CN219336408U - 激光光栅划线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光光栅划线装置，包括激光划线机构及运动控制机构；激光划线机构包括依次设置的激光器、扩束镜、反射镜组件、振镜及场镜，激光器发出的激光依次经扩束镜扩束、反射镜组件反射后进入振镜，经过振镜输出的激光经场镜聚焦光斑后输出；运动控制机构包括除尘吸附箱以及料带收放辊，除尘吸附箱设于场镜的下方且其上开设有吸附槽，吸附槽的底部开设有若干吸附孔，吸附槽的底部连接抽气管路，料带收放辊设于除尘吸附箱的两端；料带在抽气管路的吸附下紧贴吸附槽的底部，并且料带在料带收放辊的作用下沿吸附槽移动而实现激光划线。本实用新型的激光光栅划线装置，具有效率高、速度快、线宽均匀性好以及痕迹清晰的特点。

Description

激光光栅划线装置

技术领域

本实用新型涉及激光精细加工技术领域，尤其涉及一种高均匀性的激光光栅划线装置。

背景技术

目前国内市场上的光栅划线工艺大多为压拓、挤压等机械方式，多为物理刻画方案。在激光方案中虽然有激光划线的存在，但是很难做到10um以下的线宽及较高的质量。

现有的激光刻划方式，激光非连续线扫，即，振镜在划线过程中，样件由平台保持稳定，当划线结束瞬间，平台需要带动样件移动，且需要保证激光下次的切割位置与前次结束位置符合标准图纸的要求。现有刻划方式的缺点在于：一方面，机械方案很难做到微米级别的精度控制，有时候还会因为力度过大而造成物料损坏；另一方面，激光非连续性加工很难提高效率，尤其在没有较好的治具的加持下，常常会发生前后位置不符合标准、划线深浅不一和间距过大等刻画问题，线宽均匀性差。

因此，有必要提供一种能够解决画线线宽均匀性差以及无法连续加工问题的激光光栅划线装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够解决划线线宽均匀性差以及无法连续加工问题的激光光栅划线装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种激光光栅划线装置，用于对料带进行划线，其包括激光划线机构及运动控制机构；其中，激光划线机构包括依次设置的激光器、扩束镜、反射镜组件、振镜及场镜，所述激光器发出的激光依次经所述扩束镜扩束、所述反射镜组件反射后进入所述振镜，经过所述振镜输出的激光经所述场镜聚焦光斑后输出；运动控制机构包括除尘吸附箱以及料带收放辊，所述除尘吸附箱设于所述场镜的下方且其上开设有吸附槽，所述吸附槽的底部开设有若干吸附孔，所述吸附槽的底部连接抽气管路，所述料带收放辊设于所述除尘吸附箱的两端；所述料带在所述抽气管路的吸附下紧贴所述吸附槽的底部，并且所述料带在所述料带收放辊的作用下沿所述吸附槽移动而实现激光划线。

较佳地，所述运动控制机构还包括压料辊，所述压料辊设于所述除尘吸附箱的上方，所述压料辊用于压持所述料带。

较佳地，所述吸附槽的深度为所述料带厚度的两倍。

较佳地，所述吸附孔的直径为0.1mm。

较佳地，所述激光器为M²＝1.0的10W绿光激光器，所述激光器的功率波动范围为0.5W以内，出射光斑直径为3.8mm。

较佳地，所述扩束镜为三倍固定扩束镜。

较佳地，所述振镜为16位数字振镜，所述振镜的入光孔直径为14mm，所述振镜的扫描速度为20mm/s。

较佳地，所述场镜的焦距为50mm。

与现有技术相比，由于本实用新型的激光光栅划线装置，其运动控制机构包括除尘吸附箱以及料带收放辊，所述除尘吸附箱设于所述场镜的下方且其上开设有吸附槽，所述吸附槽的底部开设有若干吸附孔，所述吸附槽的底部连接抽气管路，所述料带收放辊设于所述除尘吸附箱的两端；所述料带在所述料带收放辊的作用下沿所述吸附槽移动，且所述料带在所述抽气管路的吸附下紧贴所述吸附槽的底部，料带收放辊带动料带稳定移动过程中，通过激光划线机构的振镜对料带进行激光划线，一方面料带紧贴所述吸附槽的底部进行划线，保证划线线宽均匀性以及划线间距均匀性，保证加工质量，并且不会造成物料损坏；另一方面在料带不间断传输的同时进行划线，提高了加工效率；再者激光器的功率低，料带移动过程中进行加工使得激光与料带的作用时间短，因此划线加工后具有无毛刺及热效应的特点。也即，本实用新型的激光光栅划线装置，具有效率高、速度快、线宽均匀性好以及痕迹清晰等特点。

附图说明

图1是本实用新型之激光光栅划线装置的结构示意图。

图2是图1中运动控制机构的俯视图。

图3是图2的侧视图。

图4是本实用新型之激光光栅划线装置加工得到的料带的布局示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。需说明的是，本实用新型所涉及到的方位描述，例如上、下、左、右、前、后等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的技术方案或/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申请的限制。所描述到的第一、第二等只是用于区分技术特征，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

首先结合图1-图3所示，本实用新型所提供的激光光栅划线装置100，用于对料带200进行划线，其包括激光划线机构110及运动控制机构120。激光划线机构110设置于运动控制机构120的上方，运动控制机构120用于控制料带200平稳匀速的移动，在料带200移动的过程中由激光划线机构110对料带200进行划线，从而解决长料带200划线位置不一致、划线深浅不一和间距过大的问题，保证划线均匀性以及划线之间间距的均匀性。

参看图1所示，所述激光划线机构110包括依次设置的激光器111、扩束镜112、反射镜组件113、振镜114及场镜115，所述激光器111发出的激光经所述扩束镜112扩束、反射镜组件113反射后进入振镜114，经过振镜114输出的激光经所述场镜115聚焦光斑后输出，场镜115输出的激光用于对运动控制机构120上的料带200进行划线。

下面结合图2-3所示，所述运动控制机构120包括除尘吸附箱121、料带收放辊122以及压料辊123，所述除尘吸附箱121设于所述场镜115的下方且其上开设有吸附槽1211，所述吸附槽1211的底部开设有若干吸附孔1212，参看图2所示，所述吸附槽1211的底部连接抽气管路130，参看图3所示。抽气管路130连接抽气机构，此为本领域技术人员所熟知的结构，不再详细描述。所述料带收放辊122设于所述除尘吸附箱121的两端，压料辊123设于除尘吸附箱121的上方。料带200容置于所述吸附槽1211内，料带200在抽气管路130的吸附下紧贴所述吸附槽1211的底部，压料辊123压持于所述料带200的上方，同时，料带200在料带收放辊122的作用下沿所述吸附槽1211移动，由此保持料带200稳定地移动，在料带200移动的过程中实现激光划线，保证料带200划线的连续性加工，提高加工效率，同时解决长料带200划线位置不一致、划线深浅不一和间距过大的问题，保证划线均匀性以及划线之间间距的均匀性。

继续参看图2所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，所述除尘吸附箱121采用不锈钢材料制成，但并不以此为限。并且，所述吸附槽1211的两端贯穿除尘吸附箱121的两端，吸附槽1211的深度为料带200的厚度的两倍，吸附槽1211的底部的吸附孔1212的直径优选为0.1mm，但并不以此为限。吸附槽1211的前述结构设置，保证料带200完全容置于吸附槽1211内，在抽气管路130的吸附作用下，料带200足够被吸附而紧贴吸附槽1211的底部并且不影响料带200移动，从而使得划线位置处的料带200紧贴吸附槽1211的底部，由此保证划线均匀性以及划线间距的均匀性，而料带200移动过程是划线，实现不间断的划线加工，提高了加工效率；另外，料带200移动过程中，激光与料带200作用时间短，因此料带200还来不及受热就被激光刻画上了痕迹，配合合适的激光器111的功率，可实现加工时无毛刺及热效应的特点。

再次参看图1所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，所述激光器111为M²＝1.0的10W绿光激光器，所述激光器111的功率波动范围在0.5W以内，出射光斑直径为3.8mm；本实施方式中的激光器111的功率低，配合合适的刻画速度和卷料速度、激光能量可实现加工时无毛刺及热效应的特点。所述扩束镜112为三倍固定扩束镜112，因此，激光器111发出的激光经过扩束镜112扩束为11.4mm的光斑再出射至反射镜组件113，反射镜组件113反射后进入振镜114。所述振镜114为16位数字振镜，振镜114的入光孔直径为14mm，振镜114的扫描速度为20mm/s；所述场镜115的焦距为50mm；振镜114输出的激光经场镜115聚焦后，将聚焦光斑聚焦到5um左右以对料带200进行划线。

更进一步地，由于通常情况下，振镜114的入射光斑越大，聚焦光斑越小。因此，在保证光斑质量和振镜114的扫描范围不受影响的基础上，还可以适当增加振镜114的入射光斑，以得到更小的聚焦光斑。

下面再次结合图1-图3所示，对本实用新型之激光光栅划线装置100的工作原理和过程进行说明。

以加工单线线宽10um以内并且越小越好、单线长度6mm，划线间距20um左右，同时长度为100m、厚度0.3mm的料带200为例。

进行加工前，激光划线机构110的具体参数如下：激光器111的激光重频为300khz、激光功率为0.5W，而振镜114的扫描速度为20mm/s，加工位置为焦点位置。

加工前，先将料带200置于除尘吸附箱121的吸附槽1211内，料带200的两端头伸出除尘吸附箱121外并连接于除尘吸附箱121两端的料带收放辊122，并且料带200由料带收放辊122拉紧保证不产生应力和形变，除尘吸附箱121的上下料端的压料辊123压持于料带200的上方，用于固定料带200，一卷料带200的长度约为100m。

开始加工时，料带收放辊122转动而带动料带200在吸附槽1211内移动，参看图2-3中箭头方向所示。同时，抽气机构运行，从而使抽气管路130产生吸附力，由于料带200本身不透气，因此在一定的吸附力下料带200自然会紧贴所述吸附槽1211的底部。在料带200以一定的速度移动过程中，激光划线机构110工作，从而使其振镜114以一定的速度刻画在料带200上而形成划线，因为振镜114的刻画速度要远远高于料带200移动的速度，因此振镜114刻画的直线与料带200不动时的直线无差别，从而在料带200上形成十分近似直线的刻画痕迹，由此得到线宽均匀的划线，并且划线之间的间距也满足均匀性要求。而料带200在移动过程中实现划线，实现连续划线加工，提高了刻画速度，提高加工效率。另外，激光器111的功率低，振镜114的刻画速度要远远高于料带200移动的速度，因此激光与料带200作用的时间短，料带200还来不及受热就被激光刻画上了痕迹，具有加工时无毛刺及热效应的特点。

参看图4所示，其为利用本实用新型之激光光栅划线装置100按照前述方式加工得到的料带200的布局示意图。该料带200上的划线的宽度L10大约为7.7um，单线线宽满足要求，划线之间的间距L11大约为20.3um，划线之间的间距也满足上述要求，并且具有划线无毛刺及热效应的特点。

综上所述，由于本实用新型的激光光栅划线装置100，其运动控制机构120包括除尘吸附箱121以及料带收放辊122，所述除尘吸附箱121设于激光划线机构110的场镜115的下方且其上开设有吸附槽1211，所述吸附槽1211的底部开设有若干吸附孔1212，所述吸附槽1211的底部连接抽气管路130，料带收放辊122设于除尘吸附箱121的两端；料带200在料带收放辊122的作用下沿吸附槽1211移动，且料带200在抽气管路130的吸附下紧贴所述吸附槽1211的底部，料带收放辊122带动料带200稳定移动过程中，通过激光划线机构110的振镜114对料带200进行激光划线，一方面料带200紧贴所述吸附槽1211的底部进行划线，保证划线线宽均匀性以及划线间距均匀性，保证加工质量，并且不会造成物料损坏；另一方面在料带200不间断传输的同时进行划线，提高了加工效率；再者激光器111的功率低，料带200移动过程中进行加工使得激光与料带200的作用时间短，因此划线加工后具有无毛刺及热效应的特点。也即，本实用新型的激光光栅划线装置100，具有效率高、速度快、线宽均匀性好以及痕迹清晰等特点。

本实用新型所涉及到的抽气管路130以及抽气机构均为本领域普通技术人员所熟知的常规结构，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种激光光栅划线装置，用于对料带进行划线，其特征在于，包括：

激光划线机构，其包括依次设置的激光器、扩束镜、反射镜组件、振镜及场镜，所述激光器发出的激光依次经所述扩束镜扩束、所述反射镜组件反射后进入所述振镜，经过所述振镜输出的激光经所述场镜聚焦光斑后输出；

运动控制机构，其包括除尘吸附箱以及料带收放辊，所述除尘吸附箱设于所述场镜的下方且其上开设有吸附槽，所述吸附槽的底部开设有若干吸附孔，所述吸附槽的底部连接抽气管路，所述料带收放辊设于所述除尘吸附箱的两端；

所述料带在所述抽气管路的吸附下紧贴所述吸附槽的底部，并且所述料带在所述料带收放辊的作用下沿所述吸附槽移动而实现激光划线。

2.如权利要求1所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述运动控制机构还包括压料辊，所述压料辊设于所述除尘吸附箱的上方，所述压料辊用于压持所述料带。

3.如权利要求1所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述吸附槽的深度为所述料带厚度的两倍。

4.如权利要求1所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述吸附孔的直径为0.1mm。

5.如权利要求1-4任一项所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述激光器为M²＝1.0的10W绿光激光器，所述激光器的功率波动范围为0.5W以内，出射光斑直径为3.8mm。

6.如权利要求5所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述扩束镜为三倍固定扩束镜。

7.如权利要求5所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述振镜为16位数字振镜，所述振镜的入光孔直径为14mm，所述振镜的扫描速度为20mm/s。

8.如权利要求5所述的激光光栅划线装置，其特征在于，所述场镜的焦距为50mm。

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