[發明專利]融合定標與激光加工的系統及激光加工設備

在審

• 申請號: 202011207424.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112496535A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 鄒武兵;李璟;張德安;段家露;吳飛龍
• 申請（專利權）人: 深圳市韻騰激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 孫凱樂

本發明公開了一種融合定標與激光加工的系統及激光加工設備，該融合定標與激光加工的系統包括工件臺、光源、物鏡、二向色鏡、管鏡、相機和激光束發射組件，由相機、管鏡、二向色鏡、物鏡和光源構成的視覺成像系統用于標定工件臺的位置，同時觀察被加工件的在線加工過程；由激光束發射組件、二向色鏡和物鏡構成的激光加工系統用于對工件臺上的被加工件進行激光加工，兩系統共用二向色鏡和物鏡，解決了視覺成像系統與激光加工系統分離存在對準誤差導致加工精度降低的問題，實現了激光加工系統與被加工件的精確定位。同時，本系統集成化程度高，可模塊化應用于激光加工設備中，降低了激光加工系統的裝調難度。

技術領域

本發明涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種融合定標與激光加工的系統及激光加工設備。

背景技術

激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性，對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術。由于激光加工具有加工速度快、加工效率高、非接觸加工、無污染和加工質量可靠等優點，已廣泛的應用于3C、半導體以及醫療領域。

當前出現的激光加工設備中，激光加工系統與定標的視覺成像系統進行了分離設置，存在的問題是視覺定標與激光加工之間容易產生對準誤差，即激光加工起始點與被要求的定標點之間存在位置偏差，從而造成加工上的偏差，降低了加工精度；另外，兩分離系統不利于加工設備的集成化和模塊化，裝調步驟增多，激光加工系統與視覺系統之間的關系需要嚴格調整，因此系統的裝調和標定的難度較大。

發明內容

本發明實施例提供了一種融合定標的激光加工系統及激光加工設備，用于解決現有技術中的激光加工系統與定標的視覺成像系統分離設置造成的加工時容易產生對準誤差、降低加工精度、以及系統的裝調和標定難度較大的問題。

根據第一方面，一種實施例中提供了一種融合定標與激光加工的系統，包括：工件臺、光源、物鏡、二向色鏡、管鏡、相機和激光束發射組件；

所述工件臺用于安放被加工件；

所述光源用于為所述工件臺上的被加工件提供照明；

所述物鏡用于獲取被加工件表面反射的光束；

所述二向色鏡用于將所述物鏡上獲取的光束折射到所述管鏡內；

所述管鏡用于將所述物鏡獲取的光束會聚到所述相機上；

所述相機經過光電轉換和圖像處理，用于觀測被加工件表面的形貌，同時用于定標所述工件臺以及被加工件的位置；

所述激光束發射組件用于出射激光束；

所述二向色鏡用于將所述激光束發射組件出射的激光束折轉反射到所述物鏡內；

所述物鏡用于將所述二向色鏡折轉反射的激光束聚焦到所述工件臺上的被加工件上，實現激光加工。

在所述融合定標與激光加工的系統的一些實施例中，所述二向色鏡與所述激光束發射組件出射激光束的方向成45°夾角，所述物鏡的光軸與所述激光束發射組件出射激光束的方向成90°夾角。

在所述融合定標與激光加工的系統的一些實施例中，所述光源的波長為藍光。

在所述融合定標與激光加工的系統的一些實施例中，所述光源為環形光源，所述環形光源安裝在所述物鏡上，且所述環形光源出射光束的方向朝向所述工件臺上的被加工件。

在所述融合定標與激光加工的系統的一些實施例中，所述光源為面光源。

在所述融合定標與激光加工的系統的一些實施例中，還包括分光鏡和準直鏡，所述分光鏡位于所述二向色鏡和所述管鏡之間，所述分光鏡與所述二向色鏡的厚度相同，且所述分光鏡與所述二向色鏡的表面形成90°夾角，所述面光源發射的光束經所述準直鏡準直后與所述分光鏡成45°夾角射向所述分光鏡。