一种基于厚基材激光精细微刻装置的制作方法

本实用新型涉及激光雕刻技术领域，具体为一种基于厚基材激光精细微刻装置。

背景技术：

目前激光加工普遍采用两种切割方式：1：振镜扫描式激光加工；2：切割头式激光加工；振镜式激光加工利用振镜扫描系统结构光学扫描器采用动磁式和动圈式偏转工作方式的伺服电动机驱动，具有扫描角度大、峰值力矩大、负载惯量大、机电时间常数小、工作速度快、稳定可靠等优点，目前大都应用于薄膜电路蚀刻、超薄复合材料切割、硅片切割、超薄玻璃、蓝宝石片相关的切割等等，主要优点是：精度高，可以切割比较精细的图形，异形曲线切割效果好等等，缺点也很明显：激光器需要大功率因此较贵；无法切割厚度较厚的材料，由于切割后在切割道残留的切割渣会遮挡后续切割的效率，因此在厚基材上往往不能振镜切割的方式；切割头式激光加工往往采用光纤式激光器，激光器的准直器固定于密封的切割头中，利用聚焦镜进行光板聚焦，在聚焦镜下方有保护镜片以及同轴高压吹气系统，在动辄几百上千瓦的功率下高速切割基材，同时高压吹气装置对切割道进行气保护附带降温除渣功能，主要应用于陶瓷板材切割、以及金属、复合材料切割，一般精度要求低，主要应用于原材料粗加工或者是外形加工，对于器件级产品往往不能用此方法加工，光纤切割头式加工对于加工环境室温等等无特殊要求。

近几年由于技术的更新换代，对于激光加工的要求越来越高，往往都希望在原材切割时能最大限度保证精度，对于特制器件在深切或者钻孔时切割截面，孔壁以及锥度都提出更高的要求，为此目前最可行的做法是将振镜切割的方式与切割头切割方式结合起来，采用高功率纳秒或者皮秒激光器经过扩束再经过一道道反射镜片到达聚焦镜片，再聚焦至产品进行切割，由于聚焦后的激光光斑只是一个5—10微米的能量光斑，它不具备去除材料的能力，只能在激光行进路线留下切割痕迹，并不能很好的去除材料。为此，我们提出一种基于厚基材激光精细微刻装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于厚基材激光精细微刻装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于厚基材激光精细微刻装置，包括设置在光路底板上且置于扩束镜光路之后的安装底板，所述安装底板上分别安装有轴承支架和驱动装置，轴承支架内转动连接有导光装置，所述导光装置远离所轴承支架的一端安装有旋光镜片模组；

所述导光装置与所述驱动装置之间设置有传动装置，所述驱动装置通过所述传动装置带动所述导光装置转动。

优选的，所述轴承支架装有两组高速轴承，所述导光装置包括通过所述高速轴承转动连接在所述轴承支架内的通光筒，所述通光筒上设置有通光筒锁紧螺母，通过所述通光筒锁紧螺母将所述通光筒固定在所述高速轴承上，所述通光筒锁紧螺母上设置有止松固定环；

所述通光筒远离所述轴承支架的一端与所述旋光镜片模组固定连接。

优选的，所述旋光镜片模组包括固定安装在所述通光筒远离所述轴承支架一端的旋光棱镜固定保持座，所述旋光棱镜保持座远离所述通光筒的一端外侧螺纹连接有旋光镜筒，所述旋光镜筒远离所述旋光棱镜固定保持座的一端内壁安装有微调固定架，所述微调固定架与所述旋光棱镜固定保持座之间设置有两组平面轴承，所述微调固定架通过两组所述平面轴承转动连接在所述旋光镜筒上；所述旋光棱镜固定保持座和微调固定架内均设置有楔形棱镜。

优选的，所述驱动装置包括固定在所述安装底板上的无刷电机座，所述无刷电机座上固定安装有高速无刷电机，通过所述高速无刷电机使所述传动装置驱动通光筒转动。

优选的，所述传动装置包括固定在所述高速无刷电机输出端上的主同步轮和套接固定在所述通光筒上的从同步轮，所述主同步轮与所述从同步轮之间设置有同步带，且两者通过所述同步带传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型部件少、结构简单，因此造价低廉，同时合理的结构布局能够在现有设备基础上改造光路，实现激光光斑高速旋转切割，在保证精度的前提下实现厚基板材的精细切割或者钻孔，而且确保切割截面光滑不毛糙，适当降低厚基板材切割正反面的锥度；非常适合实验室以及小规模产生的需要。

附图说明

图1为实施例1整体剖视结构示意图；

图2为图1中a区域放大结构示意图；

图3为图1中b区域放大结构示意图；

图4为实施例2整体结构示意图；

图5为实施例2剖视结构示意图；

图6为图5中c区域放大结构示意图；

图7为图5主视结构示意图；

图8为实施例2另一方位剖视结构示意图；

图9为图8中d区域放大结构示意图。

图中：1-安装底板；2-轴承支架；3-驱动装置；4-导光装置；5-旋光镜片模组；6-传动装置；7-高速轴承；8-通光筒；9-通光筒锁紧螺母；10-止松固定环；11-旋光棱镜固定保持座；12-旋光镜筒；13-微调固定架；14-平面轴承；15-无刷电机座；16-高速无刷电机；17-主同步轮；18-从同步轮；19-同步带；20-导光筒；21-转动凹槽；22-转动架；23-支撑凹槽；24-支撑圈；25-齿轮环；26-弧形通孔；27-滑板；28-齿头；29-楔形棱镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种基于厚基材激光精细微刻装置，包括安装于底板上的通光筒8轴承支架2，通光筒8过一体式轴承座上的两个高速轴承7固定连接，通光筒8上带有螺母式锁紧装置，在锁紧螺母侧端带有止松固定环10，保证通光筒8在轴承支架2上稳定可靠运行，轴承支架2旁边是高转速无刷电机座15，电机座上安装有每分钟高达3000转的无刷电机，电机上安装有同步带19轮，通过同步带19带动通光筒8上安装的从同步轮18，实现2.5:1的变比传动，这样使得通光筒8能到达每分钟7500转的高速转动，带动安装在通光筒8末端的旋光镜片模组5高速旋转。旋光镜片模组5里面有两片楔形棱镜29，一片安装于旋光棱镜固定保持座11上，另外一片安装于可旋转调整的微调固定架13上面，可旋转的微调固定架13通过两组平面轴承14装配与旋光镜筒12上，保证在微调镜片是顺畅并且位置牢固。

激光光束由扩束镜扩束后进入通光筒8射入第一组楔形棱镜29内，产生折射后进入第二组楔形棱镜29内，光束通过两组镜片的折射再折射后变成偏心平行光束，旋光模组高速旋转时带动偏心光速高速旋转实现去材料螺旋微刻加工。

实施例2

与实施例1不同之处在于调节楔形棱镜29的转动方式，请参阅图4-9，

所述通光筒8远离所述轴承支架2的一端固定有导光筒20，所述导光筒20的内壁开设有两组转动凹槽21，两组所述转动凹槽21内分别转动连接有转动架22，所述转动凹槽21的槽壁上固定有支撑凹槽23，且所述转动架22的侧壁上固定有支撑圈24，所述转动架22通过所述支撑圈24转动连接在所述支撑凹槽23上，所述转动架22的外壁上固定有齿轮环25；

所述转动凹槽21内开设有弧形通孔26，所述弧形通孔26上滑动连接有滑板27，所述滑板27的一侧固定有齿头28，所述滑板27通过所述齿头28与所述齿轮环25啮合连接；

两组所述转动架22上均固定有楔形棱镜29。

当需要调节楔形棱镜29的角度时，通过滑板27可以带动齿轮环25转动，从而实现楔形棱形转动，这里的滑板27是可以单独存在的，需要调节时，将滑板27上齿头28插入弧形通孔26内与齿轮环25啮合即可。

这种调节方式，不仅可以实现两组楔形棱镜29都是可调的，而且减少通光筒8与两组楔形棱镜29之间的连接结构，防止有光线出现外漏的情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。