CN103170733A - 一种同轴激光加工机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种同轴激光加工机构，该同轴激光加工机构包括激光器、用于反射所述激光器发出激光的振镜系统，和用于定位加工位置的CCD采集系统；所述振镜系统内设置有一透光反射镜片，所述激光器发出的激光经所述透光反射镜片反射后，形成加工光束，聚焦于待加工工件上；所述CCD采集系统透过所述透光反射镜片采集所述待加工工件的图像信息，且所述加工光束的光轴与所述CCD采集系统接收采集图像信息的光轴同轴。在实际加工过程中，所述CCD采集系统可以与振镜系统同时工作，而不再需要轮换移动，解决了现有技术中的加工时间慢和加工精度不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光应用领域，具体涉及一种同轴的激光加工机构。
背景技术
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行钻开、焊接、表面处理、打孔、微加工以及作为光源，识别物体等的一门技术。激光机一般靠激光电源带动激光管发光，通过几个反光镜的折射，使光线传输到激光头，再由激光头上安装的聚焦镜将光线汇聚成为一点，而这一点可以达到很高的温度，从而将材料瞬间去除或切开，达到钻开或切割目的。
现有的激光加工系统包括用于反射激光的振镜系统和用于辨识加工位置的CCD图像采集系统，其中振镜系统需要将激光聚焦到工件的待加工位置，同时CCD图像采集系统也需要采集工件上待加工位置的图像信息，以便确认加工位置和加工参数。现在的激光加工系统是将所述的振镜系统和CCD图像采集系统采用轮换对位的方式来加工和监控采集图像信息，比如：电机先驱动CCD图像采集系统到预定的位置进行图像采集，采集完成后，CCD图像采集系统移开；再通过电机将振镜系统驱动到预定的位置进行切割。这种轮换对位的方式由于存在位置的交换过程，所以浪费时间；而且由于位移过程中会存在误差，所以也增大了加工误差，给提高加工精度增加了难度。
发明内容
本发明提出一种同轴激光加工机构，解决了现有技术中振镜系统和CCD图像采集系统轮换对位造成的加工时间慢和加工精度不高的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种同轴激光加工机构，该同轴激光加工机构包括激光器、用于反射所述激光器发出激光的振镜系统，和用于定位加工位置的CCD采集系统；所述振镜系统内设置有一透光反射镜片，所述激光器发出的激光经所述透光反射镜片反射后，形成加工光束，聚焦于待加工工件上；所述CCD采集系统透过所述透光反射镜片采集所述待加工工件的图像信息，且所述加工光束的光轴与所述CCD采集系统接收采集图像信息的光轴同轴。在实际加工过程中，所述CCD采集系统可以与振镜系统同时工作，而不再需要轮换移动。
优选地，所述振镜系统包括第一反射镜和所述的透光反射镜片，所述激光器发出的激光经过所述第一反射镜反射后射后，射向所述透光反射镜片；经所述透光反射镜片反射后，形成加工光束，所述激光器发出的激光与所述加工光束平行。
优选地，所述第一反射镜和透光反射镜片分别设置在第一托架和第二托架上，以便固定和移动各镜片。
优选地，所述第一反射镜和透光反射镜片可调整反射角度，以适应工件的形状和大小。
优选地，所述CCD采集系统包括CCD镜头与第三反射镜，所述第三反射镜反射所述待加工工件的图像信息，所述CCD镜头采集所述第三反射镜反射的待加工工件的图像信息。更进一步地，，所述第三反射镜设置于第三托架上。
优选地，所述CCD采集系统设置于位移平台上；所述位移平台可以为一维运动平台、二维运动平台或三维运动平台中的一个。
本发明的同轴激光加工机构，具有以下有益效果：
1、CCD镜头与加工光束同时工作，节约了加工时间；
2、消除了信号传输的延误以及位移和运动误差，提高了加工精度以及产品的良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明同轴激光加工机构优选实施例的结构示意图；
图2为本发明同轴激光加工机构优选实施例的加工流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的同轴激光加工机构如图1所示，该同轴激光加工机构包括激光器100，用于发射稳定功率的激光，还包括用于反射激光器100发出的激光的振镜系统，和用于定位加工位置的CCD采集系统。本发明的振镜系统内还设置有一透光反射镜片，即图1中的第二反射镜120；激光器100发出的激光经透光反射镜片反射后，形成加工光束190，聚焦于待加工工件上；所述CCD采集系统透过该透光反射镜片采集待加工工件的图像信息，所以该透光反射镜片，即图1中的第二反射镜120既可以反射激光又可以投射光线；本发明中的加工光束190的光轴与CCD采集系统接收采集图像信息200的光轴同轴。
在本优选实施例中，所述振镜系统包括第一反射镜110和第二反射镜120，所述透光反射镜片即为图示的第二反射镜120。激光器100发出的激光经过第一反射镜110反射后射后，又射向第二反射镜120，经第二反射镜120反射后，形成加工光束190。加工光束190聚焦在待加工的工件上，用于切割或钻孔等。激光器100发出的激光经过两次反射后的加工光束190与激光器100发出的激光平行。
CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面。在本优选实施例中，CCD采集系统包括CCD镜头170与第三反射镜130，第三反射镜130反射待加工工件的图像信息，CCD镜头170再从第三反射镜130中采集的待加工工件的图像信息200。激光器100发射激光的参数以及CCD镜头170采集的信息均由控制单元180控制和处理。
当然，本发明中的振镜系统中也可包括更多的反射镜，而并不限于优选实施例中的第一反射镜110和第二反射镜120，只要能达到使加工光束190的光轴与采集待加工工件的图像信息200的光轴重合即可。同时，CCD采集系统中的CCD镜头170也可直接接收待加工工件的图像信息200，而不采用第三反射镜130，也可以达到同轴的效果。在实际加工过程中，可采用本优选实施例中的结构，也可采用更多的透镜来达到采集图像信息的目的。
如图1所示，第一反射镜110和第二反射镜120分别设置在第一托架140和第二托架150上，第三反射镜130设置于第三托架160上。同时，第一反射镜110和第二反射镜120可通过第一托架140和第二托架150调整反射角度。
所述CCD采集系统可设置于位移平台上，以调整采集位置。所以本发明的结构可调整和扩大激光加工的范围。所述的位移平台可以为一维运动平台、二维运动平台或三维运动平台中的一个，还可根据情况设置为可转动的平台。
采用本发明的加工机构进行激光加工时，其加工流程可以如图2所示：
S1.导入处理物体的预设值；
所述的处理，包括切割、钻孔等；物体可以陶瓷、玻璃等；以玻璃为例，预设值可为切割的长度、宽度。
S2.同时启动CCD镜头170以及激光器100；
S3.CCD镜头170以及加工光束190来回扫描所述的物体；
激光经过第一反射镜110时，激光被反射向需加工物体的方向，同时需加工物体的也会反射光线，透过第二反射镜120后射向CCD镜头170。
S4.判断处理部分是否达到了所述的预设值，若是，进入步骤S5，若否，返回步骤S3；
S5.提示处理完成并停止扫描。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种同轴激光加工机构，其特征在于，该同轴激光加工机构包括激光器、用于反射所述激光器发出激光的振镜系统，和用于定位加工位置的CCD采集系统；所述振镜系统内设置有一透光反射镜片，所述激光器发出的激光经所述透光反射镜片反射后，形成加工光束，聚焦于待加工工件上；所述CCD采集系统透过所述透光反射镜片采集所述待加工工件的图像信息，且所述加工光束的光轴与所述CCD采集系统接收采集图像信息的光轴同轴。
2.如权利要求1所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述振镜系统包括第一反射镜和所述的透光反射镜片，所述激光器发出的激光经过所述第一反射镜反射后射后，射向所述透光反射镜片；经所述透光反射镜片反射后，形成加工光束，所述激光器发出的激光与所述加工光束平行。
3.如权利要求2所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述第一反射镜和透光反射镜片分别设置在第一托架和第二托架上。
4.如权利要求3所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述第一反射镜和透光反射镜片可调整反射角度。
5.如权利要求1所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述CCD采集系统包括CCD镜头与第三反射镜，所述第三反射镜反射所述待加工工件的图像信息，所述CCD镜头采集所述第三反射镜反射的待加工工件的图像信息。
6.如权利要求5所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述第三反射镜设置于第三托架上。
7.如权利要求1所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述CCD采集系统设置于位移平台上。
8.如权利要求7所述的同轴激光加工机构，其特征在于，所述位移平台为一维运动平台、二维运动平台或三维运动平台中的一个。
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