小范围激光平动扫描镜装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种小范围激光平动扫描镜装置。
【背景技术】
[0002]激光器诞生于上世纪60年代，与传统光源相比，激光具有方向性强、亮度高、单色性好等优点，激光器的诞生为现代光学带来了巨大技术革命，目前激光技术在工业、农业、医学、商业、国防、科研等领域发展迅速。随着激光技术的不断发展和应用，激光在工业生产中发挥越来越重要的角色，并与其他学科交叉，产生了很多高端技术，比如激光先进制造技术，激光3D打印等等。激光在工业领域中的应用中的关键问题就是光路的控制，按照预定的轨迹实现激光的精准扫描。
[0003]光路的控制实现方式有控制激光器运动、控制工作台运动以及控制光束运动。激光的几种典型应用主要有激光打标，激光显示，激光快速成型及激光演示等，其中激光打标光路控制的实现方式是控制光束的运动，激光快速成型中用的最多的是控制激光器的运动，激光显示和激光演示中也是控制光束的运动，控制工件运动一般用在科研实验中，如激光打孔等，激光束不动，控制工件的运动，实现光束和工件的相对运动。所以，可见在光路控制的实现方式中用的比较多的是控制光束的运动，如图1所示，是比较常见的扫描振镜，也是控制光束运动实现方式中最多的一种结构。
[0004]振镜是一种小型的瓷电式偏转器，振镜的转子偏转带动反射镜的偏转，从而实现光束的运动，通过控制不同的偏转角度实现激光束的扫描轨迹。振镜系统惯性小，响应迅速，控制精准，但是如图1所示的双振镜扫描系统的扫描轨迹在原理上是双曲线，出现非线性失真，这就必然带来扫描轨迹出现如图2所示的枕形畸变，必须对此畸变进行校正补偿。另外，振镜扫描系统的焦平面为一球面，光束通过反射镜到达视场平面不同坐标点的光程不同，从而造成聚焦误差，也叫离焦误差，必须对这种离焦误差做算法上的补偿和利用光学元件的组合减小误差，使焦平面成一水平面。另外，扫描振镜一般只能实现激光的二维扫描，若要实现三维扫描则必须加一个第三轴的运动机构，这样就造成了振镜和第三轴的控制器不同，可能会出现三轴响应速度不统一，在实现三维扫描中的算法编程实现上难度很大。
[0005]有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种小范围激光平动扫描镜装置，使其更具有产业上的利用价值。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够避免出现枕形畸变以及离焦误差，且三轴均采用直线电机驱动，控制器驱动器统一，响应速度同一，控制算法编程实现方便，能够实现小范围激光精准扫描的小范围激光平动扫描镜装置。
[0007]本发明提出的一种小范围激光平动扫描镜装置，其特征在于:包括外壳壳体、X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台和聚焦镜，所述Z轴平移台上下移动安装在所述外壳壳体上，所述X、Y、Z轴平移台成串联连接，所述X轴平移台前后移动安装在所述Z轴平移台上，所述Y轴平移台左右移动安装在所述X轴平移台上，所述Χ、Υ、Ζ轴平移台上分别固定安装有Χ、Υ、Ζ反射镜，所述Χ、γ、ζ反射镜分别与Χ、Υ、Ζ轴呈45度角，所述X反射镜与Z反射镜相对设置且位于同一水平线上，所述Y反射镜与X反射镜相对设置且位于同一水平线上，所述聚焦镜水平安装在所述Y轴平移台上，所述聚焦镜位于所述Y反射镜的正下方。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述外壳壳体的左右两侧内壁上分别沿Z轴方向固定一 Z轴滑轨，所述Z轴滑轨上上下移动安装一 Z轴轨道滑块。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述Z轴平移台包括Z轴滑块、Z活动轴、Z电机、联轴器、横梁、动力连接板、Z基板和Z反射镜支架，所述Z轴滑块固定在所述外壳壳体的内壁上端部分，所述Z活动轴上下移动定位在所述Z轴滑块中，所述Z电机安装在所述Z轴滑块上并控制所述Z活动轴的运动，所述联轴器安装在所述Z活动轴的下端，所述横梁固定在所述联轴器的下端，所述横梁与Y轴平行，所述动力连接板为两个且分别竖直固定在所述横梁的两端，所述动力连接板与所述Z轴轨道滑块固定连接，所述Z基板固定在两个动力连接板的底部之间，所述Z反射镜支架竖直固定在所述Z基板的左前角上，所述Z反射镜固定在所述Z反射镜支架上。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述Z基板上的中间呈镂空状，所述Z基板镂空处的左右两侧分别沿X轴方向固定一 X轴滑轨，所述X轴滑轨上前后移动安装一 X轴轨道滑块。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述X轴平移台包括X固定块、X轴滑块、X活动轴、X电机、X基板和X反射镜支架，所述X固定块为两个且分别竖直固定在所述Z基板右侧的前后两端上，所述X活动轴水平固定在两个X固定块之间，所述X轴滑块前后移动套设在所述X活动轴上，所述X电机安装在所述X轴滑块上并控制所述X轴滑块的运动，所述X基板固定在所述X轴滑块的底部且同时固定在所述X轴轨道滑块的上面并沿X轴滑轨前后移动，所述X反射镜支架竖直固定在所述X基板左侧的中间部分，所述X反射镜固定在所述X反射镜支架上。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述X基板上的中间呈镂空状，所述X基板镂空处的前后两侧分别沿Y轴方向固定一 Y轴滑轨，所述Y轴滑轨上前后移动安装一 Y轴轨道滑块。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述Y轴平移台包括Y固定块、Y轴滑块、Y活动轴、Y电机、Y基板和Y反射镜支架，所述Y固定块为两个且分别竖直固定在所述X基板后端的左右两侧上，所述Y活动轴水平固定在两个Y固定块之间，所述Y轴滑块前后移动套设在所述Y活动轴上，所述Y电机安装在所述Y轴滑块上并控制所述Y轴滑块的运动，所述Y基板固定在所述Y轴滑块的底部且同时固定在所述Y轴轨道滑块的上面并沿Y轴滑轨前后移动，所述Y反射镜支架竖直固定在所述Y基板的中间部分，所述Y反射镜固定在所述Y反射镜支架上。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述X基板的尺寸小于所述Z基板的尺寸，所述Y基板的尺寸小于所述X基板的尺寸，所述Y基板的中间设有一圆形通孔，所述聚焦镜固定在所述圆形通孔中，所述x、Y、z电机均为直线电机。
[0015]作为本发明的进一步改进，还包括Χ、Υ、Ζ轴光栅尺，所述Z轴光栅尺固定在所述动力连接板的上端侧壁上并与所述Z轴平行设置，所述X轴光栅尺固定在所述X基板的左端侧壁上并与所述X轴平行，所述Y轴光栅尺固定在所述Y基板的前端侧壁上并与所述Y轴平行。
[0016]作为本发明的进一步改进，还包括做回位零点的Χ、Υ、Ζ轴光电开关，所述Z轴光电开关固定在所述外壳壳体内部的右侧壁上，所述X轴光电开关固定在所述Z基板的左前角上，所述Y轴光电开关固定在所述X基板的右侧中间，所述外壳壳体的上端面上设有一激光入射口，所述激光入射口位于所述Z反射镜的正上方。
[0017]借由上述方案，本发明至少具有以下优点:本发明提供的小范围激光平动扫描镜装置能够使激光束和聚焦镜的相对位置不变，只需通过编程控制聚焦镜的运动(Χ、γ、ζ轴平移台的运动)即可实现激光聚焦光斑的运动，实现理想光斑的运动轨迹，没有