激光头装置的制作方法

本发明涉及激光领域，特别是涉及激光头装置。

背景技术：

如今，在PCB电路板制造行业，PCB板的生产过程基本已实现了单机自动化，专业化程度很高。但人们对先进生产制造技术的追求是永无止境的，据分析，PCB电路板制造的下一个高科技的技术是整个生产过程的无人自动流水线化，即设想将PCB板毛坯从工厂的车间入口送入生产线，然后到车间的出口取出成品，车间内的整个生产过程，都由设置在生产线上各工序自动化设备联网互动协作实现，而无须人员参与。在其过程中，需要对竖直摆放的PCB板进行加工。

然而，传统的PCB激光打孔机基本都采用卧式的工作台来固定电路板，即放置电路板的工作台台面都是在水平面内，通过真空吸附而固定电路板。对应于这种卧式的工作台布局，所采用的激光头装置只能是竖直出光，以便激光线垂直地打在水平放置的PCB板上，而不具备水平出光的能力。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够水平出光的激光头装置。

一种激光头装置，包括：

能够水平移动的安装座，所述安装座包括底板及支架，所述支架包括第一连接部及第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部垂直连接，所述第一连接部与所述第二连接部的侧边与所述底板相连，所述第一连接部与所述第二连接部及所述底板间形成收容空间，所述第一连接部上开设有第一通光孔，所述第二连接部上开设有第二通光孔；

光向调整模组，设置于所述第一连接部上；

光学振镜模组，设置于所述收容空间中，且所述光向调整模组及所述光学振镜模组分别位于所述第一连接部的两侧，所述光向调整模组能够将水平入射的光反射并经过所述第一通光孔进入所述光学振镜模组；及

光学扫描镜模组，设置于所述第二连接部上，且所述光学振镜模组及所述光学扫描镜模组分别位于所述第二连接部的两侧，所述光学振镜模组能够将激光经所述第二通光孔传递至所述光学扫描镜模组，并经过所述光学扫描镜模组聚焦并水平输出。

在其中一个实施例中，所述安装座还包括滑块，所述滑块用于与外部水平滑轨可滑动连接，所述支架及所述滑块分别设置于所述底板的两侧面上。

在其中一个实施例中，所述安装座还包括螺纹紧固件，所述底板与所述支架及所述滑块之间通过所述螺纹紧固件相连接。

在其中一个实施例中，所述底板的一侧面上开设有第一收容槽，所述滑块部分设置于所述第一收容槽内；所述底板远离所述滑块的侧面上还开设有第二收容槽，所述光学振镜模组部分收容于所述第二收容槽。

在其中一个实施例中，还包括水平驱动机构，所述水平驱动机构包括电机、联轴器、丝杠及螺母，所述电机包括转动轴，所述丝杠通过所述联轴器与所述电机的转动轴相连接，所述螺母与所述安装座相连接，所述螺母与所述丝杠形成丝杠副，所述电机通过所述丝杠副驱动所述安装座在水平方向移动。

在其中一个实施例中，所述安装座还包括侧板及盖板，所述盖板与所述侧板共同将所述收容空间密封。

在其中一个实施例中，所述光向调整模组包括调光支座、调节座及反光镜，所述调光支座内开设有进光光路及出光光路，所述进光光路与所述出光光路相垂直，所述调光支座在所述进光光路与所述出光光路的连通处开设有缺口，所述调节座设置于所述缺口，所述反光镜设置于所述调节座上。

在其中一个实施例中，所述光向调整模组还包括防尘罩，所述防尘罩罩设于所述进光光路的开口。

在其中一个实施例中，还包括调光纸片架，所述调光纸片架能够装载于所述第一通光孔处，所述调光纸片架上开设有圆孔，所述圆孔沿所述调光纸片架的轴向贯穿所述调光纸片架，所述圆孔内设有十字形片材，所述调光纸片架上还开设有纸片容置槽，所述纸片容置槽能够容置纸片，所述纸片穿设于所述纸片容置槽中时，所述纸片能够将所述圆孔覆盖。

在其中一个实施例中，所述光学扫描镜模组包括安装壳体、快卸盒体及凸透镜，所述安装壳体设置于所述第二连接部上，所述安装壳体的一端设有凸台，所述凸台与所述第二通光孔相配合，所述安装壳体的另一端开设有卡槽，所述凸透镜设置于所述快卸盒体中，所述快卸盒体与所述卡槽相卡合，以使所述凸透镜通过所述快卸盒体与所述安装壳体可拆卸连接。

上述激光头装置，其安装座上设有光向调整模组、光学振镜模组及光学扫描镜模组，以形成良好的光路走向基础，实现水平出光。并且，可通过安装座在水平方向上可调节，以对激光的焦距进行调节，以更好的对PCB板进行加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本发明一实施例中的激光头装置的爆炸图；

图2为图1所示激光头装置的结构图；

图3为图1所示激光头装置中安装座的结构图；

图4为图1所示激光头装置中光学振镜模组的结构图；

图5为图1所示激光头装置中光向调整模组的结构图；

图6为图1所示激光头装置中光向调整模组的剖视图；

图7为图1所示激光头装置中调光纸片架的结构图；

图8为调节光向时在纸片上打出黑斑的示意图；

图9为图1所示激光头装置中光学扫描镜模组的剖视图；及

图10为图1所示激光头装置中水平驱动机构的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，本发明一实施例中的激光头装置10，包括安装座100、光向调整模组200、光学振镜模组300及光学扫描镜模组400。

安装座100用于安装于外部的固定面(图未示)上。安装座100能够在外部的固定面上水平移动。请一并参阅图3，安装座100包括底板110及支架130。支架130包括第一连接部132及第二连接部134。第一连接部132与第二连接部134垂直连接，第一连接部132与第二连接部134的侧边与底板110相连。第一连接部132与第二连接部134及底板110间形成收容空间。第一连接部132上开设有第一通光孔136，第二连接部134上开设有第二通光孔138。

具体在本实施例中，安装座100还包括滑块150。滑块150用于与外部固定面上水平滑轨(图未示)可滑动连接。支架130及滑块150分别设置于底板110的两侧面上。安装座100通过滑块150与滑轨的配合，以在水平方向上可移动。具体的，滑块150为两个，两个滑块150间隔设置，以使得安装座100在运行的时候更加平稳。

激光头装置10还可包括螺纹紧固件，底板110与支架130及滑块150之间通过螺纹紧固件(图未示)相连接。可以理解，在其它实施例中，底板110与支架130及滑块150之间还可通过其它方式连接，如一体成型等，而不限于上述螺接的方式。

底板110的一侧面上开设有第一收容槽112，滑块150部分设置于第一收容槽112内。底板110远离滑块150的侧面上还开设有第二收容槽114，光学振镜模组300部分收容于第二收容槽114。支架130在安装时，其第一连接部132与第二收容槽114的一侧槽壁相抵紧，从而保证了支架130安装的准确性。

请再次参阅图1及图2，光向调整模组200设置于第一连接部132上。光学振镜模组300设置于收容空间中。光向调整模组200及光学振镜模组300分别位于第一连接部132的两侧。光向调整模组200能够将水平入射的光反射并经过第一通光孔136进入光学振镜模组300。

光学扫描镜模组400设置于第二连接部134上，且光学振镜模组300及光学扫描镜模组400分别位于第二连接部134的两侧。光学振镜模组300能够将激光经第二通光孔138传递至光学扫描镜模组400，并经过光学扫描镜模组400聚焦，并水平输出至竖直放置的PCB板20上，以对PCB板20进行加工。

上述激光头装置10，其安装座100上设有光向调整模组200、光学振镜模组300及光学扫描镜模组400，以形成良好的光路走向基础，实现水平出光。并且，可通过安装座100在水平方向上可调节，以对激光的焦距进行调节，以更好的对PCB板20进行加工。

具体的，请一并参阅图4，光学振镜模组300具体可包括振镜体310、入射轴330及射出轴350。入射轴330及射出轴350之间的轴线相互垂直设置。入射轴330及射出轴350均由伺服电机(图未示)带动旋转，每轴上带有一个反光镜(图未示)，其镜面与各自的轴心线重合。振镜体310上开设有一个入光台312，入光台312的尺寸与第一通光孔136的尺寸相适配。激光从光向调整模组200反射经入光台312上的入光孔射入。激光先射至入射轴330点状小平面的反光镜上，再反射至射出轴350窄条状的反光镜上，再射出振镜体310。当入射轴330及射出轴350按控制程序配合旋转，可依次将激光束反射至光学扫描镜模组400的凸透镜主平面上的一定区域，这个过程简称扫描，这个范围简称扫描范围。

请再次参阅图1及图2，安装座100还包括侧板170及盖板190，盖板190与侧板170共同将收容空间密封，以对光学振镜模组300进行保护。

请一并参阅图5及图6，光向调整模组200包括调光支座210、调节座230及反光镜250。调光支座210内开设有进光光路212及出光光路214，进光光路212与出光光路214相垂直。调光支座210在进光光路212与出光光路214的连通处开设有缺口(图未标)，调节座230设置于缺口，反光镜250设置于调节座230上。具体在工作时，激光由进光光路212射入，经反光镜250反射之后，由出光光路214垂直射出。

由于在初次安装时，光向会出现一定的偏差，故在调节座230上设有调节螺钉270，调节座230通过调节螺钉270固定于调光支座210，并可通过调节螺钉270进行微调，以改变反射光的方向，使得方向在调整后反射的激光光束竖直射至光学振镜模组300中入射轴330的反射镜的轴心点处。

光向调整模组200还包括防尘罩290，防尘罩290罩设于进光光路212的开口，以对光路进行保护，防止灰尘落入。

具体的，请一并参阅图7，激光头装置10还包括调光纸片架600。调光纸片架600能够装载于第一通光孔136处。调光纸片架600上开设有圆孔610，圆孔610沿调光纸片架600的轴向贯穿调光纸片架600。圆孔610内设有十字形片材630。十字形片材630的宽度约1mm。调光纸片架600上还开设有纸片容置槽650，纸片容置槽650能够容置纸片。纸片30穿设于纸片容置槽650中时，纸片30能够将圆孔610覆盖。

具体在调光时，将调光纸片架600装载于第一通光孔136处。将激光光束直径调粗至8至10mm后对着打点，由于调光纸片架600由铜材制成，本身并不吸收激光能量，所以激光会在纸片30上打出如图8所示四块小黑斑。由于十字形片材630的十字中心与第一通光孔136同心，且第一通光孔136与入射轴330上的反射镜轴心点同心，所以十字形片材630与入射轴330上的反射镜轴心点同心，故此四小块黑斑相对于其中间的空白十字中心分布的均匀度，即可代表了激光束方向相对于光学振镜模组300的入射轴330上反射镜轴心点的误差。通过让激光反复打点及对光向调整模组200的调节，并通过目测观察纸片30上每次打出的四块小黑斑的分布情况，以调整调节座230，直到这四块小黑斑分布均匀即可。调光纸片架600仅在调节时使用，在正常工作时，可将其撤下。

请一并参阅图9，光学扫描镜模组400包括安装壳体410、快卸盒体430及凸透镜450。安装壳体410设置于第二连接部134上。安装壳体410的一端设有凸台412，凸台412与第二通光孔138相配合。安装壳体410的另一端开设有卡槽(图未示)，凸透镜450设置于快卸盒体430中，快卸盒体430与卡槽相卡合，以使凸透镜450通过快卸盒体430与安装壳体410可拆卸连接。

具体的，可通过螺钉来使得快卸盒体430与安装壳体410相固定。需要对凸透镜450进行清洗时，卸下螺钉，并拆下快卸盒体430，以对凸透镜450进行清洗。

请一并参阅图10，具体在本实施例中，激光头装置10还包括水平驱动机构500。水平驱动机构500包括电机510、联轴器530、丝杠550及螺母570。电机510具体通过固定基座520固定于外部固定面上，丝杠550也可通过轴承540安装于固定基座520，电机510包括转动轴，丝杠550通过联轴器530与电机510的转动轴相连接。螺母570具体可通过螺母夹片594及螺母座592与安装座100相连接。螺母570与丝杠550形成丝杠副结构，电机510通过丝杠副驱动安装座100在水平方向移动。

通过水平驱动机构500，以驱动安装座100在水平方向移动，进而使得凸透镜450的焦平面正好聚焦在PCB板20上，实现激光束的准确聚焦。

上述激光头装置10，其安装座100上设有光向调整模组200、光学振镜模组300及光学扫描镜模组400，以形成良好的光路走向基础，实现水平出光。并且，可通过安装座100在水平方向上可调节，以对激光的焦距进行调节，以更好的对PCB板20进行加工。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。