一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，包括紫外激光器、單軸振鏡、振鏡及遠(yuǎn)心透鏡、45°反射鏡片、短焦距物鏡組、CCD監(jiān)視器、X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)、吸附平臺(tái)和大理石工作臺(tái)，紫外激光器通過激光器底座安裝在大理石工作臺(tái)上，紫外激光器的后方設(shè)有電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡，振鏡及遠(yuǎn)心透鏡、CCD監(jiān)視器、短焦距物鏡均位于激光器底座后方，X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)安裝在激光器底座后方的大理石工作臺(tái)上，吸附平臺(tái)通過Z軸微調(diào)升降裝置安裝在X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)上。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精密光束偏轉(zhuǎn)控制和高速、高精密運(yùn)動(dòng)控制，具有高精密的視覺定位，將加工尺度和精度推向微米級(jí)；高穩(wěn)定性和可靠性，長(zhǎng)期免維護(hù)，設(shè)備安裝方便，啟動(dòng)、運(yùn)行操作簡(jiǎn)單。
【專利說明】
一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種加工平臺(tái)，具體是一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]微加工通常指通過在微細(xì)工件上去除材料實(shí)現(xiàn)特征的創(chuàng)建和修改。激光加工技術(shù)是常見的一種激光微細(xì)加工技術(shù)。激光微細(xì)加工有許多優(yōu)點(diǎn)，包括良好的柔性(光束掃描軌跡路徑的可控制性)，非接觸式加工(激光束為最主要的加工刀具，且與工件不接觸)，高分辨率(小于10微米)。因此，激光微細(xì)加工有許多現(xiàn)有的和潛在的應(yīng)用領(lǐng)域，包括但不局限于如:醫(yī)療設(shè)備、太陽(yáng)能電池以及提高摩擦性能的機(jī)械零件表面微織構(gòu)。
[0003]在目前的激光微加工設(shè)備中，激光波束控制采用的是振鏡或光束旋轉(zhuǎn)器(或旋光模組)技術(shù)，它們?cè)诩庸ぴO(shè)備中都呈現(xiàn)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，前者在兩維方向各采用一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡面、后者采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)棱鏡旋轉(zhuǎn)，這兩類結(jié)構(gòu)都對(duì)環(huán)境條件敏感、機(jī)械磨損、經(jīng)常需要調(diào)節(jié)、缺乏靈活性、體積和重量大，使用不方便，因而成為高精度激光微加工設(shè)備中的一個(gè)主要技術(shù)問。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠的微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，包括紫外激光器、單軸振鏡、振鏡及遠(yuǎn)心透鏡、45°反射鏡片、短焦距物鏡組、C⑶監(jiān)視器、夂\￥直線電機(jī)工作臺(tái)、吸附平臺(tái)和大理石工作臺(tái)，所述紫外激光器通過激光器底座安裝在大理石工作臺(tái)上，所述紫外激光器的后方設(shè)有電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡，所述單軸振鏡安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡后方的激光器底座上，所述45°反射鏡片安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡右側(cè)的激光器底座上，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡和短焦距物鏡組均安裝在激光器底座的后側(cè)，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡的前端通過連接筒固定在激光器底座上，所述短焦距物鏡組的前端通過連接筒固定在激光器底座上，所述CCD監(jiān)視器通過調(diào)節(jié)桿固定在激光器底座上，所述X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)安裝在激光器底座后方的大理石工作臺(tái)上，所述吸附平臺(tái)通過Z軸微調(diào)升降裝置安裝在Χ\Υ直線電機(jī)工作臺(tái)上，。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡位于單軸振鏡的正后方。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述短焦距物鏡組位于45°反射鏡片的正后方。
[0008]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述紫外激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)過電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡入射于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡及短焦距物鏡組。
[0009]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述CXD監(jiān)視器位于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡和短焦距物鏡組之間。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精密光束偏轉(zhuǎn)控制和高速、高精密運(yùn)動(dòng)控制，具有高精密的視覺定位，將加工尺度和精度推向微米級(jí)；高穩(wěn)定性和可靠性，長(zhǎng)期免維護(hù)，設(shè)備安裝方便，啟動(dòng)、運(yùn)行操作簡(jiǎn)單。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的主視圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的左視圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0016]請(qǐng)參閱圖1-4，一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，包括紫外激光器1、單軸振鏡3、振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4、45°反射鏡片5、短焦距物鏡組6、CXD監(jiān)視器7、X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)9、吸附平臺(tái)10和大理石工作臺(tái)11，所述紫外激光器I通過激光器底座12安裝在大理石工作臺(tái)11上，所述紫外激光器I的后方設(shè)有電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡2，所述單軸振鏡3安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡2后方的激光器底座12上，所述45°反射鏡片5安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡2右側(cè)的激光器底座12上，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4和短焦距物鏡組6均安裝在激光器底座12的后偵牝所述父\￥直線電機(jī)工作臺(tái)9安裝在激光器底座12后方的大理石工作臺(tái)11上，所述吸附平臺(tái)10通過Z軸微調(diào)升降裝置8安裝在Χ\Υ直線電機(jī)工作臺(tái)9上，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4的前端通過連接筒固定在激光器底座12上，振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4位于單軸振鏡3的正后方，所述短焦距物鏡組6的前端通過連接筒固定在激光器底座12上，所述短焦距物鏡組6位于45°反射鏡片5的正后方，所述CXD監(jiān)視器7通過調(diào)節(jié)桿固定在激光器底座12上，且CXD監(jiān)視器7位于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4和短焦距物鏡組6之間，所述紫外激光器I產(chǎn)生的激光經(jīng)過電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡2入射于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡4及短焦距物鏡組6。
[0017]所述微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)是針對(duì)微米級(jí)線寬和精度的通用激光精密微加工系統(tǒng)，加工線寬在ΙΟμπ?以內(nèi)，定位精度ΙΟμπ?以內(nèi)，重復(fù)精度5μπ?以內(nèi)，加工精度ΙΟμ??以內(nèi)，系統(tǒng)精度通過Χ\γ直線電機(jī)工作臺(tái)9和CCD監(jiān)視器7綜合保證；采用振鏡掃描和短焦距物鏡兩種光路結(jié)構(gòu)，掃描的短軸振鏡3配合短焦距遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡，實(shí)現(xiàn)50*50mm范圍內(nèi)高速精密加工，加工線寬在10~20μπι，短焦距物鏡組6實(shí)現(xiàn)5~10μπι加工線寬；電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡2實(shí)時(shí)改變加工線寬，單軸振鏡3用于高速切換光路；Χ\Υ直線電機(jī)工作臺(tái)9配合兩種光路，實(shí)現(xiàn)200*300mm范圍精密高速加工；(XD監(jiān)視器7有四種功能:加工定位、測(cè)量加工線寬，精密對(duì)焦，校正掃描振鏡誤差；150mm厚000級(jí)的大理石工作臺(tái)11平整度高、不易變形、抗震動(dòng)，系統(tǒng)可用于陶瓷、玻璃、有機(jī)物、藍(lán)寶石、金屬及合金等精密三維結(jié)構(gòu)加工。
[0018]本發(fā)明是針對(duì)有機(jī)物等材料精密加工的光機(jī)電一體化項(xiàng)目，采用高穩(wěn)定高功率紫夕卜(波長(zhǎng)<400nm)激光，對(duì)有機(jī)物擁有優(yōu)異的加工能力，雙光路結(jié)構(gòu):短焦距物鏡直接聚焦加工和掃描振鏡高速偏轉(zhuǎn)加工；特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)極其優(yōu)異的加工效果，線寬< 10微米，深寬比> 20:1 ;高精密機(jī)器視覺定位，隨時(shí)控制和校正系統(tǒng)誤差；大理石平臺(tái)和鈑金機(jī)架，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將最新的激光打標(biāo)、激光切割工藝同精密機(jī)床、材料精細(xì)加工、機(jī)器視覺等結(jié)合，用于有機(jī)物等難加工材料的微米級(jí)結(jié)構(gòu)精細(xì)加工，與半導(dǎo)體制程工藝(光刻、離子束、電子束、化學(xué)蝕刻)、精密機(jī)加工、精密電火花等工藝相比，激光微加工在成本、靈活性、加工效率、加工效果均具有很大的優(yōu)勢(shì)，主要面向微電子、生物、醫(yī)療、化學(xué)、能源等工業(yè)和研究部門精密微型器件制備。
[0019]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精密光束偏轉(zhuǎn)控制和高速、高精密運(yùn)動(dòng)控制，具有高精密的視覺定位，將加工尺度和精度推向微米級(jí)；高穩(wěn)定性和可靠性，長(zhǎng)期免維護(hù)，設(shè)備安裝方便，啟動(dòng)、運(yùn)行操作簡(jiǎn)單。
[0020]上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，其特征在于，包括紫外激光器(I)、單軸振鏡(3)、振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)、45°反射鏡片(5)、短焦距物鏡組(6)、CXD監(jiān)視器(7)、乂\￥直線電機(jī)工作臺(tái)(9)、吸附平臺(tái)(10)和大理石工作臺(tái)(11)，所述紫外激光器(I)通過激光器底座(12)安裝在大理石工作臺(tái)(11)上，所述紫外激光器(I)的后方設(shè)有電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡(2 )，所述單軸振鏡(3)安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡(2)后方的激光器底座(12)上，所述45°反射鏡片(5)安裝在電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡(2)右側(cè)的激光器底座(12)上，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)和短焦距物鏡組(6)均安裝在激光器底座(12)的后側(cè)，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)的前端通過連接筒固定在激光器底座(12)上，所述短焦距物鏡組(6)的前端通過連接筒固定在激光器底座(12)上，所述CXD監(jiān)視器(7)通過調(diào)節(jié)桿固定在激光器底座(12)上，所述乂\￥直線電機(jī)工作臺(tái)(9)安裝在激光器底座(12)后方的大理石工作臺(tái)(11)上，所述吸附平臺(tái)(10)通過Z軸微調(diào)升降裝置(8)安裝在X\Y直線電機(jī)工作臺(tái)(9)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，其特征在于，所述振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)位于單軸振鏡(3)的正后方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，其特征在于，所述短焦距物鏡組(6)位于45°反射鏡片(5)的正后方。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，其特征在于，所述紫外激光器(I)產(chǎn)生的激光經(jīng)過電動(dòng)可調(diào)擴(kuò)束鏡(2)入射于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)及短焦距物鏡組(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級(jí)紫外激光微加工平臺(tái)，其特征在于，所述CCD監(jiān)視器(7)位于振鏡及遠(yuǎn)心透鏡(4)和短焦距物鏡組(6)之間。
【文檔編號(hào)】B23K26/36GK105880827SQ201510737478
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日
【發(fā)明人】徐金龍
【申請(qǐng)人】上海費(fèi)米激光科技有限公司