飞秒激光微加工的同步监测装置

1.本发明属于飞秒激光微加工技术领域，尤其涉及一种飞秒激光微加工的同步监测装置。


背景技术：

2.飞秒是标衡时间长短的一种计量单位，飞秒激光是目前人类在实验室条件下所能获得最短脉冲并实现商业化应用的技术手段，由于其具有能量高度集中、热影响区小、无飞溅无熔渣、不需特殊的气体环境、无后续工艺、加工精度高等优势，因此在微结构加工应用方面和精细加工方面都取得了很大的进展。
3.在进行飞秒激光加工过程中需要对加工过程进行实时监测，传统的监测装置多是进行单点监测，当加工位置进行改变时不便于进行调整，导致监测的范围有限。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种飞秒激光微加工的同步监测装置，旨在解决在飞秒激光微加工过程中监测范围小，覆盖不全面的技术问题。
5.本发明实施例是这样实现的，一种飞秒激光微加工的同步监测装置，包括底盘和飞秒激光器，还包括：
6.顶盘，与所述底盘平行布设，所述顶盘通过支撑件与底盘连接，且所述底盘与顶盘之间设置有通道，以便于激光对待加工件进行加工；
7.调节组件，所述调节组件设置于顶盘顶端，调节组件与其一端设置的齿轮传动组件铰接，且调节组件的末端安装有监测头，并在齿轮传动组件的驱动下调整监测头的摆动角度；
8.拉伸组件，所述拉伸组件设置于调节组件的末端，用于调节监测头在调节组件末端的位置；
9.齿轮传动组件，所述齿轮传动组件安装于调节组件的一端，且齿轮传动组件上均匀设置有夹持组件，用于在调整待加工件的同时控制调节组件的工作过程。
10.优选地，所述调节组件包括转动安装于顶盘上的固定柱、布设于固定柱侧面的侧板一和侧板二、滑动安装于侧板一和侧板二上的滑块、设置于滑块侧面的支撑杆；
11.所述侧板一和侧板二上开设有供所述滑块滑动的滑槽；
12.所述固定柱侧面安装有悬挂杆，悬挂杆上铰接有伸缩件一，且伸缩件一的自由端安装有限位块，限位块与支撑杆上开设的限位槽滑动连接。
13.优选地，所述拉伸组件包括滑动安装于支撑杆上的抽杆、安装于抽杆一端与限位块相配合的磁极、安装于抽杆另一端的弹性件一；
14.所述限位块中内置与磁极磁性相斥的磁极二；
15.所述监测头安装于抽杆上并与支撑杆末端开设的槽滑动连接。
16.优选地，所述齿轮传动组件包括安装于侧板一和侧板二自由端的内齿圈、与所述
内齿圈啮合的主动轮、与主动轮啮合的外齿圈；
17.所述外齿圈与待加工件同轴心布设。
18.优选地，所述主动轮通过传动轴与外置的电机传动连接。
19.优选地，所述夹持组件包括等角度分布于外齿圈内部的套筒、与套筒滑动连接的导向杆、安装于导向杆一端的夹爪；
20.所述导向杆上套设有弹性件二，所述弹性件二的两端分别与套筒和夹爪连接。
21.优选地，所述夹爪的工作面上设置有防护层，防护层由橡胶材料制成。
22.本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置，本监测装置在使用的过程中，能对飞秒激光器发出的激光对待加工件的加工过程进行实时监测，通过设置齿轮传动组件带动调节组件工作，控制监测头的位置，对加工位置进行多角度全方位的实时监测。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置中调节组件的结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置中拉伸组件的结构示意图；
26.图4为本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置中齿轮传动组件的结构示意图；
27.图5为图1中a处局部放大图；
28.图6为本发明实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置中夹爪的立体结构图。
29.附图中：1、底盘；2、顶盘；3、飞秒激光器；4、通道；5、支撑件；6、待加工件；7、固定柱；8、侧板一；9、侧板二；10、滑槽；11、滑块；12、支撑杆；13、限位槽；14、限位块；15、悬挂杆；16、伸缩件一；17、抽杆；18、磁极；19、监测头；20、弹性件一；21、主动轮；22、外齿圈；23、内齿圈；24、传动轴；25、套筒；26、导向杆；27、弹性件二；28、夹爪；100、调节组件；200、拉伸组件；300、夹持组件；400、齿轮传动组件。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
32.如图1-6所示，为本发明的一个实施例提供的一种飞秒激光微加工的同步监测装置的结构图，包括底盘1、顶盘2、飞秒激光器3、调节组件100、拉伸组件200和齿轮传动组件400，所述顶盘2与所述底盘1平行布设，通过支撑件5与底盘1连接，且所述底盘1与顶盘2之间设置有通道4，以便于激光对待加工件6进行加工；所述调节组件100设置于顶盘2顶端，调节组件100与其一端设置的齿轮传动组件400铰接，且调节组件100的末端安装有监测头19，
并在齿轮传动组件400的驱动下调整监测头19的摆动角度；所述拉伸组件200设置于调节组件100的末端，用于调节监测头19在调节组件100末端的位置；所述齿轮传动组件400安装于调节组件100的一端，且齿轮传动组件400上均匀设置有夹持组件300，用于在调整待加工件6的同时控制调节组件100的工作过程。
33.在本实施例具体实施的过程中，本监测装置在使用的过程中，能对飞秒激光器3发出的激光对待加工件6的加工过程进行实时监测，通过设置齿轮传动组件400带动调节组件100工作，控制监测头19的位置，对加工位置进行多角度全方位的实时监测。
34.在本发明的一个实例中，本技术中所述监测头19的数量依据监测的需求进行调整，工作时通过夹持组件300完成对待加工件6位置的固定，飞秒激光器3工作，需要调整加工位置时，外接的电机工作带动齿轮传动组件400工作，改变待加工件6的位置，同时调整调节组件100的倾斜角度，进而带动调节组件100工作，配合拉伸组件200对监测头19的位置进行调整。
35.如图1和图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述调节组件100包括转动安装于顶盘2上的固定柱7、布设于固定柱7侧面的侧板一8和侧板二9、滑动安装于侧板一8和侧板二9上的滑块11、设置于滑块11侧面的支撑杆12；
36.所述侧板一8和侧板二9上开设有供所述滑块11滑动的滑槽10；
37.所述固定柱7侧面安装有悬挂杆15，悬挂杆15上铰接有伸缩件一16，且伸缩件一16的自由端安装有限位块14，限位块14与支撑杆12上开设的限位槽13滑动连接。
38.在本实施例具体实施的过程中，本技术在必要时可以在滑槽10内安装推动设备，如气缸、电动伸缩杆等直线驱动设备，推动滑块11沿着滑槽10滑动，当侧板一8和侧板二9随齿轮传动组件400摆动，在摆动的过程中通过控制伸缩件一16的伸长量来调整限位块14在限位槽13内的位置，进而调整支撑杆12的位置，以便于调整监测头19的摆动角度。
39.如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述拉伸组件200包括滑动安装于支撑杆12上的抽杆17、安装于抽杆17一端与限位块14相配合的磁极18、安装于抽杆17另一端的弹性件一20；
40.所述限位块14中内置与磁极18磁性相斥的磁极二；
41.所述监测头19安装于抽杆17上，并与支撑杆12末端开设的槽滑动连接。
42.在本实施例具体实施的过程中，所述弹性件在使用时可以选择弹簧，当限位块14沿着限位槽13滑动时，限位块14通过磁极18推动抽杆17滑动，在此过程中，弹性件一20受力发生弹性形变，同时，监测头19沿着支撑杆12上开设的槽滑动，以便于调整监测头19监测的范围。
43.如图1和图4所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述齿轮传动组件400包括安装于侧板一8和侧板二9自由端的内齿圈23、与所述内齿圈23啮合的主动轮21、与主动轮21啮合的外齿圈22；
44.所述主动轮21通过传动轴24与外置的电机传动连接。
45.在本实施例具体实施的过程中，本技术中主动轮21可在外置的升降设备如电动伸缩杆的作用下实现位移的变化，调整与外齿圈22与内齿圈23的配合关系，可单独工作也可协同工作，外接的电机工作通过传动轴24带动主动轮21转动，外齿圈22工作，改变待加工件6的位置，内齿圈23同步工作，控制调节组件100的摆动角度。
46.如图5和图6所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述夹持组件300包括等角度分布于外齿圈22内部的套筒25、与套筒25滑动连接的导向杆26、安装于导向杆26一端的夹爪28；
47.所述导向杆26上套设有弹性件二27，所述弹性件二27的两端分别与套筒25和夹爪28连接；
48.所述夹爪28的工作面上设置有防护层，防护层由橡胶材料制成。
49.本实施例具体实施的过程中，本技术中所述夹持组件300设置的个数根据待加工件6的类型进行调整，保证能够满足不同类型待加工件6的固定夹持工作，并在工作面设置防护层，避免在夹持的过程中损伤待加工件6，同时还可以根据待加工件6的类型，更换不同的夹爪28。
50.综上所述，实际使用过程中，预先将待加工件6安装在夹爪28上，夹爪28推动导向杆26沿着套筒25滑动，在此过程中弹性件二27受力发生弹性形变，安装装夹后，飞秒激光器3工作，激光穿过通道4，当经过支撑件5时，对应位置处的支撑件5升起，外接的电机工作通过传动轴24带动主动轮21转动，外齿圈22工作，改变待加工件6的位置，内齿圈23同步工作，控制侧板一8和侧板二9的摆动角度，在摆动的过程中通过控制伸缩件一16的伸长量来调整限位块14在限位槽13内的位置，进而调整支撑杆12的位置，以便于调整监测头19的摆动角度，同时，限位块14通过磁极18推动抽杆17滑动，在此过程中，弹性件一20受力发生弹性形变，监测头19沿着支撑杆12上开设的槽滑动，以便于调整监测头19监测的范围，通过控制监测头19的位置，以便于对加工位置进行多角度全方位的实时监测。
51.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。