一种镭雕设备的制作方法

文档序号:15900659发布日期:2018-11-09 21:42阅读:170来源:国知局

本实用新型涉及激光加工技术领域,特别涉及一种镭雕设备。



背景技术:

随着社会的不断发展,机械自动化在生产加工中起到的作用越来越重要。在生产加工一些电子元器件时,经常要对工件其进镭雕,即激光雕刻或者激光打标。对于现有的大多数镭雕打标设备,其镭雕过程一般为:将电子元器件(如PCB板)用传送装置从镭雕打标设备的一端传送至指定位置区域,通过图像检测装置对电子元器件进行准确定位,并通过设置的固定装置进行固定后进行镭雕;镭雕完成后再用图像检测装置对成像进行检测。若成像存在可修复问题,需重新定位修复,二次定位会大大降低成像的精确度;若存在不可修复问题,则只能报废。现有的加工方式工作效率低、加工成本高,且镭雕的精准度低。



技术实现要素:

基于此,本实用新型提出了一种镭雕设备,能同时完成定位、镭雕和检测,有效提高了镭雕的效率和精准度,同时降低了镭雕成本。

本实用新型提供的镭雕设备,包括激光处理装置、振镜装置、以及图像检测装置;

所述振镜装置的光出射端设置有具有合束功能的场镜;

所述激光处理装置用于发射加工激光;所述激光处理装置发射的加工激光经所述振镜装置处理后,经所述场镜折射至待加工工件处;

所述图像检测装置用于获取待加工工件表面的图像信息;所述图像检测装置发射的图像采集光线经所述场镜反射至所述待加工工件处;

工作时,所述激光处理装置发射的加工激光与所述图像检测装置发出的图像采集光线经过所述场镜后,沿同一光路到达所述待加工工件处;所述待加工工件反射的图像采集光线经所述场镜反射后,被所述图像检测装置接收。

作为一种可实施方式,所述激光处理装置发射的加工激光经所述振镜装置处理后,以与所述场镜成45°角、且与所述待加工工件的加工面垂直的方向射入所述场镜,经所述场镜折射后垂直于所述待加工工件的加工面射出;

所述图像检测装置发出的图像采集光线,以与所述场镜成45°角、且平行于所述待加工工件的加工面的方向射入所述场镜,经场镜折射后垂直于所述待加工工件的加工面射出。

作为一种可实施方式,所述镭雕设备还包括控制器;

所述激光处理装置、振镜装置、图像检测装置分别与所述控制器电连接。

作为一种可实施方式,所述镭雕设备还包括照明光源;

所述照明光源,与所述控制器电连接,用于对所述待加工工件的指示位置处进行照明。

作为一种可实施方式,所述镭雕设备还包括吸灰装置;

所述吸灰装置,与所述控制器电连接,用于收集所述待加工工件的加工过程中产生的灰尘。

作为一种可实施方式,所述镭雕设备还包括安装架;

所述激光处理装置、所述振镜装置、所述图像检测装置以及所述吸灰装置均安装在所述安装架上;

所述安装架上设置有用于固定所述待加工工件的工件加工台;

所述吸灰装置,安装在所述安装架上,并位于所述工件加工台一侧。

作为一种可实施方式,所述工件加工台的工作端面平行于水平面;

所述振镜装置位于所述工件加工台的上方;

所述图像检测装置位于所述振镜装置的光出射端的一侧。

作为一种可实施方式,所述安装架上还设置有滑动装置;

所述振镜装置通过所述滑动装置与所述安装架连接;

所述滑动装置与所述控制器电连接,工作时,所述控制器控制所述滑动装置沿竖直方向滑动,调节所述振镜装置的Z向位置。

作为一种可实施方式,所述安装架上还设置有校准导杆;

所述校准导杆,连接所述振镜装置中的扫描镜,用于调节所述振镜装置的X向或Y向位置。

作为一种可实施方式,所述安装架上还设置有用于安装所述照明光源的光源连接板。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于:

本实用新型提供的镭雕设备,通过设置振镜装置中的场镜为一合束镜,配合激光处理装置和图像检测装置入射光路的设置,将加工激光和图像采集光线这两种波长不同的光线,分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上,实现了镭雕过程中的定位、镭雕以及检测步骤均可以同时同步进行,免去了冗长的定位固定及成像后检测修复的过程,从而达到“边定位边加工,边加工边检测”的目的,大大缩短了加工时间,提高了镭雕的效率和精准程度。该设备结构简单,操作方便,使用成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的镭雕设备的结构示意图;

图2为本实用新型实施例一提供的镭雕设备的原理示意图;

图3为本实用新型实施例二提供的镭雕设备的结构爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图,对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例,而不是全部实施例。

参见图1,本实用新型实施例一提供的镭雕设备,包括激光处理装置100、振镜装置200、以及图像检测装置300。

具体地,振镜装置200的光出射端设置有具有合束功能的场镜210。激光处理装置100用于发射加工激光,激光处理装置100发射的加工激光经振镜装置200处理后,经场镜210折射至待加工工件处。图像检测装置300用于获取待加工工件表面的图像信息,图像检测装置300发射的图像采集光线经场镜210反射至待加工工件处。工作时,激光处理装置100发射的加工激光与图像检测装置300发出的图像采集光线经过场镜210后,沿同一光路到达待加工工件处,待加工工件反射的图像采集光线经场镜210反射后,被图像检测装置300接收。

上述激光处理装置100可以采用现有的激光发生器实现,振镜装置200也可以采用现有的激光振镜实现,图像检测装置300可以采用CCD或者其他图像传感器实现。振镜装置200中的场镜210可以采用一半透反射镜实现,要求能够将两种或者多种波长的光线,分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上。例如,激光处理装置100为红外激光发射器,场镜210则可以采用硒化锌、硫化锌或锗材料并镀有优化设计的薄膜实现,以达到透射红外光,反射可见光的效果。

本实用新型利用合束镜原理,通过设置振镜装置200中的场镜210为一合束镜,配合激光处理装置100和图像检测装置300入射光路的设置,从而将加工激光和图像采集光线这两种波长不同的光线,分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上,实现了镭雕过程中的定位、镭雕以及检测步骤均可以同时同步进行,免去了冗长的定位固定及成像后检测修复的过程,从而达到“边定位边加工,边加工边检测”的目的,大大缩短了加工时间,提高了镭雕的效率和精准程度。该设备结构简单,操作方便,使用成本低。

上述实施例一提供的镭雕设备工作时,可以对激光处理装置100、振镜装置200以及图像检测装置300分别手动控制,还可以通过设置控制器,使得激光处理装置100、振镜装置200、图像检测装置300分别与控制器电连接,以实现自动化控制。

为了便于更好的观察定位、检测成像,本实用新型的镭雕设备,还可以包括LED等照明光源,照明光源可以与控制器电连接,用于对待加工工件的指示位置处进行照明,加强亮度。

需要说明的是,本实用新型中的利用场镜将加工激光和图像采集光线这两种波长不同的光线,分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上,此处的两条光路的重合可以为近似重合。

如图2所示,场镜在45°方向对镭雕所用加工激光和指示光(未示出)有极高的透过率,对图像采集光线在45°方向有很好的反射率;从而使经激光处理装置发出的加工激光和相机发出的光线通过场镜后能近似重合于同一光路。激光处理装置发射的加工激光经振镜装置处理后,以与场镜成45°角、且与PCB板(即待加工工件)的加工面垂直的方向射入场镜,经场镜折射后垂直于PCB板的加工面射出;相机发出的图像采集光线,以与场镜成45°角、且平行于PCB板的加工面的方向射入场镜,经场镜折射后垂直于PCB板的加工面射出。PCB板反射的图像采集光线,经场镜反射后,被相机接收。本实施方式中,PCB板的加工面默认为水平方向。

上述实施例一提供的镭雕设备的工作过程如下:

参见图1和图2,工作前先调节好镭雕设备各装置位置:场镜210与水平面呈45°角;调节图像检测装置300的位置,使图像检测装置300发出的光线以平行于水平面且与场镜210成45°角的方向射入场镜210,且折射后光线垂直于水平面射出;调节激光处理装置100的位置,使经其处理后发出的加工激光经振镜装置200后以垂直于水平面且与场镜210成45°角的方向射入场镜210,并保证其透射过场镜210后射出方向入仍然垂直于水平面且与图像采集光线近似重合。

将待加工工件移动到振镜装置200下方预设的加工位置,图像检测装置300发出的水平光线经场镜210反射后获得待加工工件的位置信息后,调整待加工工件的位置,使图像检测装置300发出的光线位于待加工工件的初始位置,光线被待加工工件的表面反射后经场镜210再次反射,将图像信息传回图像检测装置300;此时加工激光也位于镭雕的初始位置,指示光与加工激光可以同一光路,打开激光处理装置100的控制器,开始镭雕。

镭雕完成后,控制器控制各个装置停止工作,一次镭雕完成。

在镭雕过程中,由于图像采集光线和加工激光处于同一光路,可在镭雕过程中实时监测镭雕的效果,若发现问题可及时停止,修正后继续工作,做到“边定位边加工,边加工边检测”,镭雕完成后无需后续检测。

参见图3,本发明实施例二提供的镭雕设备,包括激光处理装置100、振镜装置200、场镜210、图像检测装置300、吸灰装置400以及安装架。激光处理装置100、振镜装置200、图像检测装置300、吸灰装置400均安装在安装架上。安装架上设置有用于固定待加工工件的工件加工台510。工件加工台510的工作端面平行于水平面,振镜装置200位于工件加工510台的上方,图像检测装置300位于振镜装置200的光出射端的一侧,吸灰装置400位于工件加工台510的一侧。吸灰装置400与控制器电连接,用于收集待加工工件的加工过程中产生的灰尘。吸灰装置400可以与激光处理装置100同时工作,镭雕过程中,利用吸灰装置可及时将打印过程中的灰尘吸收清理干净,从而使得定位监测更准确,最终成像检测更精确。

安装架上还设置有滑动装置520,振镜装置200通过滑动装置520与安装架连接。滑动装置520与控制器电连接,工作时,控制器控制滑动装置520沿竖直方向滑动,调节振镜装置200的Z向位置。

安装架上还设置有校准导杆530,校准导杆530连接振镜装置200中的扫描镜,用于调节振镜装置200的X向或Y向位置。本实用新型的镭雕设备,加工激光在X向和Y向的位置可以通过控制器控制振镜装置200中的X向扫描镜和Y向扫描镜实现,加工激光在Z向的位置可以通过上述滑动装置520带动振镜装置200沿Z向运动实现,也可以设置工件加工台510沿Z向运动实现。

安装架上还设置有用于安装照明光源600的光源连接板540。

在镭雕过程中,吸灰装置400与激光处理装置100可以同步工作,以保证镭雕过程中的粉尘及时吸收清理干净;照明光源600与图像检测装置300可同步工作,以提高定位准确度和成像清晰度。

以上所述的具体实施例,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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