激光扫描装置制造方法及图纸

一种激光扫描装置，其包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，第一轴向为竖直方向；振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。本发明专利技术通过该装置的应用能够实现在一定厚度工件上加工圆孔或倒锥孔；并且能够实现大深径比微孔的加工。

【技术实现步骤摘要】
激光扫描装置
本专利技术涉及激光加工
，特别是涉及一种激光扫描装置。
技术介绍
目前激光微孔加工的扫描方式有很多种类，按照原理可以分为：透射式和反射式；按照组成结构可以分为：振镜扫描、双光楔扫描、双光楔+平行平板扫描、PZT扫描、PZT+平行平板扫描等。其中振镜扫描具有扫描速度快的优点，可快速的进行薄件等的加工，不足之处在于加工厚度大于1mm微孔时不能实现圆柱孔或倒锥孔，不能满足实际应用需求，而采用光楔+平行平板结构时，整个模块的旋转速度较低，不能满足实际加工效率的要求。PZT扫描模块存在扫描范围小，低速等缺点。综上所述，现有扫描方式存在的缺点如下：光楔+平行平板式扫描加工效率低，不能满足实际加工需求；振镜式扫描加工厚件时(≥1mm)不能实现圆柱孔及倒锥孔的加工；振镜式扫描不能实现不同锥度孔的加工、不能实现大深径比微孔加工。
技术实现思路
本专利技术基于现有技术存在的问题提出，旨在解决大深径比、加工效率低及圆柱孔或倒锥孔加工同时满足的难题，提供了一种能够高效加工微孔的激光扫描装置。本专利技术提供一种激光扫描装置，其包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，第一轴向为竖直方向；振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。其中，激光扫描装置还包括第一分光平板、与第一分光平板相对的第一检测光反射镜、与第一检测光反射镜相对的第一镜头模块及与第一镜头模块相对的第一图像探测器；第一分光平板位于光平移元件的出光路径上，用于透射激光光束以及接收并反射来自加工工件或加工孔处反射的光束，第一检测光反射镜用于将该反射光束反射至第一镜头模块，第一镜头模块用于对该反射光束进行聚焦；第一图像探测器用于成像。其中，激光扫描装置还包括第二分光平板、与第二分光平板相对的第二检测光反射镜、与第二检测光反射镜相对的第二镜头模块及与第二镜头模块相对的第二图像探测器，第二分光平板位于第二偏转镜的出光路径上，用于将第二偏转镜出设的光束分出一束检测光，第二检测光反射镜用于将该检测光束反射至第二镜头模块，第二镜头模块用于对该检测光束进行聚焦，第二图像探测器用于成像。其中，初始状态下，所述第一偏转镜与水平方向的夹角为50°～85°，所述第二偏转镜与水平方向的夹角为5°～40°，第一偏转镜、第二偏转镜与水平方向的夹角差值为45°，且第一偏转镜与第二偏转镜的夹角为45°，所述第二轴向垂直于所述第一轴向，所述第三轴向与垂直于第一轴向和第二轴向的方向呈22.5°夹角，所述振镜扫描模块的起始矢量方向与光平移元件的起始矢量方向相同且二者同步运动。其中，初始状态下，第一偏转镜与水平方向的夹角为67.5°，第二偏转镜与水平方向的夹角为22.5°。其中，初始状态下，第一偏转镜与水平方向的夹角为30°～60°，第二偏转镜与水平方向的夹角为30°～60°，所述第一偏转镜与第二偏转镜相互平行，第二轴向与第三轴向垂直且均位于水平方向上，振镜扫描模块的起始矢量方向与光平移元件的起始矢量方向相反且二者同步运动。初始状态下，所述第一偏转镜与水平方向的夹角为45°，所述第二偏转镜与水平方向的夹角为45°。其中，激光光束依次经过光平移元件和振镜扫描模块后到达聚焦镜，激光扫描装置还包括反射镜，反射镜位于光平移元件和振镜扫描模块之间，用于将自光平移元件出射的光束反射至第一偏转镜。其中，振镜扫描模块及其后光学系统作为整体绕位于水平方向上的任一转轴旋转±90°用于进行斜面加工。其中，激光扫描装置还包括第一驱动装置，第一驱动装置用于驱动光平移元件绕第一轴向旋转。其中，激光扫描装置还包括第二驱动装置和第三驱动装置，第二驱动装置用于驱动第一偏转镜绕第二轴向旋转，第三驱动装置用于驱动第二偏转镜绕第三轴向旋转。本专利技术的激光扫描装置，首先，通过该装置的应用能够满足当前加工的效率需求，能够高效率的进行异型孔的加工；其次，通过该装置的应用能够实现在一定厚度工件(≥1mm)上加工圆孔或倒锥孔；最后，通过该装置的应用能够实现大深径比微孔的加工。附图说明图1为本专利技术激光扫描装置第一实施例的光路结构图。图2为图1所示的激光扫描装置的第一偏转镜及第二偏转镜的光学原理图；图3为本专利技术激光扫描装置的第二实施例的光路结构图；图4为本专利技术激光扫描装置的第三实施例的光路结构图；图5为本专利技术激光扫描装置的第四实施例的光路结构图；图6为本专利技术激光扫描装置的第五实施例的光路结构图；图7为图6所示激光扫描装置的振镜扫描模块和光平移元件的运动方向示意图；图8是本专利技术激光扫描装置的第六实施例的光路结构图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术激光扫描装置至少包括光平移元件1、振镜扫描模块(未标示)和聚焦镜9。振镜扫描模块主要用于进行预设扫描轨迹的绘制，光平移元件主要用于动态改变光束的偏移量。光平移元件1能够绕第一轴向Z旋转并用于将光束折射并平移，第一轴向为竖直方向。振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜7和第二偏转镜8，第一偏转镜7能够绕第二轴向Y旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜8，第二偏转镜8能够绕第三轴向C或X旋转并将接收到的光束进行反射。聚焦镜9用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。其中，在光路传播方向上，光平移元件1和振镜扫描模块的位置可以互换。实施例一请参照图1及图2本专利技术第一实施例激光扫描装置100，激光光束依次经过光平移元件1和振镜扫描模块后到达聚焦镜9。所述激光扫描装置还包括反射镜6，反射镜6位于光平移元件1和振镜扫描模块之间，用于将自光平移元件1出射的光束反射至第一偏转镜7。具体地，本实施例中，沿光路传播方向上，激光扫描装置100依次包括光平移元件1、与所述光平移元件1相对的反射镜6、与所述反射镜6相对的第一偏转镜7、与第一偏转镜7相对的第二偏转镜8、及与第二偏转镜8相对的聚焦镜9。所述反射镜6用于将所述光平移元件1出射的光束反射至所述第一偏转镜7。所述激光扫描装置还包括第一驱动装置，第一驱动装置用于驱动光平移元件1绕第一轴向Z旋转。光平移元件1为平行平板，其具有平行设置的入光面和出光面。激光光束首先进入光平移元件1中，光束经过光平移元件1后会产生相应的光束平移量，采用不同厚度的平行平板将产生不同的光束偏移量，最终光束会入射至聚焦镜9上的不同位置，进而影响加工微孔的锥度。所述第一偏转镜7安装于沿第二轴向Y延伸的第一驱动轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光扫描装置，其特征在于，所述激光扫描装置包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；/n所述光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，所述第一轴向为竖直方向；/n所述振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，所述第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，所述第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；/n聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光扫描装置，其特征在于，所述激光扫描装置包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；
所述光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，所述第一轴向为竖直方向；
所述振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，所述第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，所述第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；
聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。


2.根据权利要求1所述的激光扫描装置，其特征在于，所述激光扫描装置还包括第一分光平板、与所述第一分光平板相对的第一检测光反射镜、与所述第一检测光反射镜相对的第一镜头模块及与所述第一镜头模块相对的第一图像探测器；所述第一分光平板位于所述光平移元件的出光路径上，用于透射激光光束以及接收并反射来自加工工件或加工孔处反射的光束，第一检测光反射镜用于将该反射光束反射至第一镜头模块，所述第一镜头模块用于对该反射光束进行聚焦；所述第一图像探测器用于成像。


3.根据权利要求2所述的激光扫描装置，其特征在于，所述激光扫描装置还包括第二分光平板、与所述第二分光平板相对的第二检测光反射镜、与所述第二检测光反射镜相对的第二镜头模块及与所述第二镜头模块相对的第二图像探测器，所述第二分光平板位于所述第二偏转镜的出光路径上，用于将所述第二偏转镜出设的光束分出一束检测光，第二检测光反射镜用于将该检测光束反射至第二镜头模块，所述第二镜头模块用于对该检测光束进行聚焦，所述第二图像探测器用于成像。


4.根据权利要求1所述的激光扫描装置，其特征在于，初始状态下，所述第一偏转镜与水平方向的夹角为50°～85°，所述第二偏转镜与水平方向的夹角为5°～40°，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国强，姜宝宁，康伟，
申请(专利权)人：西安中科微精光子制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61