CN212823415U - 自动校准装置和镭射加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动校准装置和镭射加工设备，该自动校准装置用于校准激光头的位置，所述自动校准装置包括：校准箱，所述校准箱形成有容腔和采集面，所述采集面设有透光区，所述透光区用于校准激光头，并使激光头的激光透过；检测件，所述检测件设于所述容腔内，并与所述透光区正对设置，所述检测件用于检测激光头的激光。本实用新型旨在提供一种能够校正镭射中心与CCD位置的同时，实现测量激光功率的自动校准装置，该自动校准装置不仅测量精确，且操作便捷、安全可靠。

Description

自动校准装置和镭射加工设备

技术领域

本实用新型涉及镭射校准设备技术领域，特别涉及一种自动校准装置和应用该自动校准装置的镭射加工设备。

背景技术

镭射切割、镭射开槽为半导体封装主流工艺之一，可实现对不规则异型产品进行作业，并且成本较低。镭射激光产生的热漂移，容易引起镭射中心与CCD(影像定位系统)发生偏移。因此，在镭射开槽或镭射切割之前，需要对镭射激光与CCD位置进行校正。

相关技术中通常采用手动校准镭射中心与CCD中心位置，但操作步骤繁杂，耗费时间较长，校准位置不够精确，还可能造成产品偏移或尺寸偏差。同时，无法实现校准和测量镭射功率同时进行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种自动校准装置和镭射加工设备，旨在提供一种能够校正镭射中心与CCD位置的同时，实现测量激光功率的自动校准装置，该自动校准装置不仅测量精确，且操作便捷、安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型提出的自动校准装置，用于校准激光头的位置，所述自动校准装置包括：

校准箱，所述校准箱形成有容腔和采集面，所述采集面设有透光区，所述透光区用于校准激光头，并使激光头的激光透过；和

检测件，所述检测件设于所述容腔内，并与所述透光区正对设置，所述检测件用于检测激光头的激光。

在一实施例中，所述自动校准装置还包括传感件，所述传感件设于所述采集面，并环绕所述透光区设置，所述传感件用于感应和反馈激光头的激光。

在一实施例中，所述传感件铺设于所述采集面，所述传感件对应所述透光区设有避位孔。

在一实施例中，所述传感件为光电传感器。

在一实施例中，所述自动校准装置还包括控制器，所述控制器与所述检测件和所述传感件电连接。

在一实施例中，所述自动校准装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接，所述报警器用于在所述传感件感应到激光头的激光时发出报警。

在一实施例中，所述透光区呈凸台、凹槽或通孔。

在一实施例中，所述透光区呈连通所述容腔的通孔时，所述通孔为圆孔、椭圆孔、方孔、三角孔、多边形孔、十字孔或异形孔。

在一实施例中，所述检测件为功率表。

本实用新型还提出一种镭射加工设备，包括：

设备主体；

激光头，所述激光头设于所述设备主体，所述激光头用于发出激光；及

上述所述的自动校准装置，所述自动校准装置设于所述设备主体，并与所述激光头呈相对设置。

本实用新型技术方案的自动校准装置通过在校准箱的采集面设置透光区，并在校准箱的容腔内设置检测件，使得检测件与透光区正对设置，从而利用透光区实现校准激光头的同时，透过激光头的激光，使得检测件检测激光头的激光，从而实现校正镭射中心与CCD位置的同时，实现测量激光功率。本实用新型提出的自动校准装置不仅测量精确，且操作便捷、安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中自动校准装置的透视结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中自动校准装置另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中自动校准装置的剖面示意图；

图4为本实用新型一实施例中自动校准装置的信号原理图；

图5为本实用新型一实施例中镭射加工设备的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	自动校准装置	31	避位孔
1	校准箱	4	控制器
				11	容腔	5	报警器
12	采集面	600	设备主体
				13	透光区	700	激光头
2	检测件	710	集尘装置
				3	传感件	800	镭射加工设备

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

镭射切割、镭射开槽为半导体封装主流工艺之一，可实现对不规则异型产品进行作业，并且成本较低。镭射激光产生的热漂移，容易引起镭射中心与CCD(影像定位系统)发生偏移。因此，在镭射开槽或镭射切割之前，需要对镭射激光与CCD位置进行校正。

目前，通常采用手动校准镭射中心与CCD中心位置，但操作步骤繁杂，耗费时间较长，校准位置不够精确，还可能造成产品偏移或尺寸偏差。此外，在进行产品作业之前，需要对镭射功率进行测量，确认当前作业时的镭射功率。

通常情况下，先校准镭射中心与CCD中心相对位置，再测量功率。具体地，在产品加工前会先进行相机的识别定位，再通过设定的距离移动到镭射头中心，让设备的镭射头与相机之间的距离数据进行更新，防止镭射头热漂移造成与相机的距离产生误差，导至品质异常。在产品进行镭射时，还需要对镭射功率进行测量，确定镭射功率是否衰减。

如此，在进行校准时，通过将激光镭射到放置在工作平台上的铝板，然后将工作平台移动到CCD中心，以设定十字的CCD位置。在进行镭射功率测量时，通过将功率表的盖板打开，移动镭射中心出光处，打开测功率软体，手动触发软体进行测量，记录测量功率数值与标准功率做比较。这两者的操作一前一后，在不同位置进行，浪费了大量时间。

相关技术中通常采用手动校准镭射中心与CCD中心位置，但操作步骤繁杂，耗费时间较长，校准位置不够精确，还可能造成产品偏移或尺寸偏差。同时，无法实现校准和测量镭射功率同时进行。

基于上述构思和问题，本实用新型提出一种自动校准装置100。可以理解的，自动校准装置100不仅用于校准激光头700的位置，还能够实现对激光头700的镭射功率测量。

在本实施例中，自动校准装置100应用于镭射加工设备。可以理解的，镭射加工设备用于加工智能穿戴产品和消费类电子产品，使得产品的沟槽设计变得更窄，封装面积更小，从而使得产品内部空间结构非常紧凑的同时，具有良好的电子屏蔽效果。

请结合参照图1、图2、图3和图5所示，在本实用新型实施例中，该自动校准装置100包括校准箱1和检测件2，其中，所述校准箱1形成有容腔11和采集面12，所述采集面12设有透光区13，所述透光区13用于校准激光头700，并使激光头700的激光透过；所述检测件2设于所述容腔11内，并与所述透光区13正对设置，所述检测件2用于检测激光头700的激光。

在本实施例中，校准箱1用于安装、固定和保护检测件2，校准箱1的结构可以时具有容腔11的壳体、盒体、箱体或机体等，在此不做限定。可以理解的，校准箱1的形状可以时方形箱体、圆柱型箱体、多边形箱体等，在此不做限定。

在本实施例中，为了方便自动校准装置100对激光头700实现校准，校准箱1设有采集面12，采集面12与激光头700呈正对设置，也即激光头700的激光能够直接照射到采集面12。可以理解的，采集面12可以是校准箱1的箱体外壁、顶部或顶壁形成，采集面12为平面结构，如此不影响对激光头700的校准效果。

可以理解的，为了使得检测件2能够检测激光头700的激光镭射功率，采集面12设有透光区13，也即透光区13一方面用于校准激光头700，另一方面使激光头700的激光透过，从而方便检测件2实现检测。

在本实施例中，所述检测件2可选为功率表。可以理解的，功率表接收到激光头700的激光后，能够检测出激光头700的镭射功率，从而方便激光头700进行镭射切割或加工等步骤。

在本实施例中，检测件2可固设于校准箱1的容腔11，例如采用焊接或过盈设置等，如此可提高检测件2的安装稳定性。当然，在其他实施例中，检测件2也可采用可拆卸的方式设置于校准箱1的容腔11，例如采用卡扣连接、插接配合、螺钉连接或销钉连接等，在此不做限定。

可以理解的，为了使得方便透光区13设置于采集面12的任何位置时，检测件2均能检测到透过透光区13激光头700激光的镭射功率，检测件2的形状与采集面12的形状轮廓相同。

本实用新型的自动校准装置100通过在校准箱1的采集面12设置透光区13，并在校准箱1的容腔11内设置检测件2，使得检测件2与透光区13正对设置，从而利用透光区13实现校准激光头700的同时，透过激光头700的激光，使得检测件2检测激光头700的激光，从而实现校正镭射中心与CCD位置的同时，实现测量激光功率。本实用新型提出的自动校准装置100不仅测量精确，且操作便捷、安全可靠。可以理解的，自动校准装置100既可以校正激光头700与CCD中心位置又可以测量镭射功率，如此不仅加快了作业前工作，还可以提高校正与测量精度，提高作业品质。

在一实施例中，如图1、图2、图3和图5所示，所述自动校准装置100还包括传感件3，所述传感件3设于所述采集面12，并环绕所述透光区13设置，所述传感件3用于感应和反馈激光头700的激光。

可以理解的，通过在采集面12上设置传感件3，从而利用传感件3感应和反馈激光头700的激光，从而实现指导激光头700的位置校准。

在一实施例中，如图1、图2和图3所示，所述传感件3铺设于所述采集面12，所述传感件3对应所述透光区13设有避位孔31。

可以理解的，如此设置，使得传感件3铺满采集面12，并在传感件3上设置对应透光区13设置的避位孔31，从而在激光头700的激光照射在传感件3上时，传感件3感应到激光头700的激光，并反馈至控制中心，以提示激光头700未校准。当激光头700的激光射于透光区13时，也即传感件3没有感应到激光头700的激光，从而实现激光头700的校准，此时，激光头700的激光透过透光区13后，检测件2检测激光头700的激光，从而实现激光头700激光的镭射功率检测。

在本实施例中，所述传感件3可选为光电传感器。本实用新型的自动校准装置100在进行激光头700校准的同时，实现对激光头700激光的镭射功率一次检测，简化了测试工序，提高了使用便利性。

在一实施例中，如图4所示，所述自动校准装置100还包括控制器4，所述控制器4与所述检测件2和所述传感件3电连接。

可以理解的，通过设置控制器4，方便控制器4接收检测件2的测量信号以及传感件3的反馈信号，从而利用控制器4对激光头100实现持续的自动控制校准。

在本实施例中，为了方便显示检测件2检测到的激光头100的镭射功率，自动校准装置100还包括与控制器4电连接的显示屏，使得显示屏接收控制器4的检测数据，从而显示在显示屏上。当然，在其他实施例中，控制器4和显示屏也可以直接集成在镭射加工设备800上，在此不做限定。

在一实施例中，如图4所示，所述自动校准装置100还包括报警器5，所述报警器5与所述控制器4电连接，所述报警器5用于在所述传感件3感应到激光头700的激光时发出报警。

在本实施例中，通过设置报警器5，从而在传感件3感应到激光头700的激光时，将信号反馈至控制器4，并有控制器4控制报警器5发出报警，以实现提醒激光头700没有校准，从而使得控制器4控制激光头700继续进行校准操作。

在本实施例中，校准箱1上采集面12的透光区13可采用透光材质制成，从而方便激光头700的激光透过。在一实施例中，所述透光区13可设置为凸台、凹槽或通孔，只要是能够实现激光头700的激光透过均可，在此不做限定。

在一实施例中，如图1、图2、图3和图5所示，所述透光区13设置为通孔，通孔连通所述容腔11，如此使得激光头700的激光射于通孔时，实现激光头700的位置校准，此时激光头700的激光穿过通孔射于检测件2上，使得检测件2实现激光头700的镭射功率检测。

可以理解的，所述通孔可选为圆孔、椭圆孔、方孔、三角孔、多边形孔、十字孔或异形孔，在此不做限定。

在本实施例中，自动校准装置100通过设置检测件2(即功率表)的校准箱1的采集面12上设置传感件3(即光电传感器)，通过在设置传感件3(即光电传感器)的采集面12中间设置通孔或凹槽结构，其中，通孔或凹槽结构的大小与镭射激光的划线面积相等，这样既能达到校准激光头700与CCD中心位置，又可以测量镭射功率。

可以理解的，自动校准装置100的控制器4上设置有控制成型，开启十字标定软件后，打开软件中的阅览模式，当预览光打到反光面，光电感应器感应到激光，触发系统自动报警；当预览光穿过十字孔，在功率表的表面执行十字打标操作。将工作台移动到CCD中心，当CCD中心偏离十字光斑位置时，光电感应器感应到光源，触发报警；当CCD中心与十字光斑重合时，光电传感器感应不到光源，无法触发报警系统，这样就有效保证了CCD中心与镭射头位置对准的精度。此外，可以在软体中设置触发功率的相关参数，在功率表的表面镭射激光点，可快速测量激光功率。

如图5所示，本实用新型还提出一种镭射加工设备800，该镭射加工设备800包括设备主体600、激光头700及自动校准装置100，该自动校准装置100的具体结构参照上述实施例，由于本镭射加工设备800采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本实施例中，所述激光头700设于所述设备主体600，所述激光头700用于发出激光；所述自动校准装置100设于所述设备主体600，并与所述激光头700呈相对设置。

可以理解的，镭射加工设备800用于加工智能穿戴产品和消费类电子产品，使得产品的沟槽设计变得更窄，封装面积更小，从而使得产品内部空间结构非常紧凑的同时，具有良好的电子屏蔽效果。

在本实施例中，镭射加工设备800还包括设于激光头700的集尘装置710，该集尘装置710包括集尘罩、第一管道及第二管道，其中，集尘罩形成有集尘腔，所述集尘罩设有连通所述集尘腔的镭射口；第一管道设于所述集尘罩，并连通所述集尘腔；第二管道设于所述集尘罩，所述第二管道伸入所述集尘腔内，并延伸至所述镭射口，所述第二管道与所述第一管道呈间隔设置。

可以理解的，集尘罩可以是形成有集尘腔的罩体或壳体，如此可利用集尘罩将镭射加工设备800的激光头700罩盖，在激光头700对产品表面加工时，有效防止加工产生的灰屑外扩，有效避免灰屑影响人体健康和环境污染。

在本实施例中，集尘装置710的第一管道和第二管道可以是硬质管路或软质管路，用于吸气或抽气，同时在吸气的同时方便将集尘腔的灰屑带出集尘腔。可选地，第一管道为软质吸管，第二管道为软质吸管。

本实用新型的集尘装置710通过在集尘罩上设置第一管道和第二管道，使得第一管道和第二管道连通集尘腔，且第二管道伸入集尘腔内，并延伸至镭射口，如此可利用第二管道对镭射口处产品的沟槽进行吹气，从而方便将沟槽内的灰屑吹出，然后利用第一管道抽吸集尘罩中集尘腔内的灰屑，从而既可以有效去除产品沟槽内的灰屑，又可以将集尘腔内的灰屑吸出，达到除尘集尘的目的，有效提高产品的加工效果。

可以理解的，集尘装置710通过大范围表面的吸气方式与小范围内部的吹气方式，可以达到去产品除表面和表面沟槽内灰尘的目的。采用该集尘装置710的镭射加工设备增强了镭射排屑功能，并且使产品表面的沟槽侧壁更加整齐规整，从而有利于进一步减小产品表面的沟槽宽度，并且减少银浆用量，不仅有效屏蔽电磁波的干扰，而且提高了效率，降低了成本。本实用新型提出的集尘装置710具有高清洁力、高精确度、高可靠性的特性。

在本实施例中，所述集尘罩还设有连通所述集尘腔的安装口，所述安装口正对所述镭射口设置，用于安装激光头700，所述第一管道邻近所述安装口设置。当镭射口与透光区13正对时，激光头700的激光依次穿过镭射口、透光区13的通孔射入检测件2上，从而实现镭射功率检测。

可以理解的，通过在集尘罩上设置安装口，有利于方便安装镭射加工设备800的激光头700。同时，将第一管道邻近安装口设置，有利于集尘装置710通过第一管道的抽吸将集尘罩的集尘腔内的灰屑全部抽出集尘罩，从而提高除尘和集尘的目的。

在本实施例中，所述激光头700设于所述集尘装置710，并伸入所述集尘装置710的集尘罩内。也即激光头700装设于安装口处，并通过安装口伸入集尘罩的集尘腔内，使得激光头700正对镭射口，从而方便激光头700通过镭射口对产品的表面加工开槽。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动校准装置，用于校准激光头的位置，其特征在于，所述自动校准装置包括：

校准箱，所述校准箱形成有容腔和采集面，所述采集面设有透光区，所述透光区用于校准激光头，并使激光头的激光透过；和

检测件，所述检测件设于所述容腔内，并与所述透光区正对设置，所述检测件用于检测激光头的激光。

2.如权利要求1所述的自动校准装置，其特征在于，所述自动校准装置还包括传感件，所述传感件设于所述采集面，并环绕所述透光区设置，所述传感件用于感应和反馈激光头的激光。

3.如权利要求2所述的自动校准装置，其特征在于，所述传感件铺设于所述采集面，所述传感件对应所述透光区设有避位孔。

4.如权利要求2所述的自动校准装置，其特征在于，所述传感件为光电传感器。

5.如权利要求2所述的自动校准装置，其特征在于，所述自动校准装置还包括控制器，所述控制器与所述检测件和所述传感件电连接。

6.如权利要求5所述的自动校准装置，其特征在于，所述自动校准装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接，所述报警器用于在所述传感件感应到激光头的激光时发出报警。

7.如权利要求1至6中任一项所述的自动校准装置，其特征在于，所述透光区呈凸台、凹槽或通孔。

8.如权利要求5所述的自动校准装置，其特征在于，所述透光区呈连通所述容腔的通孔时，所述通孔为圆孔、椭圆孔、方孔、多边形孔、十字孔或异形孔。

9.如权利要求1至6中任一项所述的自动校准装置，其特征在于，所述检测件为功率表。

10.一种镭射加工设备，其特征在于，包括：

设备主体；

激光头，所述激光头设于所述设备主体，所述激光头用于发出激光；及

如权利要求1至9中任一项所述的自动校准装置，所述自动校准装置设于所述设备主体，并与所述激光头呈相对设置。

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