CN104588871A - 一种可调节的激光加工装置和方法 - Google Patents

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李剑
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
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Abstract

本发明公开了一种可调节的激光加工装置和方法，包括激光器，其特征在于，在激光器和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置，所述激光器发射的激光束通过调节装置作用在待加工工件上。优选，所述调节装置是光圈。在加工能量需求密度较高的区域，使激光束能量最大利用，而在能量密度需求较低的区域，则降低激光束能量，使激光束能量与加工区域相匹配，以节省加工时间、设备数量及人力资源，从而提高加工效率。

Description

一种可调节的激光加工装置和方法
技术领域
本发明涉及一种可调节的激光加工装置和方法。
背景技术
目前激光器在同一工作周期中,输出功率皆是固定不变的,在以激光加工如PMMA、MS、PS、玻璃等材料制作导光板时，激光加工的点、线、线段或其它形状的光学网点，是以不同区域内网点数量的多少改变其排布的密度以达到调节导光板的功能。传统的激光加工装置在光学网点需求密度较高的区域，加工时间较长，加工效率低下，且由于密度高低差异的存在造成液晶显示效果不佳。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可调节的激光加工装置和方法，在加工能量需求密度较高的区域，使激光束能量最大利用，而在能量密度需求较低的区域，则降低激光束能量，使激光束能量与加工区域相匹配，以节省加工时间、设备数量及人力资源，从而提高加工效率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种可调节的激光加工装置，包括激光器，其特征在于，在激光器和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置，所述激光器发射的激光束通过调节装置作用在待加工工件上。
优选，所述调节装置是光圈。
优选，在调节装置与待加工工件之间传导的光路径上还设置有聚焦镜。
优选，在聚焦镜和调节装置之间还设置有反射镜。
一种可调节的激光加工方法，其特征在于，在激光器和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置，所述激光器发射的激光束通过调节装置作用在待加工工件上。
优选，所述调节装置是光圈。
本发明的有益效果是：激光器以最佳的高功率稳定输出，在加工能量需求密度较高的区域，调节装置的开孔达到最大，使得激光束能量全部通过；而在能量密度需求较低区域，调节装置的开孔只开启到一定比例，使得部分激光束通过，其余能量则被调节装置阻挡吸收。
调节装置的中心孔径可按控制比例调节大小，激光束穿过调节装置的光能量会随孔径开合大小而相应改变，以达到改变输出的激光能量密度，以节省加工时间、设备数量及人力资源，提高加工效率。结构简单，方便控制。
附图说明
图1是本发明一种可调节的激光加工装置的结构示意图；
图2是光圈的结构示意图；
附图的标记含义如下：
1：调节装置；2：反射镜；3：激光器；4：激光束；5：聚焦镜；6：光圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种可调节的激光加工装置，包括激光器3，在激光器3和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置1，所述激光器3发射的激光束4通过调节装置1作用在待加工工件上。
优选，调节装置1是光圈6，其通过开孔孔径的大小来控制光线透过的多少，其结构如图2所示。
优选，在调节装置1与待加工工件之间传导的光路径上还设置有聚焦镜5，在聚焦镜5和调节装置1之间还设置有反射镜2。激光器3以最佳设定功率恒定输出，即激光器3发出激光能量密度及光束直径稳定不变，穿过光圈6中心孔径，经反射镜2改变方向后到达聚焦镜5聚集一点作用在待加工工件上。
光圈6装置中心有一孔径，通过外部操控可控制该孔径开合之大小。光圈6中心孔径大小有３种工作模式：
一、当孔径开启到最大状态时，激光束4所具有能量全部通过光圈6经反射镜2到达聚焦镜5聚集为一点，作用于待加工工件对象表面，此时激光器3发出的能量达到最大利用。
二、当孔径开启较小比例但未全部闭合时，激光束4部分能量被光圈6自身遮挡吸收，仅剩余能量通过光圈6，经反射镜2到达聚焦镜5聚集为一点，作用于待加工工件对象表面，此时激光器3发出的能量被光圈6以实际孔径开启比例减弱利用。以此达到实际使用激光加工过程中需要变换不同激光能量的工作要求。
三、当孔径完全闭合时，激光束4所具有能量全部被光圈6自身遮挡吸收转换为热量，此时光圈6起到阻挡激光束4作用。
其中，光圈6可以设置在激光器3的端部，或单独设在激光器3和反射镜2之间。
相应的，一种可调节的激光加工方法，在激光器3和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置1，所述激光器3发射的激光束4通过调节装置1作用在待加工工件上。
优选，调节装置1是光圈6。所述激光器3以最佳设定功率恒定输出。
当需要改变光圈6的通光孔径大小时，只需给机械装置(例如小型伺服电动机)发送具体的电信号，小型伺服电动机安装在光圈6的驱动圈和固定圈的其中一个边缘，它会转动驱动圈。采用脉冲编码调制的方法，小型伺服电动机设定电流脉冲的长度从而立即旋转传动轴来传动驱动圈，把它转到一个精确的角度。
激光器3以最佳的高功率稳定输出，在加工能量需求密度较高的区域，调节装置1的开孔达到最大，使得激光束4能量全部通过；而在能量密度需求较低区域，调节装置1的开孔只开启到一定比例，使得部分激光束4通过，其余能量则被调节装置1阻挡吸收。
调节装置1的中心孔径可按控制比例调节大小，激光束4穿过调节装置1的光能量会随孔径开合大小而相应改变，以达到改变输出的激光能量密度，以节省加工时间、设备数量及人力资源，提高加工效率。结构简单，方便控制。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可调节的激光加工装置，包括激光器（3），其特征在于，在激光器（3）和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置（1），所述激光器（3）发射的激光束（4）通过调节装置（1）作用在待加工工件上。
2.根据权利要求1所述的一种可调节的激光加工装置，其特征在于，所述调节装置（1）是光圈（6）。
3.根据权利要求1所述的一种可调节的激光加工装置，其特征在于，在调节装置（1）与待加工工件之间传导的光路径上还设置有聚焦镜（5）。
4.根据权利要求3所述的一种可调节的激光加工装置，其特征在于，在聚焦镜（5）和调节装置（1）之间还设置有反射镜（2）。
5.根据权利要求2所述的一种可调节的激光加工装置，其特征在于，所述光圈（6）设置在激光器（3）的端部。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种可调节的激光加工装置，其特征在于，所述激光器（3）以最佳设定功率恒定输出。
7.一种可调节的激光加工方法，其特征在于，在激光器（3）和待加工工件之间设置有开孔可调的调节装置（1），所述激光器（3）发射的激光束（4）通过调节装置（1）作用在待加工工件上。
8.根据权利要求7所述的一种可调节的激光加工方法，其特征在于，所述调节装置（1）是光圈（6）。
9.根据权利要求8所述的一种可调节的激光加工方法，其特征在于，通过伺服电动机控制光圈（6）开孔的大小。
10.根据权利要求7所述的一种可调节的激光加工方法，其特征在于，所述激光器（3）以最佳设定功率恒定输出。
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