CN108422082A - 激光加工设备、激光加工方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工设备、激光加工方法及应用，激光加工设备包括激光发生系统、光束整形系统、振镜(或xy工作平台)、聚焦镜和控制系统。所述激光发生系统和所述振镜(或xy工作平台)分别和所述控制系统连接。上述激光加工设备和激光加工方法，通过控制系统控制所述激光发生系统和所述振镜，或通过控制系统控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，使激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径，可以防止激光反射回激光发生系统，消除工件表面产生暗纹的现象。

Description

激光加工设备、激光加工方法及其应用
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工设备、激光加工方法及其应用。
背景技术
传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学试剂和机械方法进行清洗。而化学试剂清洗容易造成环境污染，机械清洗容易造成物件表面的磨损。因此有必要研究出一种更清洁，且不具损伤性的清洗方式。
激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。传统的激光清洗技术在进行清洗时，清洗过程中经常会产生明暗纹。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种清洗过程中不会产生明暗条纹的激光加工设备、激光加工方法及其应用。
一种激光加工设备，包括激光发生系统、光束整形系统、振镜、聚焦镜和控制系统；
所述激光发生系统用于产生激光光束；
所述光束整形系统、所述振镜和所述聚焦镜沿激光光束的传输方向依次设置；
所述激光发生系统和所述振镜分别和所述控制系统连接；
所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，实时调整激光光束的焦点沿曲线型的轨迹运动。
在其中一个实施例中，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，实时调整激光光束的焦点沿S形或圆形的轨迹运动。
在其中一个实施例中，，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变换曲率半径。
一种激光加工设备，包括激光发生系统、光束整形系统、振镜、聚焦镜和控制系统；
所述激光发生系统用于产生激光光束；
所述光束整形系统、所述振镜和所述聚焦镜沿激光光束的传输方向依次设置；
所述激光发生系统和所述振镜分别和所述控制系统连接；
所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
在其中一个实施例中，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
一种激光加工设备，包括激光发生系统、光束整形系统、聚焦镜、xy工作平台和控制系统；
所述激光发生系统用于产生激光光束；
所述光束整形系统、所述聚焦镜和所述xy工作平台沿激光光束的传输方向依次设置；
所述激光发生系统和所述xy工作平台分别和所述控制系统连接；
所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
在其中一个实施例中，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
一种激光加工方法，包括如下步骤：
对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
在其中一个实施例中，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
在其中一个实施例中，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
激光发生系统发生激光光束；
所述激光光束依次通过光束整形系统、振镜、聚焦镜直至所述待加工工件的表面；
控制系统通过控制所述激光发生系统和所述振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
在其中一个实施例中，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，实时调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
激光发生系统发生激光光束；
所述激光光束依次通过光束整形系统、聚焦镜直至所述待加工工件的表面，所述待加工工件设于xy工作平台上；
控制系统通过控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
上述激光加工设备和激光加工方法可以应用于激光清洗、激光印刷或激光光刻、激光打标领域应用，将激光用于待加工工件的清洗、印刷、光刻和打标。
上述激光加工设备和激光加工方法，通过控制系统控制所述激光发生系统和所述振镜，或通过控制系统控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，使激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径，可以防止激光反射回激光发生系统，消除工件表面生成暗纹的现象。
附图说明
图1为一实施方式的激光加工设备的结构示意图；
图2为另一实施方式的激光加工设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，一实施方式的激光加工设备10，包括激光发生系统110、光束整形系统120、振镜130、聚焦镜140和控制系统150。
激光发生系统110用于产生激光光束。激光发生系统110可以为激光器。
光束整形系统120、振镜130和聚焦镜140沿激光光束的传输方向依次设置。激光发生系统110产生的激光光束依次通过光束整形系统120、振镜130和聚焦镜140到达待加工工件160的表面。
激光发生系统110和振镜130分别和控制系统150连接。
控制系统150用于控制激光发生系统110和振镜130，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。且激光光束的焦点的运动轨迹的曲率半径越小越好。
在其中一个实施例中，控制系统150用于控制激光发生系统110和振镜130，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
可以理解，激光光束的聚焦光斑焦点可以位于放在待加工工件160的表面，也可以离焦。
上述激光加工设备10，通过控制系统150用于控制激光发生系统110和振镜130，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径，可以防止激光反射回激光发生系统，消除工件表面产生暗纹的现象。
请参阅图2，另一实施方式的激光加工设备20，包括激光发生系统210、光束整形系统220、聚焦镜230、xy工作平台240和控制系统250。
激光发生系统210用于产生激光光束。
光束整形系统220、聚焦镜230和xy工作平台240沿激光光束的传输方向依次设置。待加工工件260设于xy工作平台240上。激光发生系统210产生的激光光束依次通过光束整形系统220和聚焦镜230到达待加工工件260的表面。
激光发生系统210和xy工作平台240分别和控制系统250连接。
控制系统250用于控制激光发生系统210和xy工作平台240移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。且激光光束的焦点的运动轨迹的曲率半径越小越好。
在其中一个实施例中，控制系统250用于控制激光发生系统210和xy工作平台240移动，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。可以理解，激光光束的聚焦光斑焦点可以位于放在待加工工件260的表面，也可以离焦。
上述激光加工设备20，通过控制系统250用于控制激光发生系统210和xy工作平台240移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径，可以防止激光反射回激光发生系统，消除工件表面产暗纹的现象。
上述激光加工设备10和激光加工设备20均可以用于激光清洗、激光印刷、激光光刻和激光打标等领域。
此外，还提供一实施方式的激光加工方法，包括如下步骤：
对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。且激光光束的焦点的运动轨迹的曲率半径越小越好。
在其中一个实施例中，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
在其中一个实施例中，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
S110、激光发生系统发生激光光束。
S120、激光光束依次通过光束整形系统、振镜、聚焦镜直至待加工工件的表面。
S130、控制系统通过控制激光发生系统和振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
具体的，在控制系统的软件中设置一条曲线型的运动轨迹，由控制部分控制激光发生系统和振镜，从而使激光光束的焦点沿该曲线型的轨迹运动。激光光束焦点的运动轨迹图形可以通过软件预先设置，也可以临时画出。
曲线型的运动轨迹可以是S形曲线。且曲率半径越小越好。
在其中一个实施例中，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
S210、激光发生系统发生激光光束。
S220、激光光束依次通过光束整形系统、聚焦镜直至待加工工件的表面，待加工工件设于xy工作平台上。
S230、控制系统通过控制激光发生系统和xy工作平台移动，实时调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
具体的，在控制系统的软件中设置一条曲线型的运动轨迹，由控制部分控制激光发生系统和xy工作平台移动，从而使激光光束的焦点沿该曲线型的轨迹运动。激光光束焦点的运动轨迹图形可以通过软件预先设置，也可以临时画出。
曲线型的运动轨迹可以是S形曲线。且曲率半径越小越好。
上述激光加工方法，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径，可以防止激光反射回激光发生系统，消除工件表面产生暗纹的现象。
上述激光加工方法可以应用于激光清洗、激光印刷、激光光刻和激光打标等领域。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光加工设备，其特征在于，包括激光发生系统、光束整形系统、振镜、聚焦镜和控制系统；
所述激光发生系统用于产生激光光束；
所述光束整形系统、所述振镜和所述聚焦镜沿激光光束的传输方向依次设置；
所述激光发生系统和所述振镜分别和所述控制系统连接；
所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
2.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述振镜，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
3.一种激光加工设备，其特征在于，包括激光发生系统、光束整形系统、聚焦镜、xy工作平台和控制系统；
所述激光发生系统用于产生激光光束；
所述光束整形系统、所述聚焦镜和所述xy工作平台沿激光光束的传输方向依次设置；
所述激光发生系统和所述xy工作平台分别和所述控制系统连接；
所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
4.如权利要求3所述的激光加工设备，其特征在于，所述控制系统用于控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
5.一种激光加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
6.如权利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，实时调整激光光束的焦点沿S形的运动轨迹运动。
7.如权利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
激光发生系统发生激光光束；
所述激光光束依次通过光束整形系统、振镜、聚焦镜直至所述待加工工件的表面；
控制系统通过控制所述激光发生系统和所述振镜，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
8.如权利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，对待加工工件表面进行激光扫描，同时，实时调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径的具体步骤为：
激光发生系统发生激光光束；
所述激光光束依次通过光束整形系统、聚焦镜直至所述待加工工件的表面，所述待加工工件设于xy工作平台上；
控制系统通过控制所述激光发生系统和所述xy工作平台移动，调整激光光束的焦点的运动轨迹实时变化曲率半径。
9.一种如权利要求1-4中任一项所述的激光加工设备在激光清洗、激光印刷或激光光刻、激光打标领域中的应用。
10.一种如权利要求5-8中任一项所述的激光加工方法在激光清洗、激光印刷或激光光刻、激光打标领域中的应用。
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