專利名稱：智能化視覺定位+激光束同軸高精度實時激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度激光加工裝置，屬于精密機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)品小型化精細(xì)化時代的到來，制造業(yè)面臨著尋找高精密、高速度、低成本加工方式的挑戰(zhàn)和機遇，如何滿足客戶需求的同時，滿足環(huán)保、低碳的可持續(xù)發(fā)展理念，是制造業(yè)參與者必須面對的問題。激光加工是目前最有可能滿足人們以上理念的加工方式，它通過將高能量的激光束聚焦到很小的一個點(直徑40um左右)，通過X和Y方向的兩個掃描頭(該系統(tǒng)就是振鏡系統(tǒng))，將激光加工的能量點無接觸的施加到待加工的工件表面，對周圍沒有造成任何的影響。這種方式目前已廣泛應(yīng)用到了焊接、切割等領(lǐng)域。由于激光加工的特性(無接觸)，激光可以實現(xiàn)高速的加工，他的掃描頭輕輕轉(zhuǎn)動就可以完成工作，精度也可以得到很大的提聞。不過，仍然面對一個非常大的問題，激光的輸出可以通過振鏡系統(tǒng)達到很高的精度，同時，要求安裝工件的工作臺面也要有很高的精度和激光配合，如果通過精密的機械傳動來解決該問題，就必須利用昂貴的伺服電機和精密的傳動系統(tǒng)，例如精密絲杠等，成本急劇上升，同時，隨著機器的運行，溫度有I攝氏度的上升，加工精度就會大受影響。后期維護成本也今企業(yè)難以承受。目前的加工系統(tǒng)如果要達到十個微米的加工精度將變得非常困難，必須需要昂貴的進口部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中達到高精度控制必須要利用昂貴的精密傳統(tǒng)系統(tǒng)，提出了一種成本低廉、效果明顯的高精度激光加工裝置，其具體技術(shù)方案如下面所描述一種高精度激光加工裝置，包括激光光源、激光振鏡以及激光聚焦平面場鏡，其中，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的CCD鏡頭以及多個反射鏡，從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過多個反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過激光聚焦平面場鏡后會聚到工作放置平面上面。進一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭以及Y方向激光振鏡頭。進一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述反射鏡為設(shè)置在激光光源和激光振鏡之間的第一反射鏡和第二反射鏡。進一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述C⑶鏡頭與通過第二反射鏡的激光光路位于一條直線上面。本發(fā)明高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時候，不需要特地對工件的位置偏差進行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。


通過下面結(jié)合附圖對其示例性實施例進行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。圖I是本發(fā)明所述的高精度激光加工裝置的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的描述。如圖所示，為本發(fā)明所述的高精度激光加工裝置的具體結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，所述裝置包括激光光源1、(XD工業(yè)用相機鏡頭2、第一反射鏡8、第二反射鏡7、激光振鏡以及激光、聚焦平面場鏡5,所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭3、Y方向激光掃描振鏡頭4,從激光光源I發(fā)出的光經(jīng)過第二反射鏡7、第一反射鏡8反射鏡反射后入射到X方向激光掃描振鏡頭3、Y方向激光掃描振鏡頭4，再透過激光聚焦平面場鏡5后會聚到工作放置平面6上面。在該裝置進行工作的時候，工作放置平面上面放置有要進行加工的工件，通過C⑶鏡頭2以及外接的控制處理裝置的處理以及控制，從而達到精確操作激光加工的效果。下面，我們針對該種高精度激光加工裝置的原理進行一個詳細(xì)的描述。一般來說，在上述裝置進行使用的時候，我們首先將CCD鏡頭2和激光光束通過嚴(yán)格的調(diào)試，使他們在一條路徑上，激光通過第二反射鏡7、第一反射鏡8,在第一反射鏡8前和(XD的光路重合，接下來，我們利用控制處理裝置中的圖像的標(biāo)定軟件，將CCD鏡頭2所看到的工件位置標(biāo)定到一個精確的X和Y的坐標(biāo)，將該坐標(biāo)和控制激光的掃描頭的坐標(biāo)完全重合，從而達到CXD鏡頭2看到的位置坐標(biāo)就是激光可以到達的坐標(biāo)，由于這一切都是通過計算機軟件在整合，公差可以忽略不計。當(dāng)?shù)谝黄ぜ竭_工作區(qū)域時，我們首先讓CXD鏡頭2學(xué)習(xí)該工件的位置，一般可設(shè)置4個位置學(xué)習(xí)，并設(shè)置為該批加工的模版，完成后存儲。當(dāng)?shù)诙€工件到達時，C⑶鏡頭就通過匹配軟件將該工件和模版對比，并將偏差和角度的旋轉(zhuǎn)結(jié)果計算出來，傳遞給控制激光的標(biāo)記或焊接軟件，告訴他們偏離的值，激光就自動調(diào)節(jié)輸出的坐標(biāo)位置，從而實現(xiàn)了自動智能化加工的目的。由于以上步驟都是通過軟件來控制和輸出，從而對工件的位置精度要求很低。事實上，工件的位置偏差在該系統(tǒng)中已不重要，這就實現(xiàn)了精密化加工的目的。此外，由于所述高精度激光加工裝置的精確度有軟件控制，而不是單純由硬件控制，并且，位置的運算都在微秒級別，加工速度也可以大幅提高，從而實現(xiàn)高效率的加工。另外，加工完成后，還可通過CXD鏡頭2進行檢測、較驗，看是否和要求的標(biāo)準(zhǔn)有區(qū)另IJ，對外觀，缺陷檢測后給出合格還是次品的分析，是次品會報警，從而實現(xiàn)了完全無人值守的自動化。需要注意的是，為了達到CCD鏡頭2的光路和激光光路一致，我們選取第一反射鏡8可以透過可見光，從而可以較好地實現(xiàn)兩者光路的完全重合?？傮w來說，采用了上述高精度激光加工裝置以后，具有以下的優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，功能強大，成本低，技術(shù)先進，軟件水平已達國際先進水平；2.該設(shè)備先進的CCD鏡頭及其功能強大的軟件，實現(xiàn)了工業(yè)設(shè)備的智能化。3.減少了高精密機械部件的使用，大大降低了設(shè)備成本。4.利用其智能化的特點，實現(xiàn)了<+/-IOUM以內(nèi)的高精密加工。5.廣泛應(yīng)用于精密加工領(lǐng)域，在IC制造業(yè)，IXD液晶制造流程，電腦硬盤制造等領(lǐng)域獲得高的評價。本發(fā)明高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時候，不需要特地對工件的位置偏差進行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。上述具體實施例是例示性的，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.ー種高精度智能化激光加工裝置，包括激光光源、C⑶エ業(yè)用相機、激光振鏡以及激光聚焦平面場鏡，其特征在于，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的CCD鏡頭以及多個反射鏡，從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過多個反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過激光聚焦平面場鏡后會聚到工作放置平面上面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述激光振鏡包括X方向激光掃描振鏡頭以及Y方向激光振鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述反射鏡為設(shè)置在激光光源和激光振鏡之間的第一反射鏡和第二反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述CCD鏡頭光路與通過第二反射鏡的激光光路位于一條直線光路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度激光加工裝置，其特征在于，所述第二反射鏡可以透過可見光。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述，控制該加工系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)為發(fā)明人獨立開發(fā)，功能先進，カロエ精度可<+/--IOum.實現(xiàn)了高精密的加工要求。同時,可實時進行加工檢驗、檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度激光加工裝置，激光束和CCDエ業(yè)用相機的光路同軸設(shè)計具有獨創(chuàng)性。為實現(xiàn)加工系統(tǒng)智能化奠定基礎(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度智能化激光加工裝置，包括激光光源、激光振鏡以及激光聚焦平面場鏡，其特征在于，在激光光源與激光振鏡之間還設(shè)置有外接控制處理裝置的CCD鏡頭以及多個反射鏡，從激光光源發(fā)出的光經(jīng)過多個反射鏡后入射到激光振鏡之中，再透過激光聚焦平面場鏡后會聚到工作放置平面上。本發(fā)明高精度激光加工裝置在采取了上述技術(shù)方案以后，在使用的時候，不需要特地對工件的位置偏差進行處理就能夠?qū)崿F(xiàn)激光加工的精確定位，從而保證了系統(tǒng)的高精確性。該技術(shù)方案具有較好的技術(shù)效果。
文檔編號B23K26/04GK102658423SQ201010242818
公開日2012年9月12日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者高洪波 申請人:高洪波