[發(fā)明專利]多點(diǎn)傳感激光掃描加工系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710369471.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107088706B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖向榮
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢松盛光電科技有限公司
• 主分類號: B23K26/082
• 分類號: B23K26/082;B23K26/042;B23K26/70
• 代理公司: 武漢藍(lán)寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉楨

本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)傳感激光掃描加工系統(tǒng)，包括準(zhǔn)直激光光源，振鏡系統(tǒng)，遠(yuǎn)心消色差掃描物鏡，照明光源，同軸指示光源系統(tǒng)，CCD成像系統(tǒng)，旁軸校正光源，紅外測溫單元，功率檢測單元和控制系統(tǒng)；本發(fā)明將同軸指示加工光點(diǎn)，旁軸校正自動對焦，CCD成像系統(tǒng)，紫外消色差，測溫儀，功率計(jì)等六方面的功能模塊整合到激光加工系統(tǒng)中，對激光加工過程中出現(xiàn)的定位精準(zhǔn)，加工功率恒定，加工溫度穩(wěn)定，遠(yuǎn)心消色差，多波段混合色光聚焦等問題進(jìn)行了系統(tǒng)性的解決，使得改激光加工系統(tǒng)更加智能，達(dá)到精準(zhǔn)控制加工的目的，滿足高精度激光加工的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到智能傳感激光掃描加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展，需要加工的介質(zhì)品種日益增加，要求加工出來的效果也越來越精細(xì)，使用紫外激光進(jìn)行激光加工越來越廣泛。紫外激光具有聚焦光斑小，加工熱影響區(qū)小等特點(diǎn)，在超精細(xì)打標(biāo)、特殊材料打標(biāo)及刻劃等方面得到廣泛的應(yīng)用。在紫外激光加工應(yīng)用領(lǐng)域，不但要求其劃刻出的圖案清晰、準(zhǔn)確，而且越來越多要求能對加工對象進(jìn)行手工或圖像準(zhǔn)確對位或者工作情況實(shí)時(shí)監(jiān)控。傳統(tǒng)的用于紫外激光標(biāo)刻的F-Theta鏡頭，只對紫外激光波段進(jìn)行消像差設(shè)計(jì)，如果用于可見光成像則存在色差，激光焦點(diǎn)和成像焦點(diǎn)不重合，造成成像不清以及對位不準(zhǔn)確。

激光加工過程中，樣品的加工質(zhì)量和加工的激光功率，加工溫度，位置定位，對激光束的聚焦等因素密切相關(guān)，對這些因素的控制是實(shí)現(xiàn)智能精確激光加工的必要因素。傳統(tǒng)的激光加工系統(tǒng)并沒有一個(gè)完善的系統(tǒng)對所有的因素進(jìn)行相互之間協(xié)調(diào)控制與配合，存在加工精度不高、加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多點(diǎn)傳感激光掃描加工系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的存在加工精度不高、加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的多點(diǎn)傳感激光掃描加工系統(tǒng)，包括準(zhǔn)直激光光源，振鏡系統(tǒng)，掃描物鏡，照明光源，其特征在于，包括同軸指示光源系統(tǒng)，CCD成像系統(tǒng)，旁軸校正光源和控制系統(tǒng)；

所述掃描物鏡為遠(yuǎn)心消色差掃描物鏡，用于將多種不同波長的光進(jìn)行聚焦到一點(diǎn)，以及對不同角度入射的光線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心消色差；

所述同軸指示光源系統(tǒng)包括指示光源和光同軸器，所述光同軸器用于使指示光源的光與準(zhǔn)直激光光源的光同軸；所述指示光源的光與準(zhǔn)直激光光源的光，通過所述振鏡系統(tǒng)后、再通過所述遠(yuǎn)心消色差掃描物鏡聚焦到待加工工件表面，所述同軸指示光源在待加工工件表面形成加工光點(diǎn)；

所述照明光源位于所述遠(yuǎn)心消色差掃描物鏡下方，其發(fā)出的照明光照射在待加工工件表面；

所述旁軸校正光源位于待加工工件的側(cè)上方，其出射光方向多維度可調(diào)，并在待加工工件表面形成校正光點(diǎn)；

所述待加工工件表面的多波長反射光透過遠(yuǎn)心消色差掃描物鏡、振鏡系統(tǒng)后被所述CCD成像系統(tǒng)捕捉，所述CCD成像系統(tǒng)捕捉的圖像送到控制系統(tǒng)運(yùn)算處理；

當(dāng)所述CCD成像系統(tǒng)捕捉到的加工光點(diǎn)與校正光點(diǎn)不重合時(shí)，所述控制系統(tǒng)通過調(diào)整加工平臺的高度，使加工光點(diǎn)與校正光點(diǎn)保持實(shí)時(shí)重合。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案是，本多點(diǎn)傳感激光掃描加工系統(tǒng)還包括紅外測溫單元，所述紅外測溫單元包括紅外傳感器和第一光學(xué)鏡片，所述紅外傳感器連接控制系統(tǒng)；所述第一光學(xué)鏡片從振鏡系統(tǒng)接收待加工工件表面的多波長反射光，投射到紅外傳感器上，控制系統(tǒng)接收所述紅外傳感器的信號，計(jì)算出待加工工件表面的溫度。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)連接準(zhǔn)直激光光源；當(dāng)待加工工件表面的溫度高于設(shè)定值時(shí)，所述控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)直激光光源。