激光加工用光学系统结构技术方案

本发明专利技术公开了一种激光加工用光学系统结构，其包括机架，机架上安装有激光器、连接在激光器出射端的扩束镜组件、连接在扩束镜组件出射端的转折组件、连接在转折组件出射端的反射机构和连接在反射机构出射端的振镜组件，激光器和扩束镜组件、扩束镜组件和转折组件之间均通过中空的遮光棒连接，反射机构包括固定端反射组件和连接在固定端反射组件下方的活动端反射组件，固定端反射组件安装在机架上。本发明专利技术具有能够快速调整光斑位置，使光斑可以沿XYZ轴移动的效果。

【技术实现步骤摘要】
激光加工用光学系统结构
本专利技术涉及光学设备领域，尤其涉及一种激光加工用光学系统结构。
技术介绍
在PCB板加工时,目前常采用模压冲切的方式，借助冲压设备和模具，将整片PCB板切割成需要的形状，而这种方式存在较多的缺点：1、浪费原材料，由于模具的机械结构元素，PCB基板的边角位置冲切不到，导致材料浪费率比较高；2、模具费用高，不用的PCB板形成需要不同的模具进行冲压，不具备通用性，且模具是易耗品，需要定期更换，成本较高；3、模具加工耗时较长生产效率低，在制作样品和中小批次生产时，制作耗时较长；4、常规该工艺容易产生分层和毛边问题，会产生大量粉尘，对环境不利；5、常规工艺为硬接触加工，加工PCB板时会产生应力，会损伤基板。为了解决常规加工手段的缺点，现在进行了技术改进，使用紫外激光冷加工，其热影响较小，且加工边缘光滑，不会损伤基材，产生粉尘，同时无需模具，加工成本低。公告号为CN103128450B的中国专利公开了一种紫外激光加工装置，包括紫外激光器、振镜组件系统、聚焦透镜，在紫外激光器和振镜组件X之间的光路上还设有分光片，在分光片的上方还设有同轴视觉系统，同轴光源设在加工工件的一侧；紫外激光器发出的紫外激光束水平入射到分光片上，经过分光片的透射、振镜组件系统的全反射、聚焦透镜的折射将紫外激光束汇聚到加工工件上；光源发出的光投射到加工工件上，加工工件依次经过聚焦透镜的折射、振镜组件系统的全反射后变成平行光再入射到分光片上，再经过分光片的全反射后被同轴视觉系统捕捉成像，工业控制计算机根据该成像数据调整振镜组件系统中的振镜组件X和振镜组件Y的偏向角度。上述中的技术方案存在以下缺陷：在加工过程中，由于从振镜组件离开的光斑位置固定，需要根据加工需要对PCB板上不同的位置进行加工，则需要使PCB板在XYZ轴方向移动，即需要驱动装置驱动安装工装沿XYZ轴进行移动，不仅需要使用驱动件，增加加工成本，还需要根据加工需求对驱动件进行编程，增加工作人员的工作量。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种能够快速调整光斑位置，使光斑可以沿XYZ轴移动的激光加工用光学系统结构。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种激光加工用光学系统结构，包括机架，所述机架上安装有激光器、连接在激光器出射端的扩束镜组件、连接在扩束镜组件出射端的转折组件、连接在转折组件出射端的反射机构和连接在反射机构出射端的振镜组件，所述激光器和扩束镜组件、扩束镜组件和转折组件之间均通过中空的遮光棒连接，所述反射机构包括固定端反射组件和连接在固定端反射组件下方的活动端反射组件，所述固定端反射组件安装在机架上，所述活动端反射组件上连接有安装板，所述安装板上开设有腰形槽，所述腰形槽沿竖直方向设置，所述腰形槽内穿设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓穿过腰形槽螺纹连接在机架上，所述固定端反射组件与活动端反射组件之间通过中空的伸缩棒连接，所述伸缩棒包括与固定端反射组件固定连接的固定筒和与活动端反射组件固定连接的滑动筒，所述滑动筒滑动连接在固定筒内，所述转折组件与固定端反射组件连接，所述振镜组件与活动端转折组件连接，所述活动端反射组件可以相对于固定端反射组件移动，所述活动端反射组件与固定端反射组件之间连接有调节组件，所述调节组件安装在伸缩棒上，所述调节组件用于调整活动端反射组件向靠近或远离固定端反射组件方向移动，所述振镜组件下方设有底座，所述振镜组件与所述底座之间设置有升降组件，所述振镜组件包括两个小镜，所述振镜组件上设有驱动小镜偏转的驱动件，所述驱动件与小镜配合设置有两个。通过采用上述技术方案，激光器内发出激光，激光线经过扩束镜扩束后，进入到转折组件内，改变光束角度，再进入到反射机构中，进行反射，最终进入到振镜组件内，形成光斑对PCB板进行加工，遮光棒对在空气中飞行的光束起到遮光作用，防止激光光束与外界光源接触；在此过程中，为了改变光束在Z轴上的高度位置，在经过反射机构时，光束先经过固定端反射组件，再经过活动端反射组件，随后再进入到振镜组件内，调整组件用于调整活动端反射组件向靠近或背离固定端反射组件方向移动，当活动端反射组件向固定端反射组件靠近时，将会使光斑上移，活动端反射组件移动过程中，锁紧螺栓在腰形槽内移动，当活动端反射组件移动到适合的位置后，锁紧螺栓锁紧在机架上，当活动端反射组件向远离固定端反射组件运动时，将会使光斑下移，伸缩棒在调整活动端反射组件和固定端反射组件的位置过程中，起到导向作用，同时光束会从中控的伸缩棒之间经过，对光束起到导向作用；底座上的升降组件，用于为振镜组件随着活动端反射组件的移动起到同步支撑作用；驱动件驱动两个小镜转动，可以调整两个小镜的偏转角度，从而调整入射到振镜组件内的光束的位置，进一步改变从振镜组件离开的光斑在XY轴上的位置。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调节组件包括固定连接在固定筒端部内侧壁上的连接环、套设在滑动筒外侧壁上的调节环、连接在连接环和调节环之间的弹簧一、开设在连接环内环靠近调节环一侧的切角一和开设在调节环内环靠近连接环一侧的切角二，所述切角一和所述切角二拼接成V形槽，所述调节组件还包括位于V形槽内的多个挤压滚珠和位于V形槽内的保持架，所述挤压滚珠沿V形槽圆周方向均匀设置有多个，所述挤压滚珠抵触在滑动筒侧壁上，所述保持架上开设有直径小于挤压滚珠直径的通槽，所述挤压滚珠嵌设在通槽内。通过采用上述技术方案，挤压滚珠位于通槽外侧的部分抵触在滑动筒的侧壁上，增大滑动筒与固定筒之间的滑动摩擦力，当需要滑动筒与固定筒滑动时，向远离连接环一侧拉动调节环，此时弹簧处于拉伸状态，此时挤压滚珠远离滑动筒，方便滑动筒与固定筒发生相对滑动。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接环外环靠近调节环一侧开设有环槽一，所述环槽一与连接环外侧壁连通，所述调节环外环靠近连接环一侧开设有环槽二，所述环槽二与调节环外侧壁连通，所述环槽一与所述环槽二之间连接有弹簧一，所述弹簧一一端固定连接在环槽一侧壁上，所述弹簧一另一端固定连接在环槽二侧壁上。通过采用上述技术方案，环槽一和环槽二内设置弹簧一，在弹簧一的拉力作用下，拉动调节环向靠近连接环一侧运动，并抵触在连接环侧壁上，从而使调节环与连接环之间的挤压滚珠被切角一和切角二挤压，向靠近滑动筒一侧运动，并抵触在滑动筒侧壁上。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定端反射组件与活动端反射组件之间连接有弹簧二，所述弹簧二两端分别与固定端反射组件和活动端反射组件固定连接。通过采用上述技术方案，弹簧二在活动反射组件和固定反射组件之间起到支撑和连接作用。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降组件包括连接在底座上的支撑管筒、滑动连接在支撑管筒内的支撑杆和螺纹连接在支撑杆上的限位环，所述限位环转动连接在支撑管筒顶部侧壁上，所述支撑杆顶部与振镜组件可拆卸连接，所述限位环抵触在支撑管筒顶部。通过采用上述技术方案，当活动端反射组件移动时，由于活动端反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工用光学系统结构，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上安装有激光器(2)、连接在激光器(2)出射端的扩束镜组件(3)、连接在扩束镜组件(3)出射端的转折组件(4)、连接在转折组件(4)出射端的反射机构(5)和连接在反射机构(5)出射端的振镜组件(6)，所述激光器(2)和扩束镜组件(3)、扩束镜组件(3)和转折组件(4)之间均通过中空的遮光棒(7)连接，所述反射机构(5)包括固定端反射组件(51)和连接在固定端反射组件(51)下方的活动端反射组件(52)，所述固定端反射组件(51)安装在机架(1)上，所述活动端反射组件(52)上连接有安装板(53)，所述安装板(53)上开设有腰形槽(531)，所述腰形槽(531)沿竖直方向设置，所述腰形槽(531)内穿设有锁紧螺栓(532)，所述锁紧螺栓(532)穿过腰形槽(531)螺纹连接在机架(1)上，所述固定端反射组件(51)与活动端反射组件(52)之间通过中空的伸缩棒(54)连接，所述伸缩棒(54)包括与固定端反射组件(51)固定连接的固定筒(541)和与活动端反射组件(52)固定连接的滑动筒(542)，所述滑动筒(542)滑动连接在固定筒(541)内，所述转折组件(4)与固定端反射组件(51)连接，所述振镜组件(6)与活动端转折组件(4)连接，所述活动端反射组件(52)可以相对于固定端反射组件(51)移动，所述活动端反射组件(52)与固定端反射组件(51)之间连接有调节组件(8)，所述调节组件(8)安装在伸缩棒(54)上，所述调节组件(8)用于调整活动端反射组件(52)向靠近或远离固定端反射组件(51)方向移动，所述振镜组件(6)下方设有底座(61)，所述振镜组件(6)与所述底座(61)之间设置有升降组件(62)，所述振镜组件(6)包括两个小镜(63)，所述振镜组件(6)上设有驱动小镜(63)偏转的驱动件(64)，所述驱动件(64)与小镜(63)配合设置有两个。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光加工用光学系统结构，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上安装有激光器(2)、连接在激光器(2)出射端的扩束镜组件(3)、连接在扩束镜组件(3)出射端的转折组件(4)、连接在转折组件(4)出射端的反射机构(5)和连接在反射机构(5)出射端的振镜组件(6)，所述激光器(2)和扩束镜组件(3)、扩束镜组件(3)和转折组件(4)之间均通过中空的遮光棒(7)连接，所述反射机构(5)包括固定端反射组件(51)和连接在固定端反射组件(51)下方的活动端反射组件(52)，所述固定端反射组件(51)安装在机架(1)上，所述活动端反射组件(52)上连接有安装板(53)，所述安装板(53)上开设有腰形槽(531)，所述腰形槽(531)沿竖直方向设置，所述腰形槽(531)内穿设有锁紧螺栓(532)，所述锁紧螺栓(532)穿过腰形槽(531)螺纹连接在机架(1)上，所述固定端反射组件(51)与活动端反射组件(52)之间通过中空的伸缩棒(54)连接，所述伸缩棒(54)包括与固定端反射组件(51)固定连接的固定筒(541)和与活动端反射组件(52)固定连接的滑动筒(542)，所述滑动筒(542)滑动连接在固定筒(541)内，所述转折组件(4)与固定端反射组件(51)连接，所述振镜组件(6)与活动端转折组件(4)连接，所述活动端反射组件(52)可以相对于固定端反射组件(51)移动，所述活动端反射组件(52)与固定端反射组件(51)之间连接有调节组件(8)，所述调节组件(8)安装在伸缩棒(54)上，所述调节组件(8)用于调整活动端反射组件(52)向靠近或远离固定端反射组件(51)方向移动，所述振镜组件(6)下方设有底座(61)，所述振镜组件(6)与所述底座(61)之间设置有升降组件(62)，所述振镜组件(6)包括两个小镜(63)，所述振镜组件(6)上设有驱动小镜(63)偏转的驱动件(64)，所述驱动件(64)与小镜(63)配合设置有两个。


2.根据权利要求1所述的激光加工用光学系统结构，其特征在于：所述调节组件(8)包括固定连接在固定筒(541)端部内侧壁上的连接环(81)、套设在滑动筒(542)外侧壁上的调节环(82)、连接在连接环(81)和调节环(82)之间的弹簧一(822)、开设在连接环(81)内环靠近调节环(82)一侧的切角一(84)和开设在调节环(82)内环靠近连接环(81)一侧的切角二(85)，所述切角一(84)和所述切角二(85)拼接成V形槽，所述调节组件(8)还包括位于V形槽内的多个挤压滚珠(87)和位于V形槽内的保持架(88)，所述挤压滚珠(87)沿V形槽圆周方向均匀设置有多个，所述挤压滚珠(87)抵触在滑动筒(542)侧壁上，所述保持架(88)上开设有直径小于挤压滚珠(87)直径的通槽(881)，所述挤压滚珠(87)嵌设在通槽(881)内。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，刘伟，罗豪，
申请(专利权)人：锡凡半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32