TWM450443U - 可微調雷射加工間距之調整機構 - Google Patents

Description

可微調雷射加工間距之調整機構

本創作係關於一種可微調雷射加工間距之調整機構，尤指一種應用於雷射加工領域之調整機構。

雷射加工技術之應用已相當普遍，尤其應用於線切割之技術領域時，因其藉由雷射光平行性良好，且可集束成極微小光束，溫度並可高達10000℃以上，因此可進行非常細微的熱熔化及氣化加工，而形成槽寬極細微且相當平直的切割線，因此各業者均會利用不同雷射之種類特性，廣泛應用於不同之領域中。

而當擬進行二平行線之線切割時，為縮短加工時間及精控二平行線之平行度，即有業者藉由二平行設置之雷射裝置同時發射出之雷射光，於工件表面同時形成二平行之加工線；惟此現有技術若擬加工不同間距之加工線時，須調整二雷射裝置間之距離，操作上並不便利，且整個加工系統體積相當龐大。

故曾有業者再進一步研發出一旋轉機構，並將二雷射裝置設置於旋轉機構上，請參看圖11所示之示意狀態圖，其中旋轉機構80上可見及雷射光90投出之光束路徑，若原二雷射光90間之光線距離原為圖上所示之a，而當旋轉機構90帶動整個系統旋轉一適當角度時，請參看圖12所示，此時二雷射光90所投射出之光線距離a1即呈小於a的距離，因此投射於工件上之二加工線之距離即縮減，藉 此即無須調整二雷射裝置之距離，僅須精控旋轉機構之旋轉角度，即可達到調整之目的。

然藉此旋轉機構之設置雖無須再調整雷射裝置間之距離，但仍是須配置二雷射裝置，整個加工系統體積龐大的問題仍是存在，且雖旋轉機構即可改變二加工線之距離，但旋轉機構略旋轉一角度，二加工線間即產生明顯之間距變化，故若欲使二加工線間為微細的尺寸調整時，即有難以精控之問題。

故為使整個加工系統之構件更加精簡，且可使加工線間之間距得以精細微調，本創作者乃研發出本創作“可微調雷射加工間距之調整機構”，希藉由本創作達到以下之目的：本創作之主要目的，係提供一種“可微調雷射加工間距之調整機構”，該調整機構包含有一電控裝置、設於電控裝置轉盤上，並與轉盤同步旋轉之分光鏡，分光鏡之一端並設有一反光稜鏡，反光稜鏡之斜度與分光鏡內之鍍膜斜度為相同而呈平行，另於加工件與電控裝置轉盤間設有一聚焦鏡，當位於電控裝置另側之雷射裝置之雷射光投射出時，該雷射光即穿過電控裝置之轉盤而進入分光鏡，部分光即穿透分光鏡、聚焦鏡而加工工件，部分光則反射朝反光稜鏡之方向，當光接觸反光稜鏡時，再折射呈另一道與平行之光束，光束並同時穿透聚焦鏡而加工工件，故不僅僅須一雷射裝置即可獲得二平行之加工線，且若藉由電控裝置帶動轉盤旋轉時，二平行光束之投射出之光線距離 即會改變，而再經過聚焦鏡時，即可二加工線間之距離即可達到微調之目的。

為達上述目的，本創作之調整機構設於雷射裝置與工件加工區間，依序包含有一可帶動轉盤旋轉之電控裝置，一設置於轉盤端面並與轉盤同時旋轉之分光鏡，一與分光鏡固定之反光稜鏡，反光稜鏡之鏡面與分光鏡之鍍膜為同斜度，且呈平行設置；另包含有一位於分光鏡與工件加工區間之聚焦鏡，當雷射裝置投射出之單一束雷射光通過轉盤而進入分光鏡時，即藉由分光鏡與反光稜鏡形成二平行光束通過聚集鏡而進入工件加工區以加工工件。

前述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中轉盤以定位組件而固定分光鏡及反光稜鏡，並可調整轉盤與分光鏡、反光稜鏡之相對位置。

前述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中定位組件包含有二夾板，二夾板相對的內側端面以凹陷面夾掣分光鏡及反光稜鏡，而二夾板朝向轉盤並與轉盤接觸之端面係與轉盤鎖固定位。

前述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中電控裝置由一動力源帶動一齒輪組旋轉，而轉盤固設於大齒輪上。

前述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中電控裝置由一動力源帶動一螺桿，再藉螺桿帶動一大齒輪旋轉，而轉盤固設於大齒輪上。

請配合參看圖1及圖2所示，本創作之調整機構包含有一電控裝置10、一轉盤11、一分光鏡20、一反光稜鏡 30及一聚焦鏡40，而此調整機構設置於工件加工區50與雷射裝置60之間，當雷射裝置60投射出之單一雷射光經過本創作之調整機構後，即可形成二平行之雷射加工光束，且藉由調整裝置可微調二光束間之間距，而為利於說明，圖1係表示電控裝置10、轉盤11及分光鏡20、反光稜鏡30間之相對關係，而圖2則表示雷射裝置60、轉盤11、分光鏡20、反光稜鏡30、聚焦鏡40及工作加工區50間之相對關係。

請配合參看圖1及圖2所示，本創作之電控裝置10主要是帶動轉盤11旋轉，圖上所示之電控裝置10由一動力源12帶動一齒輪組旋轉，該動力源12並可為馬達之配置，動力源12帶動一小齒輪121，再以小齒輪121帶動大齒輪122，上述轉盤11即固設於大齒輪122之中心處，因此當動力源121帶動大齒輪122轉動時，即同時帶動轉盤11旋轉；再者，上述之電控裝置也可為動力源直接驅動一螺桿，動力源可為馬達，藉由馬達帶動螺桿再直接帶動大齒輪轉動，同樣達到藉由電控裝置帶動轉盤旋轉之目的。

另請配合參看圖3及圖4所示，該轉盤11除被電控裝置10帶動而旋轉外，並以定位組件13而固定分光鏡20及反光稜鏡30，為配合定位組件13，於轉盤11上設置數鎖固孔111，而於轉盤11中心則為雷射光穿過之通孔113，另定位組件13具有二夾板131，二夾板131相對的內側端面即夾掣分光鏡20及反光稜鏡30，其定位方式，係於夾板131內側端面朝向轉盤11方向形成凹陷面132，而於朝向轉盤11並與轉盤11接觸之端面上形成對應鎖固孔111之 螺孔133，當分光鏡20與反光稜鏡30被夾掣於凹陷面132時，可藉數螺栓112穿過鎖固孔111而鎖掣於螺孔133處，而使分光鏡20與反光稜鏡30被定位於轉盤11之特定位置處，另請參看圖5及圖6所示，若拆下同一夾板131上之螺栓112時，即可使分光鏡20與反光稜鏡30與轉盤11之相對位置改變，惟一旦定位組件13鎖固定位後，分光鏡20、反光稜鏡30與轉盤11之相對關係即固定。

請配合參看圖2及圖4所示，上述分光鏡20與反光稜鏡30為固設一體之設計，於分光鏡20內之鍍膜21斜度與反光稜鏡30之鏡面31斜度為相同而為平行設置之狀態；請參看圖2所示，上述分光鏡20與反光稜鏡30係設置於轉盤11與一聚焦鏡40之間，而於聚焦鏡40之另端即為工件加工區50，而待加工之工件即固設於工件加工區50處之聚焦鏡40的聚焦點處，另於轉盤11遠離分光鏡20之另端即設置雷射裝置60，該雷射裝置60投出出之單一雷射光束即通過轉盤11之通孔113。

於圖2所示之狀態，係設定分光鏡20之中心點對準轉盤11之通孔113處，當雷射裝置60所投射之雷射光穿過通孔113而進入分光鏡20時，部分光X即穿透分光鏡20再依序穿透聚焦鏡40之中心，而進入工件加工區50加工工件，部分光Y則反射朝反光稜鏡30之方向，當部分光Y接觸反光稜鏡30之鏡面31時，即折射出另一道與部分光X平行之折射光Z，此折射光Z再穿過聚焦鏡40後，同樣進入工件加工區50加工工件，故部分光X與折射光Z即於工件上形成二平行之加工線，此時二加工線間之距離為b。

當須調整二加工線之距離時，請參看圖7及圖8所示，可藉由電控裝置10帶動轉盤11、定位組件13、分光鏡20及反光稜鏡30旋轉設定之角度，此時部分光X1仍是穿透分光鏡20之鍍膜21後，依序穿透聚焦鏡40之中心，而進入工件加工區50加工工件，部分光Y1則反射朝反光稜鏡30之方向，而當部分光Y1接觸反射稜鏡30之鏡面31時，折射出另一道與部分光X1平行之折射光Z1，而折射光Z1再穿過聚焦鏡40後，同樣進入工件加工區50加工工件，故分光X1與折射光Z1同樣於工件上形成二平行之加工線，但此時因分光鏡20與反光稜鏡30旋轉適當角度之緣故，此時二加工線之距離b1是小於圖2所示之二加工線距離b。

當藉由電控裝置10帶動轉盤11、定位組件13、分光鏡20及反光稜鏡30旋轉更大的角度時，請參看圖9及圖10所示，部分光X2與部分光Y2再經折射之折射光Z2間的距離即更小，如圖10所示二加工線間之距離b2，而因本創作於圖2中之部分光X、折射光Z，及圖8中之部分光X1、折射光Z1，及圖10中之部分光X2、折射光Z2均會再穿透聚焦鏡40，故在不同狀態下，二加工線間之距離b、b1、b2係呈微調之狀態，而利於精控加工線間之距離。

本創作藉由電控裝置、轉盤、分光鏡、反光稜鏡及聚焦鏡所組成之調整機構，僅須與一雷射裝置配合，當雷射裝置投射出單一光束時，不僅可產生二平行之加工線，且二加工線間之距離可精控微調，再配合分光鏡、反光稜鏡兩者間與轉盤間之相對位置可調整，更能改變二加工線之 加工位置。

綜上所述，本創作將此調整裝置應用於雷射加工技術領域中，可使加工系統之構件更加簡化，並能達到精控微調二加工線之目的。

10‧‧‧電控裝置

11‧‧‧轉盤

111‧‧‧鎖固孔

112‧‧‧螺栓

113‧‧‧通孔

12‧‧‧動力源

121‧‧‧小齒輪

122‧‧‧大齒輪

13‧‧‧定位組件

131‧‧‧夾板

132‧‧‧凹陷面

133‧‧‧螺孔

20‧‧‧分光鏡

21‧‧‧鍍膜

30‧‧‧反光稜鏡

31‧‧‧鏡面

40‧‧‧聚焦鏡

50‧‧‧工件加工區

60‧‧‧雷射裝置

X‧‧‧部分光

X1‧‧‧部分光

X2‧‧‧部分光

Y‧‧‧部分光

Y1‧‧‧部分光

Y2‧‧‧部分光

Z‧‧‧折射光

Z1‧‧‧折射光

Z2‧‧‧折射光

b‧‧‧距離

b1‧‧‧距離

b2‧‧‧距離

80‧‧‧旋轉機構

90‧‧‧雷射光

a‧‧‧距離

a1‧‧‧距離

圖1係本創作調整機構電控裝置處之平面示意圖。

圖2係本創作調整機構中轉盤、分光鏡、反光稜鏡、聚焦鏡與雷射裝置間之平面示意圖。

圖3係本創作調整機構中轉盤與定位組件、分光鏡、反光稜鏡之立體組合示意圖。

圖4係本創作調整機構中轉盤與定位組件、分光鏡、反光稜鏡之立體分解示意圖。

圖5係本創作調整機構中電控裝置處之平面動作示意圖(一)。

圖6係本創作調整機構中電控裝置處之平面動作示意圖(二)。

圖7係本創作調整機構中電控裝置處之平面旋轉動作示意圖(一)。

圖8係本創作於圖7狀態下，轉盤、分光鏡、反光稜鏡、聚焦鏡與雷射裝置間之平面示意圖。

圖9係本創作調整機構中電控裝置處之平面旋轉動作示意圖(二)。

圖10係本創作於圖9狀態下，轉盤、分光鏡、反光稜鏡、聚焦鏡與雷射裝置間之平面示意圖。

圖11係現有技術旋轉機構之平面投射示意圖。

圖12係現有技術旋轉機構旋轉一角度後之平面投射示意圖。

11‧‧‧轉盤

113‧‧‧通孔

20‧‧‧分光鏡

21‧‧‧鍍膜

30‧‧‧反光稜鏡

31‧‧‧鏡面

40‧‧‧聚焦鏡

50‧‧‧工件加工區

60‧‧‧雷射裝置

X‧‧‧部分光

Y‧‧‧部分光

Z‧‧‧折射光

b‧‧‧距離

Claims (7)

1. 一種可微調雷射加工間距之調整機構，該調整機構設於雷射裝置與工件加工區間，依序包含有一可帶動轉盤旋轉之電控裝置，一設置於轉盤端面並與轉盤同時旋轉之分光鏡，一與分光鏡固定之反光稜鏡，反光稜鏡之鏡面與分光鏡之鍍膜為同斜度，且呈平行設置；另包含有一位於分光鏡與工件加工區間之聚焦鏡，當雷射裝置投射出之單一束雷射光通過轉盤而進入分光鏡時，即藉由分光鏡與反光稜鏡形成二平行光束通過聚集鏡而進入工件加工區以加工工件。
2. 如請求項1所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中轉盤以定位組件而固定分光鏡及反光稜鏡，並可調整轉盤與分光鏡、反光稜鏡之相對位置。
3. 如請求項2所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中定位組件包含有二夾板，二夾板相對的內側端面以凹陷面夾掣分光鏡及反光稜鏡，而二夾板朝向轉盤並與轉盤接觸之端面係與轉盤鎖固定位。
4. 如請求項1至3項中任一項所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中電控裝置由一動力源帶動一齒輪組旋轉，而轉盤固設於大齒輪上。
5. 如請求項4所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中動力源為馬達。
6. 如請求項1至3項中任一項所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中電控裝置由一動力源帶動一螺桿，再藉螺桿帶動一大齒輪旋轉，而轉盤固設於大齒輪上。
7. 如請求項6所述之可微調雷射加工間距之調整機構，其中動力源為馬達。