CN114160966A - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

一种激光加工装置，包括X射线发射器和检测器，镜片组件设置于X射线发射器和检测器之间，镜片组件和检测器之间用于设置工件；X射线发射器发射沿第一方向传播的X射线，X射线经镜片组件透射在工件上用于判断工件的加工位置；加工组件发射沿第二方向传播的激光，激光经镜片组件反射为沿第一方向传播，且镜片组件反射的激光与镜片组件透射的X射线的路径重合，激光用于在工件的加工位置加工工件。设置镜片组件可以将激光与X射线的路径重合，避免了在确定工件加工位置后还需重复移动工件的问题，定位所需加工位置和对所需加工位置加工可同步完成，提高了激光加工的精确度和效率。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光加工装置。

背景技术

目前，激光已经应用于工件加工，包括开孔、打标或切割等。现有加工工件的方法是需先确定工件的待加工位置，然后通过直线模组带动需加工的工件移动到激光加工机下方进行开孔、打标或切割，但是由于直线模组带动需打标物体移动时，直线平台本身就有精度误差，工件还需在加工位置确定后移动位置，从而降低了激光加工的精准度；并且工件移动的过程也会占用时间，降低了工件加工的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光加工装置，此装置可以提高激光加工工件的精准度和效率。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种激光加工装置，包括定位组件、加工组件和镜片组件；所述定位组件包括相对且间隔设置的X射线发射器和检测器，所述镜片组件设置于所述X射线发射器和所述检测器之间，所述镜片组件和所述检测器之间用于设置工件；所述X射线发射器发射沿第一方向传播的X射线，所述X射线经所述镜片组件透射在所述工件上，所述工件移动以使所述X射线照射在所述工件的不同位置，其中，所述检测器对所述工件进行检测并得到所述工件的不同位置的透过率电信号，所述透过率电信号用于判断所述工件的加工位置；所述加工组件发射沿第二方向传播的激光，所述激光经所述镜片组件反射为沿所述第一方向传播，且所述镜片组件反射的所述激光与所述镜片组件透射的所述X射线的路径重合，所述激光用于在所述工件的加工位置加工所述工件。

一种实施方式中，所述镜片组件包括镜片和镜座，所述镜片安装在所述镜座上，所述镜座朝向所述X射线发射器的一端开设有通孔，所述X射线通过所述通孔射入所述镜座内并透过所述镜片。

一种实施方式中，所述镜座包括第一配合部和第二配合部，所述第一配合部和所述第二配合部连接，所述镜片设置在所述第一配合部上，所述通孔开设在所述第二配合部上，所述镜片与所述第一方向及所述第二方向均具有夹角。

一种实施方式中，所述镜座还包括第三配合部，所述第三配合部同时连接所述第一配合部和所述第二配合部，所述第三配合部用于遮挡所述X射线通过所述镜片反射的光线，以及遮挡所述激光通过所述镜片透射的光线。

一种实施方式中，所述镜片包括相背的第一表面和第二表面，所述X射线射入所述第一表面并从所述第二表面射出，所述激光从所述第二表面一侧射入所述镜片并从所述第二表面射出，所述第一表面和/或所述第二表面设置有光学膜片。

一种实施方式中，所述激光加工装置还包括支撑组件，所述支撑组件包括加工台，所述加工台位于所述镜片组件和所述检测器之间，所述加工台用于放置所述工件。

一种实施方式中，所述加工台连接控制器，且所述控制器控制所述加工台自动移动。

一种实施方式中，所述支撑组件还包括连接件和支撑件，所述连接件连接所述加工组件，所述支撑件连接所述连接件，所述镜片组件安装在所述支撑件上。

一种实施方式中，所述检测器连接在所述支撑组件上，且在所述支撑组件上沿所述第一方向移动。

一种实施方式中，所述加工组件包括激光发生器和振镜，所述激光发生器用于发射所述激光，所述激光经所述振镜调整后沿所述第二方向传播。

通过在激光加工装置上设置定位组件，可以在使用激光对工件加工前进行加工位置的确定，减少加工过程中的误差；进一步地，设置镜片组件可以将加工组件射出的激光反射后与X射线发射器射出的X射线的路径重合，避免了在确定工件加工位置后还需重复移动工件的问题，定位所需加工位置和对所需加工位置加工可同步完成，提高了激光加工的精确度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种实施例的激光加工装置的整体结构示意图；

图2是一种实施例的激光加工装置的侧视图；

图3是一种实施例的激光加工装置的爆炸结构示意图；

图4是一种实施例的镜片组件的整体结构示意图。

图5是一种实施例的激光加工装置的整体结构示意图。

附图标记说明：100-激光加工装置；

1-激光发生器，2-振镜，3-聚焦镜头，4-镜座，401-第一配合部，402-第二配合部，403-第三配合部，404-通孔，5-镜片，6-压环，7-固定架，8-检测器，9-加工台，10-连接件，11-支撑件，12-固定板，13-X射线发射器，201-第一方向，202-第二方向，203-第三方向。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种激光加工装置100，请参考图1，激光加工装置100可应用于定位PCB(印制电路板)和FPC(柔性电路板)的待加工位置，然后对定位的加工位置进行加工，其加工方式可以为打孔、切割或打标等。具体地，在PCB加工领域中，PCB板上会预先设置靶孔，靶孔是设置在内层板上的孔结构，为了方便后续加工工序使用X射线机械钻靶及检测多层板的涨缩，但是靶孔在PCB板内层，从外表面无法识别，无法确定PCB板靶孔的位置。所以本发明实施例所提供的激光加工装置100可以在先确定PCB板靶孔的位置后，对PCB板进行加工。

激光加工装置100包括定位组件、加工组件、镜片组件和支架组件。定位组件用于确定所需加工工件的加工位置，加工位置可以是靶孔或标记等；加工组件用于在定位组件确定所需加工工件的加工位置后，对确定的加工位置进行加工；镜片组件用于调整定位组件和加工组件所射出的光线；支架组件用于固定工件、定位组件、加工组件和镜片组件。

具体地，请参考图1和图2，定位组件包括相对且间隔设置的X射线发射器13和检测器8，镜片组件设置于X射线发射器13和检测器8之间，镜片组件和检测器8之间用于设置工件；X射线发射器13发射沿第一方向201传播的X射线，X射线经镜片组件透射在工件上，工件移动以使X射线照射在工件的不同位置，其中，检测器8对工件进行检测并得到工件的不同位置的透过率电信号，透过率电信号用于判断工件的加工位置；加工组件发射沿第二方向202传播的激光，激光经镜片组件反射为沿第一方向201传播，且镜片组件反射的激光与镜片组件透射的X射线的路径重合，激光用于在工件的加工位置加工工件。

进一步地，检测器8可以为X光工业检查相机，其利用X射线在不同介质中不同的穿透能力，当X射线照射在工件上时，工件不同的位置(如靶孔和导线)所吸收的X射线的能量不同，X光工业检查相机可检测出工件不同位置的不同能量，并将检测出的结果形成透过率电信号传至图像显示装置，以此确定工件的加工位置。以此，通过设置检测器8还可以实现对工件加工过程的实时监控，通过图像显示装置以确定加工的精度。在其他实施例中，检测器8也可以是其他能与X射线发射器13配合使用的仪器，具体不做限制。

在确定加工位置后，请参考图2，可通过加工组件发射出的沿第二方向202传播的激光，并且激光可经过镜片组件由第二方向202反射至第一方向201传播对工件进行加工，其中第二方向202与第一方向201垂直。可以理解的，在确定加工位置后，无需移动工件位置或添加多余工序，仅在同一工位便可完成对所确定加工位置的工件进行激光加工，不仅提升了激光加工的效率和精度，还有利于机械全面代替人工，提高自动化程度，尤其适用于大批量生产的工况。

通过在激光加工装置100上设置定位组件，可以在使用激光对工件加工前进行加工位置的确定，减少加工过程中的误差；进一步地，设置镜片组件可以将加工组件射出的激光反射后与X射线发射器13射出的X射线的路径重合，避免了在确定工件加工位置后还需重复移动工件的问题，定位所需加工位置和对所需加工位置加工可同步完成，提高了激光加工的精确度和效率。

一种实施例中，请参考图1，加工组件包括激光发生器1、振镜2和聚焦镜头3，激光发生器1用于发射激光，激光经振镜2调整后沿第二方向202传播。具体地，激光发生器1可为二氧化碳激光发生器、半导体激光发生器或者脉冲式光纤激光发生器等，所射出的激光可以为红外激光、绿光激光或者紫外激光等。激光发生器1所射出的激光波长包括但不限于10.6um、355um、532nm或1064nm。激光发生器1发射的激光传播方向为第三方向203，第一方向201、第二方向202和第三方向203之间相互垂直，振镜2设置于第三方向203的路径上，且将沿第三方向203传播的激光反射至沿第二方向202传播。聚焦镜头3设置于振镜2的出光侧，即经过第二方向202传播的激光通过聚焦镜头3聚集，以此使得激光能产生更大的能量。进一步地，激光发生器1可以与设置有控制程序的控制装置连接，激光发生器1可以依据控制程序在工件上的预设位置进行加工，控制装置可以是计算机或移动智能设备等。

一种实施例中，请参考图3和图4，镜片组件包括镜片5和镜座4，镜片5安装在镜座4上，镜座4朝向X射线发射器13的一端开设有通孔404，X射线通过通孔404射入镜座4内并透过镜片5。

具体的，镜座4可以为形状为立方体的壳体(图中未展示)，镜片5容置于镜座4内部，且镜片5的外延方向与第一方向201呈45°，镜片5的外延方向与第二方向202呈135°。壳体上朝向X射线发射器13、激光发生器1和检测器8的一面均开设有供X射线穿过的开孔。X射线自靠近X射线发射器13一面的开孔射入镜座4内，并透过镜片5后从靠近检测器8一面的开孔穿出照射在工件上；激光自靠近激光发生器1一面的开孔射入镜座4内，并通过镜片5反射后从靠近检测器8一面的开孔穿出照射在工件上。通过设置镜座4为立方体的形状，且将镜片5设置在镜座4内部，可以屏蔽X射线或激光从透镜其他方向反射或折射，造成有害照射。

在其他实施例中，镜座4还可以是不设外壁的框架，框架安装在镜片5的外周，且镜片5的外延方向与第一方向201呈45°，镜片5的外延方向与第二方向202呈135°，以此便于用户调整镜片5。

一种实施例中，请参考图4，镜座4的形状还可以是三棱柱，镜座4包括第一配合部401和第二配合部402，第一配合部401和第二配合部402连接，镜片5设置在第一配合部401上，通孔404开设在第二配合部402上，镜片5与第一方向201及第二方向202均具有夹角。具体地，第一配合部401和第二配合部402均可以是三棱柱的侧壁，第一配合部401的延伸方向与第一方向201呈45°，第一配合部401的延伸方向还与第二方向202呈135°；第一配合部401留有供镜片5安装的开口，使得镜片5的一面朝向镜座4的内部，相背的另一面朝向镜座4的外部。进一步地，镜片5的外周还可以套设有压环6，通过设置压环6可以将镜片5固定在第一配合部401。第二配合部402的延伸方向与第一方向201垂直，X射线自通孔404射入镜座4内部，且透过镜片5后射出镜座4。

一种实施例中，请参考图4，镜座4还包括第三配合部403，第三配合部403同时连接第一配合部401和第二配合部402，第三配合部403用于遮挡X射线通过镜片5反射的光线，以及遮挡激光通过镜片5透射的光线。具体地，第三配合部403可以是三棱柱状镜座4侧壁，且第三配合部403的延伸方向可以与第二方向202垂直。通过设置第三配合部403，可以屏蔽X射线或激光从透镜其他方向反射或折射，造成有害照射。

一种实施例中，请参考图2，镜片5包括相背的第一表面和第二表面，X射线射入第一表面并从第二表面射出，激光从第二表面一侧射入镜片5并从第二表面射出，第一表面和/或第二表面设置有光学膜片。可以通过设置光学膜片以增强镜片5对X射线和激光的透射率或反射率。

一种实施例中，请参考图1，激光加工装置100还包括支撑组件，支撑组件包括加工台9，加工台9位于镜片组件和检测器8之间，加工台9用于放置工件。具体地，支撑组件包括机架和其他用于固定的零件(图中未展示)，X射线发射器13、激光发生器1、振镜2和加工台9连接均安装在机架上。其中，X射线发射器13连接在固定板12上，固定板12与机架之间拆卸连接，用户可以通过拆卸固定板12的方式取下X射线发射器13。加工台9水平安装，且其与水平面的倾斜度可调节，加工台9的材质可以为碳纤维或其他耐受激光的材质。

一种实施例中，加工台9连接控制器，且控制器控制加工台9自动移动。具体地，控制器可以是一种方向控制装置，加工台9与方向控制装置电连接；在其他实施例中控制器还可以是计算机或手机等智能终端装置。用户可以通过操纵控制器实现加工台9沿第一方向201、第二方向202或第三方向203移动或转动，以此避免了用户手动移动工件而进行位置的调整或加工。如此设置，还便于在用户在加工前移入工件至X射线或激光的照射位，或者完成工件后移出工件，有利于提高自动化程度，防止用户被X射线或激光照射而造成伤害。

一种实施例中，请参考图3，支撑组件还包括连接件10和支撑件11，连接件10连接加工组件，支撑件11连接连接件10，镜片组件安装在支撑件11上。具体地，连接件10连接在激光发生器1上，并沿第二方向202延伸，支撑件11沿第三方向203延伸。进一步地，连接件10和支撑件11为活动连接，支撑件11可以绕连接件10转动，以此用户可以通过转动支撑件11的方式调整镜片组件的位置。

一种实施例中，请参考图2，检测器8连接在支撑组件上，且在支撑组件上沿第一方向201移动。具体地，支撑组件还包括固定架7，固定架7固定在机架上，检测器8安装在固定架7上；且固定架7与机架可拆卸连接，检测器8与固定架7可拆卸连接，以此在检测器8出现故障后便于安装与拆卸检测器8。进一步地，检测器8可以通过固定件沿第一方向201上运动，以此可通过调节检测器8和X射线发射器13之间的间距而控制图像的清晰度和准确性。当然，图像的清晰度还可以通过调节X射线发射器13的电压和电流来提高。

在其他实施例中，请参考图5，第一方向201可以为水平方向，第二方向202可以为竖直方向。加工台9还可以是竖直安装，且加工台9上设有固定工件的夹具(图中未展示)。并且，X射线发射器13和激光发生器1均可相应的调整安装方向。以此，使得激光加工装置100可以加工一些体积较大且不适于横置静放的工件。

激光加工装置1的操作流程如下：安放工件至加工台9上，并通过控制器控制加工台9移动至X射线发射器13所发出的X射线的路径上；打开X射线发射器13，并调节镜座4，使得X射线可以透射过镜片5并照射在工件上；调节检测器8，并使得检测器8所述检测出的结果形成透过率电信号传至图像显示装置，通过调节检测器8与加工台9之间的距离或调节X射线发射器13的电压和电流使所呈现的图像清晰；移动工件或加工台9以寻找所需加工的位置，移动的过程可以是用户移动工件或加工台9实现；确定所需加工的位置后，打开激光发生器1以使得激光经镜片5反射后照射在工件上，即可完成工件的打孔、打标或切割。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，包括定位组件、加工组件和镜片组件；

所述定位组件包括相对且间隔设置的X射线发射器和检测器，所述镜片组件设置于所述X射线发射器和所述检测器之间，所述镜片组件和所述检测器之间用于设置工件；

所述X射线发射器发射沿第一方向传播的X射线，所述X射线经所述镜片组件透射在所述工件上，所述工件移动以使所述X射线照射在所述工件的不同位置，其中，所述检测器对所述工件进行检测并得到所述工件的不同位置的透过率电信号，所述透过率电信号用于判断所述工件的加工位置；

所述加工组件发射沿第二方向传播的激光，所述激光经所述镜片组件反射为沿所述第一方向传播，且所述镜片组件反射的所述激光与所述镜片组件透射的所述X射线的路径重合，所述激光用于在所述工件的加工位置加工所述工件。

2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述镜片组件包括镜片和镜座，所述镜片安装在所述镜座上，所述镜座朝向所述X射线发射器的一端开设有通孔，所述X射线通过所述通孔射入所述镜座内并透过所述镜片。

3.如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述镜座包括第一配合部和第二配合部，所述第一配合部和所述第二配合部连接，所述镜片设置在所述第一配合部上，所述通孔开设在所述第二配合部上，所述镜片与所述第一方向及所述第二方向均具有夹角。

4.如权利要求3所述的激光加工装置，其特征在于，所述镜座还包括第三配合部，所述第三配合部同时连接所述第一配合部和所述第二配合部，所述第三配合部用于遮挡所述X射线通过所述镜片反射的光线，以及遮挡所述激光通过所述镜片透射的光线。

5.如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述镜片包括相背的第一表面和第二表面，所述X射线射入所述第一表面并从所述第二表面射出，所述激光从所述第二表面一侧射入所述镜片并从所述第二表面射出，所述第一表面和/或所述第二表面设置有光学膜片。

6.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置还包括支撑组件，所述支撑组件包括加工台，所述加工台位于所述镜片组件和所述检测器之间，所述加工台用于放置所述工件。

7.如权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，所述加工台连接控制器，且所述控制器控制所述加工台自动移动。

8.如权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，所述支撑组件还包括连接件和支撑件，所述连接件连接所述加工组件，所述支撑件连接所述连接件，所述镜片组件安装在所述支撑件上。

9.如权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，所述检测器连接在所述支撑组件上，且在所述支撑组件上沿所述第一方向移动。

10.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述加工组件包括激光发生器和振镜，所述激光发生器用于发射所述激光，所述激光经所述振镜调整后沿所述第二方向传播。

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