理物体14上方，待处理物体为特定材料或工件。
结合图7所示，本实施例的工作原理为：上述激光器模块16产生的激光光源经光学耦合模块15传导进入垂直光路模块100，经上述各个光学器件处理后经镜头9传出，并照射到待处理物体14的表面。
需要说明的是，上文提及的垂直光路模块100中的“垂直”特指垂直于水平面，在默认以水平面为基准时，“竖直”即“垂直”。
实施例二：
结合图8所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，光学耦合模块15、激光器模块16均装设于光路保护壳11的顶部且位于光路保护壳11的同侧，镜头9位于光路保护壳11底部，光束13从光路保护壳11上的第二入光口2入射，光学耦合模块15与光路保护壳11连接。当然，必要时，光学耦合模块15、激光器模块16也可与镜头9调换上下位置。
实施例三：
结合图9所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，支撑板17上设置有两个激光器模块16，提供两束入射光，同理，实践中还可根据具体需求设置n个激光波长、功率相同或不同的激光器模块16，用以叠加增强激光功率或满足不同处理工艺的激光使用需求，其中n为大于1的整数。
实施例四：
结合图10、图11所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，光路保护壳11上设置3个出光口8，3个出光口8上各设一个镜头9，镜头9下方各放置有一个待处理物体14。
以上四个实施例仅是对本申请的个别优选实施方式具体说明，实际应用时，上述激光器模块16、镜头9、待处理物体14、光学耦合模块15的数量均可以按照实际需求设置为n个，n为大于等于1的整数，而且，激光器模块16、镜头9、待处理物体14、光学耦合模块15的数量可分别灵活设置。布置多个镜头9满足了对工件高效、并行处理的工艺需求。基于此，第一入光口1的数量为一个或多个，以配合解决不同数量激光光源的光束13入射问题。与第一入光口1同理，第二入光口2也可根据实际需求设置多个。再结合图12所示(图中方框内的1、2……n等数字仅表示序号)，上述数量值为n时，本申请垂直结构激光光路系统的工作原理为：激光器模块16产生的n束激光光源经光学耦合模块15传导进入垂直光路模块100，经上述各个光学器件处理后，分别经n个镜头9传出，并照射到多个镜头9下方放置的单个或n个待处理物体14的表面。
基于以上技术方案，本申请垂直结构激光光路系统易于模块化设计，安装及使用精度高，维护调试方便，具有一个或多个相同特性或不同特性的激光光源，可以实现不同或相同特性激光的组合使用、单独使用，适用于更复杂的工艺环境。同时，具有一个或多个出光镜头，实现了多镜头组合出光或单镜头出光，适用于多镜头平行导出的场合，可同时处理一个或多个待处理材料或工件，极大地提高了工作效率。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
1.一种垂直结构激光光路系统，包括相互连接的光学耦合模块(15)、激光器模块(16)、垂直光路模块(100)，其特征在于：所述垂直光路模块(100)包括安装基板(10)、光路保护壳(11)，所述安装基板(10)、光路保护壳(11)上设置有若干个供所述激光器模块(16)产生的光束(13)入射的第一入光口(1)、第二入光口(2)，所述安装基板(10)上安装有光路整形用光学器件(3、4、5、6、61、62、7)，所述光路保护壳(11)上对应设置有若干个供光束(13)导出的出光口(8)，所述出光口(8)下方放置有待处理物体(14)。
2.根据权利要求1所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述出光口(8)正下方配设有镜头(9)，所述镜头(9)位于待处理物体(14)上方。
3.根据权利要求2所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述激光器模块(16)与光学耦合模块(15)设于所述光路保护壳(11)的上、下任一正方向上且位于所述光路保护壳(11)的同侧。
4.根据权利要求2所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：还包括固设于所述垂直光路模块(100)的前、后、左、右任一正方向的支撑板(17)，所述激光器模块(16)与光学耦合模块(15)均配置在所述支撑板(17)上。
5.根据权利要求4所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述支撑板(17)与所述安装基板(10)垂直。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述激光器模块(16)配置为至少一个。
7.根据权利要求6所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述镜头(9)的数量与所述出光口(8)的数量相同。
8.根据权利要求7所述的垂直结构激光光路系统，其特征在于：所述安装基板(10)为刚性板。
技术总结