CN212019737U - 紫外皮秒激光器加工控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种紫外皮秒激光器加工控制系统，本紫外皮秒激光器加工控制系统包括：处理器模块、角度检测模块、多轴驱动机构，紫外固态皮秒激光发射模块、扩束准直模块、聚焦模块、变倍镜组和激光扫描模块；所述角度检测模块适于检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据并发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据三维角度数据控制多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度；本实用新型通过检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据，通过调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，能够使紫外激光精准进入光学器件，保证加工效率、加工精度。

Description

紫外皮秒激光器加工控制系统

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，具体涉及一种紫外皮秒激光器加工控制系统。

背景技术

现有比较完善的激光加工采用红外激光进行加工，但是精密材料、3D打印等需要用到紫外激光来进行加工，而市场上现有的紫外加工系统结构复杂，并且输出的紫外激光的光斑尺寸不能够调节，同一台紫外激光器不能对不同规格精密材料完成加工。

并且在生产过程中需要对紫外激光器移动、安装，会造成紫外激光器发射的紫外激光进入光学器件的角度产生偏差，影响效率和精度。

因此，亟需开发一种新的紫外皮秒激光器加工控制系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种紫外皮秒激光器加工控制系统，以解决如何紫外固态皮秒激光发射模块发射的紫外激光精准进入光学器件的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种紫外皮秒激光器加工控制系统，其包括：处理器模块、与所述处理器模块电性相连的角度检测模块、多轴驱动机构，紫外固态皮秒激光发射模块、扩束准直模块、聚焦模块、变倍镜组和激光扫描模块；其中所述角度检测模块安装在紫外固态皮秒激光发射模块上，且所述多轴驱动机构的输出部连接紫外固态皮秒激光发射模块；所述角度检测模块适于检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据并发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据三维角度数据控制多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，即所述紫外固态皮秒激光发射模块将发射紫外激光至扩束准直模块进行扩束准直后，紫外激光通过所述聚焦模块进行聚焦，所述变倍镜组适于调节紫外激光的光斑尺寸，所述激光扫描模块控制紫外激光对精密材料进行激光加工。

进一步，所述角度检测模块适于采用陀螺仪。

进一步，所述多轴驱动机构适于三轴驱动机构。

进一步，所述紫外固态皮秒激光发射模块包括：紫外固态皮秒激光器；所述紫外固态皮秒激光器适于发出紫外激光。

进一步，所述扩束准直模块包括：扩束镜和准直镜；所述扩束镜适于对紫外激光进行扩束；所述准直镜适于对紫外激光进行准直。

进一步，所述聚焦模块包括：聚焦镜；所述聚焦镜适于对紫外激光进行聚焦。

进一步，所述变倍镜组包括：第一透镜组和第二透镜组；通过调节所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间距，以改变所述变倍镜组的焦距，从而调节通过所述变倍镜组的紫外激光的光斑尺寸。

进一步，所述第一透镜组与所述第二透镜组结构相同；所述第一透镜组包括：卡环、透镜座，以及用于调节焦距的透镜镜片；所述透镜座开设有卡环放置位，所述卡环适于固定透镜镜片；若干接杆适于垂直贯穿所述第一透镜组和所述第二透镜组的透镜座，通过若干锁紧螺柱从所述第一透镜组和所述第二透镜组的透镜座侧边插入以锁紧接杆，从而将所述第一透镜组和所述第二透镜组进行固定，即所述第一透镜组、所述第二透镜组通过在接杆上移动以调节所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间距。

进一步，所述激光扫描模块包括：场镜和扫描振镜；所述场镜对通过的紫外激光进行聚焦，并通过扫描振镜将紫外激光打在精密材料上相应位置，以进行激光加工。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过角度检测模块检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据，通过多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，能够使紫外激光精准进入光学器件，保证加工效率、加工精度。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是本实用新型的紫外皮秒激光器加工控制系统的原理框图；

图2是本实用新型的紫外皮秒激光器加工控制系统的结构图；

图3是本实用新型的变倍镜组的结构图。

图中：

角度检测模块1、多轴驱动机构2、紫外固态皮秒激光发射模块3、扩束准直模块4、聚焦模块5、变倍镜组6、第一透镜组6a、第二透镜组6b、卡环601、透镜座602、接杆603、插入孔604、激光扫描模块7、紫外激光8。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

图1是本实用新型的紫外皮秒激光器加工控制系统的原理框图；

图2是本实用新型的紫外皮秒激光器加工控制系统的结构图。

在本实施例中，如图1、图2所示，本实施例提供了一种紫外皮秒激光器加工控制系统，其包括：处理器模块、与所述处理器模块电性相连的角度检测模块1、多轴驱动机构2，紫外固态皮秒激光发射模块3、扩束准直模块4、聚焦模块5、变倍镜组6和激光扫描模块7；其中所述角度检测模块1安装在紫外固态皮秒激光发射模块3上，且所述多轴驱动机构2的输出部连接紫外固态皮秒激光发射模块3；所述角度检测模块1适于检测紫外固态皮秒激光发射模块3的三维角度数据并发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据三维角度数据控制多轴驱动机构2调整紫外固态皮秒激光发射模块3发射紫外激光8的出射角度，即所述紫外固态皮秒激光发射模块3将发射紫外激光8至扩束准直模块4进行扩束准直后，紫外激光8通过所述聚焦模块5进行聚焦，所述变倍镜组6适于调节紫外激光8的光斑尺寸，所述激光扫描模块7控制紫外激光8对精密材料进行激光加工。

在本实施例中，处理器模块可以采用但不限于是STM32系列单片机。

在本实施例中，本实施例通过角度检测模块检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据，通过多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，能够使紫外激光精准进入光学器件，保证加工效率、加工精度。

在本实施例中，本实施例通过紫外固态皮秒激光发射模块发出紫外激光经扩束准直模块扩束准直后，并通过聚焦模块进行聚焦，由变倍镜组调节紫外激光的光斑尺寸经激光扫描模块控制紫外激光完成加工，实现了紫外激光的光斑尺寸可调节的功能，能够满足对不同规格精密材料加工需求，并且结构简单、成本低。

在本实施例中，所述角度检测模块1适于采用陀螺仪。

在本实施例中，陀螺仪可以采用但不限于是PA-3ARG-01型陀螺仪，以对紫外固态皮秒激光发射模块3的三维角度数据进行检测。

在本实施例中，所述多轴驱动机构2适于三轴驱动机构。

在本实施例中，三轴驱动机构可以采用但不限于是三轴机械手，能够实现调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度的功能。

在本实施例中，所述紫外固态皮秒激光发射模块3包括：紫外固态皮秒激光器；所述紫外固态皮秒激光器适于发出紫外激光8。

在本实施例中，紫外固态皮秒激光器可以采用但不限于是Darren-500-355型皮秒激光器。

在本实施例中，所述扩束准直模块4包括：扩束镜和准直镜；所述扩束镜适于对紫外激光8进行扩束；所述准直镜适于对紫外激光8进行准直。

在本实施例中，扩束镜对紫外激光8进行扩束，能够保证紫外激光8整齐、集中，准直镜对紫外激光8进行准直，能够保证紫外激光8的能量分布均匀。

在本实施例中，所述聚焦模块5包括：聚焦镜；所述聚焦镜适于对紫外激光8进行聚焦。

在本实施例中，聚焦镜能够使紫外激光8进行聚焦，保证紫外激光8的能量集中。

图3是本实用新型的变倍镜组6的结构图。

在本实施例中，如图3所示，所述变倍镜组6包括：第一透镜组6a和第二透镜组6b；通过调节所述第一透镜组6a与所述第二透镜组6b之间的间距，以改变所述变倍镜组6的焦距，从而调节通过所述变倍镜组6的紫外激光8的光斑尺寸。

在本实施例中，所述第一透镜组6a与所述第二透镜组6b结构相同；所述第一透镜组6a包括：卡环601、透镜座602，以及用于调节焦距的透镜镜片；所述透镜座602开设有卡环601放置位，所述卡环601适于固定透镜镜片；若干接杆603适于垂直贯穿所述第一透镜组6a和所述第二透镜组6b的透镜座602，通过若干锁紧螺柱从所述第一透镜组6a和所述第二透镜组6b的透镜座602侧边插入以锁紧接杆603，从而将所述第一透镜组6a和所述第二透镜组6b进行固定，即所述第一透镜组6a、所述第二透镜组6b通过在接杆603上移动以调节所述第一透镜组6a与所述第二透镜组6b之间的间距。

在本实施例中，为了更好对结构进行展示，透镜镜片本身为透明，已在图中隐去。

在本实施例中，透镜座602的侧边设置有若干插入孔604，插入孔604适于锁紧螺柱旋入以将第一透镜组6a、第二透镜组6b和接杆603进行固定。

在本实施例中，所述激光扫描模块7包括：场镜和扫描振镜；所述场镜对通过的紫外激光8进行聚焦，并通过扫描振镜将紫外激光8打在精密材料上相应位置，以进行激光加工。

在本实施例中，通过扫描振镜中XY扫描镜控制激光光路轨迹，能够实现精确控制紫外激光8对精密材料进行加工；场镜主要用于对进入场镜的激光进行聚焦，保证紫外激光8的能量集中。

综上所述，本实用新型通过角度检测模块检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据，通过多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，能够使紫外激光精准进入光学器件，保证加工效率、加工精度。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read -OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。处理器可以是一个或多个中央处理器(central processing unit，CPU)，在处理器是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。通信接口可以为数据传输接口、通信接口或接收器等可被配置用于接收信息的电路或组件。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，包括：

处理器模块、与所述处理器模块电性相连的角度检测模块、多轴驱动机构，紫外固态皮秒激光发射模块、扩束准直模块、聚焦模块、变倍镜组和激光扫描模块；其中

所述角度检测模块安装在紫外固态皮秒激光发射模块上，且所述多轴驱动机构的输出部连接紫外固态皮秒激光发射模块；

所述角度检测模块适于检测紫外固态皮秒激光发射模块的三维角度数据并发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据三维角度数据控制多轴驱动机构调整紫外固态皮秒激光发射模块发射紫外激光的出射角度，即

所述紫外固态皮秒激光发射模块将发射紫外激光至扩束准直模块进行扩束准直后，紫外激光通过所述聚焦模块进行聚焦，所述变倍镜组适于调节紫外激光的光斑尺寸，所述激光扫描模块控制紫外激光对精密材料进行激光加工。

2.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述角度检测模块适于采用陀螺仪。

3.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述多轴驱动机构适于三轴驱动机构。

4.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述紫外固态皮秒激光发射模块包括：紫外固态皮秒激光器；

所述紫外固态皮秒激光器适于发出紫外激光。

5.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述扩束准直模块包括：扩束镜和准直镜；

所述扩束镜适于对紫外激光进行扩束；

所述准直镜适于对紫外激光进行准直。

6.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述聚焦模块包括：聚焦镜；

所述聚焦镜适于对紫外激光进行聚焦。

7.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述变倍镜组包括：第一透镜组和第二透镜组；

通过调节所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间距，以改变所述变倍镜组的焦距，从而调节通过所述变倍镜组的紫外激光的光斑尺寸。

8.如权利要求7所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述第一透镜组与所述第二透镜组结构相同；

所述第一透镜组包括：卡环、透镜座，以及用于调节焦距的透镜镜片；

所述透镜座开设有卡环放置位，所述卡环适于固定透镜镜片；

若干接杆适于垂直贯穿所述第一透镜组和所述第二透镜组的透镜座，通过若干锁紧螺柱从所述第一透镜组和所述第二透镜组的透镜座侧边插入以锁紧接杆，从而将所述第一透镜组和所述第二透镜组进行固定，即

所述第一透镜组、所述第二透镜组通过在接杆上移动以调节所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间距。

9.如权利要求1所述的紫外皮秒激光器加工控制系统，其特征在于，

所述激光扫描模块包括：场镜和扫描振镜；

所述场镜对通过的紫外激光进行聚焦，并通过扫描振镜将紫外激光打在精密材料上相应位置，以进行激光加工。

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