專利名稱：智能化視覺(jué)定位+激光束同軸高精度實(shí)時(shí)激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度激光加工裝置，屬于精密機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)品小型化精細(xì)化時(shí)代的到來(lái)，制造業(yè)面臨著尋找高精密、高速度、低成本加工方式的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如何滿足客戶需求的同時(shí)，滿足環(huán)保、低碳的可持續(xù)發(fā)展理念，是制造業(yè)參與者必須面對(duì)的問(wèn)題。激光加工是目前最有可能滿足人們以上理念的加工方式，它通過(guò)將高能量的激光束聚焦到很小的一個(gè)點(diǎn)(直徑40um左右)，通過(guò)X和Y方向的兩個(gè)掃描頭(該系統(tǒng)就是振鏡系統(tǒng))，將激光加工的能量點(diǎn)無(wú)接觸的施加到待加工的工件表面，對(duì)周圍沒(méi)有造成任何的影響。這種方式目前已廣泛應(yīng)用到了焊接、切割等領(lǐng)域。由于激光加工的特性(無(wú)接觸)， 激光可以實(shí)現(xiàn)高速的加工，他的掃描頭輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)就可以完成工作，精度也可以得到很大的提尚。不過(guò)，仍然面對(duì)一個(gè)非常大的問(wèn)題，激光的輸出可以通過(guò)振鏡系統(tǒng)達(dá)到很高的精度，同時(shí)，要求安裝工件的工作臺(tái)面也要有很高的精度和激光配合，如果通過(guò)精密的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)解決該問(wèn)題，就必須利用昂貴的伺服電機(jī)和精密的傳動(dòng)系統(tǒng)，例如精密絲杠等，成本急劇上升，同時(shí)，隨著機(jī)器的運(yùn)行，溫度有1攝氏度的上升，加工精度就會(huì)大受影響。后期維護(hù)成本也令企業(yè)難以承受。目前的加工系統(tǒng)如果要達(dá)到十個(gè)微米的加工精度將變得非常困難，必須需要昂貴的進(jìn)口部件。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中達(dá)到高精度控制必須要利用昂貴的精密傳統(tǒng)系統(tǒng)，提出了一種成本低廉、效果明顯的高精度激光加工裝置，其具體技術(shù)方案如下面所描述一種高精度激光加工裝置，包括激光光源、激光振鏡以及激光聚焦平面場(chǎng)鏡，其中，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的CCD鏡頭以及多個(gè)反射鏡， 從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)多個(gè)反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過(guò)激光聚焦平面場(chǎng)鏡后會(huì)聚到工作放置平面上面。進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭以及Y方向激光振鏡頭。進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述反射鏡為設(shè)置在激光光源和激光振鏡之間的第一反射鏡和第二反射鏡。進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述CCD鏡頭光路與通過(guò)第二反射鏡的激光光路重合于一條直線上面。本實(shí)用新型高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時(shí)候，不需要特地對(duì)工件的位置偏差進(jìn)行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。

通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖1是本實(shí)用新型所述的高精度激光加工裝置的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖所示，為本實(shí)用新型所述的高精度激光加工裝置的具體結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，所述裝置包括激光光源1、(XD工業(yè)用相機(jī)鏡頭2、第一反射鏡8、第二反射鏡7、激光振鏡以及激光聚焦平面場(chǎng)鏡5，所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭3、Y方向激光掃描振鏡頭 4，從激光光源1發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第二反射鏡7、第一反射鏡8反射鏡反射后入射到X方向激光掃描振鏡頭3、Y方向激光掃描振鏡頭4，再透過(guò)激光聚焦平面場(chǎng)鏡5后會(huì)聚到工作放置平面 6上面。在該裝置進(jìn)行工作的時(shí)候，工作放置平面上面放置有要進(jìn)行加工的工件，通過(guò)CXD 鏡頭2以及外接的控制處理裝置的處理以及控制，從而達(dá)到精確操作激光加工的效果。下面，我們針對(duì)該種高精度激光加工裝置的原理進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的描述。一般來(lái)說(shuō)， 在上述裝置進(jìn)行使用的時(shí)候，我們首先將CCD鏡頭2和激光光束通過(guò)嚴(yán)格的調(diào)試，使他們?cè)谝粭l路徑上，激光通過(guò)第二反射鏡7、第一反射鏡8，在第一反射鏡8前和CXD的光路重合， 接下來(lái)，我們利用控制處理裝置中的圖像的標(biāo)定軟件，將CCD鏡頭2所看到的工件位置標(biāo)定到一個(gè)精確的X和Y的坐標(biāo)，將該坐標(biāo)和控制激光的掃描頭的坐標(biāo)完全重合，從而達(dá)到 CXD鏡頭2看到的位置坐標(biāo)就是激光可以到達(dá)的坐標(biāo)，由于這一切都是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件在整合，公差可以忽略不計(jì)。當(dāng)?shù)谝黄ぜ竭_(dá)工作區(qū)域時(shí)，我們首先讓CXD鏡頭2學(xué)習(xí)該工件的位置，一般可設(shè)置4個(gè)位置學(xué)習(xí)，并設(shè)置為該批加工的模版，完成后存儲(chǔ)。當(dāng)?shù)诙€(gè)工件到達(dá)時(shí)，C⑶鏡頭就通過(guò)匹配軟件將該工件和模版對(duì)比，并將偏差和角度的旋轉(zhuǎn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)，傳遞給控制激光的標(biāo)記或焊接軟件，告訴他們偏離的值，激光就自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出的坐標(biāo)位置，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)智能化加工的目的。由于以上步驟都是通過(guò)軟件來(lái)控制和輸出，從而對(duì)工件的位置精度要求很低。事實(shí)上，工件的位置偏差在該系統(tǒng)中已不重要，這就實(shí)現(xiàn)了精密化加工的目的。此外，由于所述高精度激光加工裝置的精確度有軟件控制，而不是單純由硬件控制，并且，位置的運(yùn)算都在微秒級(jí)別，加工速度也可以大幅提高，從而實(shí)現(xiàn)高效率的加工。另外，加工完成后，還可通過(guò)CXD鏡頭2進(jìn)行檢測(cè)、較驗(yàn)，看是否和要求的標(biāo)準(zhǔn)有區(qū)另IJ，對(duì)外觀，缺陷檢測(cè)后給出合格還是次品的分析，是次品會(huì)報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了完全無(wú)人值守的自動(dòng)化。需要注意的是，為了達(dá)到CCD鏡頭2的光路和激光光路一致，我們選取第一反射鏡 8可以透過(guò)可見(jiàn)光，從而可以較好地實(shí)現(xiàn)兩者光路的完全重合?？傮w來(lái)說(shuō)，采用了上述高精度激光加工裝置以后，具有以下的優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，功能強(qiáng)大，成本低，技術(shù)先進(jìn)，軟件水平已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平；2.該設(shè)備先進(jìn)的CCD鏡頭及其功能強(qiáng)大的軟件，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)設(shè)備的智能化。3.減少了高精密機(jī)械部件的使用，大大降低了設(shè)備成本。4.利用其智能化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了<+/-IOUM以內(nèi)的高精密加工。5.廣泛應(yīng)用于精密加工領(lǐng)域，在IC制造業(yè)，IXD液晶制造流程，電腦硬盤制造等領(lǐng)域獲得高的評(píng)價(jià)。本實(shí)用新型高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時(shí)候，不需要特地對(duì)工件的位置偏差進(jìn)行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。上述具體實(shí)施例是例示性的，在本實(shí)用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種高精度智能化激光加工裝置，包括激光光源、C⑶工業(yè)用相機(jī)、激光振鏡以及激光聚焦平面場(chǎng)鏡，其特征在于，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的 CCD鏡頭以及多個(gè)反射鏡，從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)多個(gè)反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過(guò)激光聚焦平面場(chǎng)鏡后會(huì)聚到工作放置平面上面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭以及Y方向激光振鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述反射鏡為設(shè)置在激光光源和激光振鏡之間的第一反射鏡和第二反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述CCD鏡頭光路與通過(guò)第二反射鏡的激光光路位于一條直線光路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述第一反射鏡可以透過(guò)可見(jiàn)光。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高精度智能化激光加工裝置，包括激光光源、激光振鏡以及激光聚焦平面場(chǎng)鏡，其特征在于，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的CCD鏡頭以及多個(gè)反射鏡，從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)多個(gè)反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過(guò)激光聚焦平面場(chǎng)鏡后會(huì)聚到工作放置平面上。本實(shí)用新型高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時(shí)候，不需要特地對(duì)工件的位置偏差進(jìn)行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)B23K26/00GK202291841SQ20102027890
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者高洪波 申請(qǐng)人:高洪波