本申请涉及激光加工，具体而言，涉及一种同轴送丝光学装置。
背景技术：
1、激光加工技术涵盖了激光切割、焊接、淬火、打孔、微加工等多种激光加工工艺，利用了激光与物质相互作用的基本特性。由于激光束具有与加工材料的非接触性、加工速度快与质量优异等优势，保证了激光加工技术是一种无可替代的高新技术。随着中高功率光纤激光器价格的大幅降低，激光焊接、激光熔覆等也逐步获得广泛推广。送丝激光焊接、送丝激光熔覆在激光焊接与熔覆中十分常见，统称为送丝激光加工。通常的送丝激光加工，大致可分为旁轴送丝激光加工和同轴送丝激光加工。
2、目前，同轴送丝加工主要包括环形光内送丝加工与分光光内送丝加工。环形光内送丝加工这种方式的送丝结构与环形光束会产生干涉，存在安全隐患，及时解决了送丝结构与光束干涉问题，但光路结构复杂，整形镜片为熔融石英材料，难加工并导致成本很高；然而，分光光内送丝加工这种方式送丝杆需要先进行弯折后才能穿过光束再竖直向下送丝，易导致送丝杆末端丝材弯曲不直，可能无法稳定地与激光束发生作用。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种同轴送丝光学装置，通过提出一种多分光同轴送丝光学系统，基于准直镜准直光束特性、凸型多分光面反射镜与凹型多分光面反射镜分光反射特性，实现多道平行光，配合聚焦镜可实现多道光束汇聚为一点，同时结合同轴送丝机构光内出丝特性，可大幅提高送丝材料利用效率、激光加工速度、加工质量与一致性，光路结构简单，适用于光纤激光器送丝激光加工，尤其适用于高功率光纤激光送丝焊接、送丝熔覆等激光加工应用，从而解决上述技术问题。
2、本申请实施例提供了一种同轴送丝光学装置，所述装置包括：汇聚光束模块和同轴送丝机构；所述汇聚光束模块包括：准直模块、平行光束产生模块、聚焦模块；所述同轴送丝机构包括：送丝杆；所述准直模块设置在发射激光束的激光器出口一侧，所述平行光束产生模块设置在所述准直模块准直所述激光束的输出光路端一侧，所述聚焦模块设置在所述平行光束产生模块将所述激光束变为平行光束的输出光路端一侧；所述送丝杆的末端设置在所述聚焦模块将所述平行光束汇聚形成的交点位置；所述准直模块用于：将激光器发射的激光束进行准直，以获得准直光束；所述平行光束产生模块用于：将所述准直光束进行分光反射，以变换为多道平行光束；所述聚焦模块用于：将所述多道平行光束汇聚到所述交点，以获得汇聚光束；所述送丝杆用于：基于所述汇聚光束，同轴输送丝材以进行激光加工。
3、在上述实现过程中，通过提出一种多分光同轴送丝光学系统，基于准直光束特性、分光反射特性，实现多道平行光，配合聚焦特性可实现多道光束汇聚为一点，同时结合同轴送丝机构光内出丝特性，可大幅提高送丝材料利用效率、激光加工速度、加工质量与一致性，光路结构简单，适用于光纤激光器送丝激光加工，尤其适用于高功率光纤激光送丝焊接、送丝熔覆等激光加工应用，提高了加工精度。
4、可选地，所述平行光束产生模块包括：第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜；所述第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜依次设置所述准直模块准直所述激光束的输出光路端一侧；所述第一斜面反射镜用于改变所述准直光束的传输方向至所述凸型多分光面反射镜的输入光路端；所述凸型多分光面反射镜用于对所述准直光束进行分光反射，以变换为发散光束群；所述凹型多分光面反射镜用于对所述发散光束群进行再次分光反射，以变换为传输方向一致的多道平行光束。
5、在上述实现过程中，通过第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜搭建的平行光束产生系统，光路结构简单，相较于无光机干涉的透射式环形光路而言，凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜更容易加工，整体光路成本更低，提高了送丝材料利用效率。
6、可选地，所述凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜均为圆形柱状分光反射镜；所述圆形柱状分光反射镜包括多个反射面，所述多个反射面中相邻两个反射面的交线交汇于一个顶点，所有交线的夹角相等且在同一个圆锥面上。
7、在上述实现过程中，通过设置圆柱状的凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜，更容易加工，整体光路成本更低。
8、可选地，所述凸型多分光面反射镜与所述凹型多分光面反射镜平行放置；所述圆形柱状分光反射镜的光束偏转角取值范围包括30°至150°。
9、在上述实现过程中，通过设置这个角度范围的反射面，基于凸型多分光面反射镜与凹型多分光面反射镜分光反射可以实现多道平行光特性，能够降低板材搭接宽度及装夹要求，有利于送丝杆送丝与激光产生稳定性的作用。
10、可选地，所述凹型多分光面反射镜为中空的圆形柱状分光反射镜，所述圆形柱状分光反射镜的中空区域用于传输所述多道平行光束。
11、在上述实现过程中，通过设置中空的凹型多分光面反射镜，帮助通光，有利于光路系统集成化、微小化，降低了成本。
12、可选地，所述聚焦模块包括：聚焦镜、第二斜面反射镜和中空保护镜；所述聚焦镜、第二斜面反射镜和中空保护镜依次设置所述平行光束产生模块将所述激光束变为平行光束的输出光路端一侧；所述聚焦镜用于将所述多道平行光束进行汇聚，以获得汇聚光束群；所述第二斜面反射镜用于改变所述汇聚光束群的传输方向至所述中空保护镜的输入光路端；所述中空保护镜用于通过折射汇聚所述汇聚光束群至所述交点，以获得汇聚光束。
13、在上述实现过程中，通过在丝材直度范围内与聚焦模块形成的光路汇聚交点作用，可确保送丝激光加工应用的稳定性。
14、可选地，所述准直模块包括：准直镜；所述准直镜设置在发射激光束的激光器出口一侧，用于将所述激光束进行准直，以获得准直光束。
15、在上述实现过程中，通过对入射的发散光束进行准直后，有助于第一斜面反射镜进行集中反射，有利于形成质量好的汇聚光束。
16、可选地，所述准直镜、聚焦镜及中空保护镜均为圆柱状的透射式光学镜片，所述第二斜面反射镜、中空保护镜均为中空的反射镜片。
17、在上述实现过程中，有助于提高承受功率上限，保证高功率下激光加工头的稳定性。
18、可选地，所述准直镜的中心轴与所述第一斜面反射镜中心对称面共面；所述第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜、聚焦镜、第二斜面反射镜柱面的中心轴同轴；所述中空保护镜的中心轴与所述第二斜面反射镜中心对称面共面；所述送丝杆设置于所述第二斜面反射镜和中空保护镜的中空区域。
19、在上述实现过程中，有利于丝材在输送时与光路汇聚点相互作用，可提高送丝激光加工应用的稳定性。
20、可选地，所述送丝杆的末端与所述交点的距离在预设范围内；其中，所述预设范围与送丝杆的尺寸有关。
21、在上述实现过程中，通过设置送丝杆末端与汇聚光束聚焦点的距离，能够提高高功率下激光加工头的稳定性。
22、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作更多说明如下。
1.一种同轴送丝光学装置，其特征在于，所述装置包括：汇聚光束模块和同轴送丝机构；
2.根据权利要求1所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述平行光束产生模块包括：第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜；
3.根据权利要求2所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜均为圆形柱状分光反射镜；
4.根据权利要求3所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述凸型多分光面反射镜与所述凹型多分光面反射镜平行放置；所述圆形柱状分光反射镜的光束偏转角取值范围包括30°至150°。
5.根据权利要求3或4所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述凹型多分光面反射镜为中空的圆形柱状分光反射镜，所述圆形柱状分光反射镜的中空区域用于传输所述多道平行光束。
6.根据权利要求1所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述聚焦模块包括：聚焦镜、第二斜面反射镜和中空保护镜；
7.根据权利要求1所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述准直模块包括：准直镜；
8.根据权利要求1-7任一所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，准直镜、聚焦镜及中空保护镜均为圆柱状的透射式光学镜片，第二斜面反射镜、中空保护镜均为中空的反射镜片。
9.根据权利要求8所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述准直镜的中心轴与第一斜面反射镜中心对称面共面；所述第一斜面反射镜、凸型多分光面反射镜、凹型多分光面反射镜、聚焦镜、第二斜面反射镜柱面的中心轴同轴；所述中空保护镜的中心轴与所述第二斜面反射镜中心对称面共面；所述送丝杆设置于所述第二斜面反射镜和中空保护镜的中空区域。
10.根据权利要求9所述的同轴送丝光学装置，其特征在于，所述送丝杆的末端与所述交点的距离在预设范围内；其中，所述预设范围与送丝杆的尺寸有关。
