[發(fā)明專利]基于高速旋轉(zhuǎn)反射鏡的非線性形狀加工系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011008375.4
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112122776A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董岱;楊軍;張敬禹;王天一
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科韻激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/06;B23K26/064;B23K26/073
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種基于高速旋轉(zhuǎn)反射鏡的非線性形狀加工系統(tǒng)及方法，非線性形狀加工系統(tǒng)包括激光光源、高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元、控制單元、聚焦單元和待加工工件；激光光源用于出射激光光束；控制單元用于根據(jù)待加工非線性形狀以及待加工非線性形狀的加工位置控制高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元進行與實現(xiàn)待加工非線性形狀以及加工位置對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)；高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元用于帶動激光光束進行與實現(xiàn)待加工非線性形狀以及加工位置對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)，形成偏轉(zhuǎn)光束；聚焦單元用于對光束偏轉(zhuǎn)光束進行聚焦，形成聚焦光束，聚焦光束用于在待加工元件上加工形成非線性形狀，保證非線性形狀加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且非線性形狀加工精確度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于高速旋轉(zhuǎn)反射鏡的非線性形狀加工系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

激光加工是以激光束照射于待加工物的特定位置，并使用不同種類的激光光源與不同的輸出功率，使待加工物產(chǎn)生不同的加工結(jié)果。

現(xiàn)有技術(shù)中，對應(yīng)激光加工產(chǎn)生非線性形狀的工藝中，一種是通過固定光路，移動載物平臺的方式實現(xiàn)的。但是載物平臺移動是直線的移動，在圖案圓角或圓弧部分很難做到較精準的加工，工藝精準度較差。另一種是通過掃描器，利用兩個鏡片的高速旋轉(zhuǎn)使光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)進行非線性加工。但是控制兩個鏡片進行高速旋轉(zhuǎn)工藝較復(fù)雜，且鏡片只能對應(yīng)一種波長的激光，實現(xiàn)加工過程限制多，不利于量產(chǎn)推廣。另一方面，目前的加工技術(shù)只能進行對于簡單形狀的微調(diào)加工，無法同時實現(xiàn)根據(jù)待加工工件的位置進行長距離精準調(diào)節(jié)以及根據(jù)待加工形狀進行精準微調(diào)控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種基于高速旋轉(zhuǎn)反射鏡的非線性形狀加工系統(tǒng)及方法，使用高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元進行非線性形狀加工，保證加工工藝簡單，工藝精準度高。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于高速旋轉(zhuǎn)反射鏡的線性形狀加工系統(tǒng)，包括激光光源、控制單元、高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元、聚焦單元和待加工元件；

所述激光光源用于出射激光光束；

所述高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元包括高速旋轉(zhuǎn)子單元和反射鏡；

所述控制單元，用于根據(jù)待加工非線性形狀以及所述待加工非線性形狀的加工位置控制所述高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元在空間范圍內(nèi)進行與實現(xiàn)所述待加工非線性形狀以及所述待加工非線性形狀的加工位置對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)；

所述高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元位于所述激光光束的傳播路徑上，用于帶動所述激光光束在空間范圍內(nèi)進行與實現(xiàn)所述待加工非線性形狀以及所述待加工非線性形狀的加工位置對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)，形成偏轉(zhuǎn)光束；

所述聚焦單元位于所述偏轉(zhuǎn)光束的傳播路徑上，用于對所述光束偏轉(zhuǎn)光束進行聚焦，形成聚焦光束；

所述待加工元件位于所述聚焦光束的傳播路徑上，所述聚焦光束用于在所述待加工元件上加工形成非線性形狀。

可選的，所述高速旋轉(zhuǎn)反射鏡單元或所述激光光束在空間范圍內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角度至少為兩個。

可選的，所述高速旋轉(zhuǎn)子單元包括電機和球形連接鉸鏈。

可選的，所述控制單元還用于控制所述激光光源，用于根據(jù)所述待加工非線性形狀調(diào)整所述激光光束的光斑輪廓。

可選的，所述非線性形狀加工系統(tǒng)還包括激光能量調(diào)節(jié)單元；

所述激光能量調(diào)節(jié)單元位于所述激光光束的傳播路徑上，用于調(diào)整所述激光光束的能量。

可選的，所述激光能量調(diào)整單元包括1/2波長波片。

可選的，所述非線性形狀加工系統(tǒng)還包括光路調(diào)整單元，所述光路調(diào)整單元包括至少一個第一反射鏡片；

所述光路調(diào)整單元位于所述偏轉(zhuǎn)光束的傳播路徑上，用于調(diào)整所述述偏轉(zhuǎn)光束的傳播路徑，并反射所述偏轉(zhuǎn)光束至所述聚焦單元。