一种并行旋切加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种并行旋切加工装置及方法，装置包括沿光路依次设置的多光束产生装置、组合镜组、二维旋转装置、镜组一、镜组二和镜组三；其中，所述多光束产生装置用于产生至少2束的激光光束，所述组合镜组用于实现光束的翻转，所述二维旋转装置用于实现光束的绕轴旋转，所述镜组一和镜组二用于调整入射到镜组三的光束的角度；所述镜组三用于实现光束在待加工工件表面的聚焦。本发明专利技术解决加工过程中孔的锥度问题以及打孔效率低的问题。锥度问题以及打孔效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种并行旋切加工装置及方法


[0001]本专利技术属于激光精密微深孔加工领域，具体为一种并行旋切加工装置及方法。

技术介绍

[0002]激光打孔方式分为单脉冲打孔、多脉冲打孔和多光束打孔。单脉冲虽然具有很多优点，但存在加工出的孔形存在锥度、溅污、再铸层和微裂纹等缺陷；多脉冲打孔可使孔的锥度变小、轮廓更好，但是会造成在孔的内壁出现重熔现象，在多脉冲激光对材料作用的过程中，由于同一处经历了光束的多次加工，造成该处材料过加工或者重熔，从而出现微裂纹的情况；多光束打孔是借助n
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1个分光镜将光束分成n束，然后再使用聚焦镜将光束汇聚，那么每束光都有需要一个聚焦镜，完成多个孔的加工，多光束打孔的缺点在于虽然实现了多个孔的加工，但不能控制孔的间距，不能加工微小的孔距，因为镜头存在机械外径的限制，也不能控制孔的加工锥度，自由度低。
[0003]可见，现有技术中的激光打孔方法存在孔形有锥度、打孔效率低等问题。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种并行旋切加工装置及方法，以解决加工过程中孔的锥度问题以及打孔效率低的问题。
[0005]根据本专利技术说明书的一方面，提供一种并行旋切加工装置，包括沿光路依次设置的多光束产生装置、组合镜组、二维旋转装置、镜组一、镜组二和镜组三；其中，所述多光束产生装置用于产生至少2束的激光光束，所述组合镜组用于实现光束的翻转，所述二维旋转装置用于实现光束的绕轴旋转，所述镜组一和镜组二用于调整入射到镜组三的光束的角度；所述镜组三用于实现光束在待加工工件表面的聚焦。
[0006]上述技术方案中，多光束产生装置产生多光束，产生的光束经由组合镜组翻转后入射到二维旋转装置，二维旋转装置对光束进行绕轴旋转后出射到镜组一，在保持镜组一与镜组三的相对距离不变的情况下，通过调整镜组一和镜组二的相对位置来调节入射到镜组三的光束的角度，最后经由镜组三聚焦到待加工件表面；该技术方案由光束产生装置、组合镜组、二维旋转装置、镜组一、镜组二和镜组三组合构成，可实现多光束的分布，且每个多光束相对待加工工件的夹角为≥90度。
[0007]进一步地，所述二维旋转装置包括两个反射类型的镜片，每个镜片连接有电机，通过电机的旋转实现光束的旋转。其中，反射类型的镜片可以选用振镜或数字微反射镜DMD等。
[0008]进一步地，所述装置的出射光束与待加工工件的角度为≥90度。这样设置的好处是可以使加工出来的元件侧壁光滑，不会有锥度。
[0009]进一步地，所述多光束产生装置与组合镜组的间距为多光束产生装置与组合镜组的物方焦距的物方焦点位置之间的距离。
[0010]进一步地，所述组合镜组和二维旋转装置的距离为组合镜组的像方焦距的总和。
[0011]进一步地，所述镜组一与镜组二的距离为镜组一像方焦距与镜组二物方焦距的总和。
[0012]进一步地，所述镜组二与镜组三的距离为镜组二像方焦距与镜组三物方焦距的总和。
[0013]进一步地，所述组合镜组包括镜片一和镜片二。镜片一与镜片二组成组合镜组，可以实现光束的翻转，使得入射到二维旋转装置的光束的孔径不会受限制，并且实现了多光束的空间的幅值与相位的调制。
[0014]进一步地，所述镜组一、镜组二分别为单个镜片或多个镜片的组合。
[0015]进一步地，所述多光束产生装置为对入射光束不敏感的二元光学元件、全息光学元件或液晶元件。
[0016]根据本专利技术说明书的一方面，提供一种并行旋切加工方法，基于所述的装置实现，所述方法包括：
[0017]利用多光束产生装置产生至少2束的激光光束；
[0018]产生的光束通过组合镜组进行翻转；
[0019]翻转后的光束通过二维旋转装置进行绕轴旋转；
[0020]旋转后的光束入射到镜组一，在保持镜组一与镜组三的相对距离不变的情况下，通过调整镜组一和镜组二的相对位置来调节入射到镜组三的光束的角度；
[0021]调节后的光束经由镜组三聚焦到待加工工件表面。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)本专利技术通过多光束产生装置产生多光束，产生的光束经由组合镜组翻转后入射到二维旋转装置，二维旋转装置对光束进行绕轴旋转后出射到镜组一，在保持镜组一与镜组三的相对距离不变的情况下，通过调整镜组一和镜组二的相对位置来调节入射到镜组三的光束的角度，最后经由镜组三聚焦到待加工件表面；本专利技术由光束产生装置、组合镜组、二维旋转装置、镜组一、镜组二和镜组三组合构成，可实现多光束的分布，且每个多光束相对待加工工件的夹角为≥90度。
[0024](2)本专利技术提供的并行旋切加工装置，能够实现多光束的同时加工，且加工出的孔入口与出口具备同一个孔径，即锥度为零，多个光束加工出来的相对孔径也相同，打孔效率高且加工效果好。
附图说明
[0025]图1为根据本专利技术实施例的并行旋切加工装置的整体结构布局图。
[0026]图2为根据本专利技术实施例的镜片二与二维旋转装置的布局图。
[0027]图中：1
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多光束产生装置，201
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镜片一，202
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镜片二，3
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二维旋转装置，4
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镜组一，5
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镜组二，6
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镜组三，7
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待加工工件。
具体实施方式
[0028]以下将结合附图对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发
明所保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1
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2所示，本实施例提供一种并行旋切加工装置，由多光束产生装置1、组合镜组、二维旋转装置3、镜组一4、镜组二5和镜组三6组合得到。其中，多光束产生装置1产生多光束，产生的光束经由组合镜组翻转后入射到二维旋转装置3，二维旋转装置3对光束进行绕轴旋转后出射到镜组一4，在保持镜组一4与镜组三6的相对距离不变的情况下，通过调整镜组一4和镜组二5的相对位置来调节入射到镜组三6的光束的角度，最后经由镜组三6聚焦到待加工工件7表面。
[0031]本实施例可实现多光束的分布，且除了分出多个光束之外，每个多光束相对待加工工件7的夹角为≥90度。
[0032]多光束产生装置1产生的光束为大于2束的激光光束，多光束产生装置1可以为对入射光束不敏感的二元光学元件，全息光学元件或者是液晶元件。
[0033]二维旋转装置3在转动的过程中能够保证多光束的激光光束的角度与待加工工件7的相对角度不变，并且能够满足同时发出n束光的需求，适用于不同激光波段。二维旋转装置3用于实现光束的绕轴旋转，从而实现孔或者槽等加工。
[0034]组合镜组用于实现光束的翻转，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并行旋切加工装置，其特征在于，包括沿光路依次设置的多光束产生装置、组合镜组、二维旋转装置、镜组一、镜组二和镜组三；其中，所述多光束产生装置用于产生至少2束的激光光束，所述组合镜组用于实现光束的翻转，所述二维旋转装置用于实现光束的绕轴旋转，所述镜组一和镜组二用于调整入射到镜组三的光束的角度；所述镜组三用于实现光束在待加工工件表面的聚焦。2.根据权利要求1所述一种并行旋切加工装置，其特征在于，所述装置的出射光束与待加工工件的角度为≥90度。3.根据权利要求1所述一种并行旋切加工装置，其特征在于，所述多光束产生装置与组合镜组的间距为多光束产生装置与组合镜组的物方焦距的物方焦点位置之间的距离。4.根据权利要求1所述一种并行旋切加工装置，其特征在于，所述组合镜组和二维旋转装置的距离为组合镜组的像方焦距的总和。5.根据权利要求1所述一种并行旋切加工装置，其特征在于，所述镜组一与镜组二的距离为镜组一像方焦距与镜组二物方焦距的总和。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪辉，温彬，陈航，冯新康，
申请(专利权)人：武汉华工激光工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：