CN217142702U

CN217142702U - 一种表面结构激光加工装置

Info

Publication number: CN217142702U
Application number: CN202221088936.0U
Authority: CN
Inventors: 邵晶; 李卓; 赵发财; 董浩; 王英明; 韩素立; 宋平
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: CETC 41 Institute
Priority date: 2022-05-07
Filing date: 2022-05-07
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2032-05-07

Abstract

本实用新型提出一种表面结构激光加工装置，激光器及光束处理组件以及可调整倾斜角度的加工平台，所述激光器所发出的激光经过光束处理组件后呈夹角照射在所述加工平台上。通过可调整倾斜角度的加工平台，来调整激光照射面与位于加工平台上的待加工工件的加工平面的角度，可以实现非对称锯齿状的微结构加工表面。

Description

一种表面结构激光加工装置

技术领域

本实用新型属于激光加工相关领域，具体涉及一种表面结构激光加工装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

激光加工具有效率高、非接触等优点，广泛应用在金属、陶瓷材料或者软性材料表面的加工处理。

但是，传统的激光表面加工受限于设备结构和加工条件的限制，如附图图4所示，加工平面只能与激光照射面相垂直，不能以其他角度进行加工，因此，现有的装置无法加工非对称锯齿状的微结构表面。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种表面结构激光加工装置，通过可调整倾斜角度的加工平台，来调整激光照射面与位于加工平台上的待加工工件的加工平面的角度，可以实现非对称锯齿状的微结构加工表面。

根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：

一种表面结构激光加工装置，包括：激光器及光束处理组件以及可调整倾斜角度的加工平台，所述激光器所发出的激光经过光束处理组件后呈夹角照射在所述加工平台上。

另外，根据本实用新型实施例的一种表面结构激光加工装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述光束处理组件包括准直隔离器、扫描振镜和场镜，所述激光器所发出的激光依次经过所述准直隔离器、扫描振镜和场镜。

优选的，所述加工平台上包括可调整倾斜角度的底座和位于底座上方的电动直线滑台。

优选的，待加工工件安装在所述电动直线滑台的运动平台上，跟随所述运动平台的移动而移动。

优选的，还包括控制系统，所述控制系统与所述激光器电性连接。

优选的，所述控制系统与电动直线滑台电性连接，用于控制电动直线滑台的运动平台的移动。

优选的，所述控制系统与振镜电性连接，用于控制振镜的扫描。

优选的，所述加工平台位于所述光束处理组件的下方。

优选的，所述扫描振镜包括X轴振镜和Y轴振镜。

优选的，所述X轴振镜与Y轴振镜为垂直连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

在本实用新型中，采用可调整倾斜角度的底座和电动直线滑台协同作用，可实现激光照射面与加工平面呈一定的夹角，可以加工出非对称的锯齿状表面微结构。

在本实用新型中，加工平台包括可调整倾斜角度的底座和电动直线滑台，待加工工件固定在电动直线滑台上的运动平台上，使待加工工件可以跟随运动平台的移动而移动，从而将待加工工件的未加工区域给进使其处于激光加工的加工区域。

在本实用新型中，采用振镜和电动直线滑台相结合的方案，即具有振镜高速加工的优势，又采用电动直线滑台使被加工区域始终处于激光加工装置离焦量的允许范围内，可以实现倾斜角度下的大尺寸的加工。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型中一种表面结构激光加工装置示意图；

图2是本实用新型中一种表面结构激光加工装置的加工状态示意图；

图3是本实用新型汇总一种表面结构激光加工装置的加工效果示意图；

图4是现有的激光加工系统的加工效果示意图。

附图标记说明：

1、激光器，2、准直隔离镜，3、X轴振镜，4、Y轴振镜，5、场景，6、控制系统，7、待加工工件，8、运动平台，9、电动直线滑台，10、底座

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1-3所示，本实用新型提供一种表面结构激光加工装置，包括：激光器1、光束处理组件以及可调整倾斜角度的加工平台，所述激光器所发出的激光经过光束处理组件后呈夹角照射在所述加工平台上。

加工平台由可调整倾斜角度的底座10和电动直线滑台9组成，通过对底座10倾斜角度的调整，可改变电动直线滑台9上的运动平台8相对于水平面的倾斜角度以及距离地面的高度。

具体的，加工平台位于光束处理组件的下方，激光器1所发出的激光经过光束处理组件后照射在位于电动直线滑台9的运动平台8上的待加工工件7上，基于对底座10倾斜角度的调节，可以使经过光束处理组件后的激光呈不同的夹角照射在加工平台上，激光照射与加工平台的加工平面呈非90°的夹角。

作为一种可实施方式，光束处理组件包括准直隔离镜2、扫描振镜和场镜5，激光器1所发射的激光经过准直隔离镜2后产生准直平行光束，然后经过扫描振镜发射形成不同的扫描角度的光束，而后经过场镜5聚焦形成加工图形区域，照射在加工平台上。

具体的，扫描振镜包括X轴振镜3和Y轴振镜4，X轴振镜3与Y轴振镜4为轴垂直连接，场镜5位于Y轴振镜4的下方，激光器1所发出的激光经过准直隔离镜2后产生准直平行光束，准直平行光束以默认角度45度照射在X轴振镜上，经X轴振镜射出的反射光线以默认角度45度照射在Y轴振镜上，在加工的过程中，其夹角会以45度为中心发生偏转，反射光到不同角度，然后再经过场镜5聚焦形成加工图形区域，照射在待加工工件7上。

具体的，运动平台8上表面固定有待加工工件7，通过电动直线滑台9上的运动平台8的移动，可实现待加工工件7的给进，电动直线滑台9构成焦距补偿系统，用于补偿待加工工件7不同位置时带入的离焦，经过场镜5的激光焦点所在平面与待加工工件7表面的不同位置相交，使被加工区域始终处于激光加工装置离焦量的允许范围内。

可以理解的是，可通过运动平台8两端用端面对待加工工件7表面及侧面进行压紧的方式或者利用加工工件的沟槽与运动平台表面进行机械固定等方式实现运动平台8与待加工工件7的固定，也可以通过其他的方式实现运动平台8与待加工工件7之间的固定。

具体的，待加工工件7可为金属铝、陶瓷材料等。

在一实施例中，还包括控制系统6，控制系统6与激光器1、扫描振镜(X轴振镜3、Y轴振镜4)以及电动直线滑台9采用电缆连接并控制。

可通过控制系统6控制电动直线滑台9上运动平台8的移动。

可以理解的是，电动直线滑台9为现有装置，根据需求进行选择即可，运动平台8指的是电动直线滑台9上可移动的平台。

实施例二

本实施例提供一种表面结构激光加工装置的使用方法，包括：

步骤1：调整可调整倾斜角度的底座10的角度，使该加工角度能够满足相应的光学性能要求，并将待加工工件固定在电动直线滑台9上的运动平台8上；

步骤2：调整场镜6与待加工工件7的相对高度位置，使激光光束能够聚焦于待加工工件的表面；

步骤3：设定相应的加工区域，加工区域可为横置的窄条长方形，其中，加工区域的长度由待加工工件7的横向尺寸和振镜的最大加工尺寸二者中的最小值决定。

例如，振镜的焦距为254mm，加工区域的尺寸为165mm，而待加工工件的横向尺寸为100mm，此时，加工区域的长度应为100mm，加工区域的宽度可由以下公式计算：

设定加工区域的宽度L，根据公式计算：

其中，f是振镜的焦距，ω为平行光束的直径，λ为激光波长，M²为激光光束质量因子，θ为倾斜角度。

步骤4：启动控制系统6，通过控制系统6控制振镜(X轴振镜3、Y轴振镜4)扫描，进行加工，形成相应的非对称的微结构；

步骤5：控制系统6控制电动直线滑台9，控制电动直线滑台9上的运动平台8的移动，从而使位于运动平台8上的待加工工件7的其他未加工部分输送至加工区域。

重复步骤4和步骤5，直到完成整体加工任务。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种表面结构激光加工装置，其特征是，包括：激光器及光束处理组件以及可调整倾斜角度的加工平台，所述激光器所发出的激光经过光束处理组件后呈夹角照射在所述加工平台上。

2.如权利要求1所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述光束处理组件包括准直隔离镜、扫描振镜和场镜，所述激光器所发出的激光依次经过所述准直隔离镜、扫描振镜和场镜。

3.如权利要求1所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述加工平台上包括可调整倾斜角度的底座和位于底座上方的电动直线滑台。

4.如权利要求3所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，待加工工件安装在所述电动直线滑台的运动平台上，跟随所述运动平台的移动而移动。

5.如权利要求3所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，还包括控制系统，所述控制系统与所述激光器电性连接。

6.如权利要求5所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述控制系统与电动直线滑台电性连接，用于控制电动直线滑台上运动平台的移动。

7.如权利要求5所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述控制系统与振镜电性连接，用于控制振镜的扫描。

8.如权利要求1所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述加工平台位于所述光束处理组件的下方。

9.如权利要求2所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述扫描振镜包括X轴振镜和Y轴振镜。

10.如权利要求9所述的一种表面结构激光加工装置，其特征是，所述X轴振镜与Y轴振镜为轴垂直连接。