一种基于扫描转镜的集成式激光微加工平台的制作方法

1.本实用新型属于激光微加工技术领域，具体涉及一种基于扫描转镜的集成式激光微加工平台。


背景技术：

2.目前，由于激光扫描转镜系统具有稳定的扫描性能和非常高的扫描速度，且在激光扫描过程中，其由电脑控制器来提供信号，并通过驱动放大电路驱动光学扫描头进行移动，激光扫描转镜系统可以有效地提高激光加工的效率和质量。扫描转镜系统已经广泛应用于汽车、冶金、纺织、化工及微电子等众多的领域，大大提高了行业加工效率。同时越来越多的科研机构和相关的企业投入大量科研力量用于扫描系统的开发和集成设备的制造。但是，目前的扫描转镜系统中所采用的加工平台上并未设置有专门用来对加工靶材进行定位的设备，所以现有的激光加工平台并不能在放置加工靶材的同时对其进行定位；其次，现有的激光扫描转镜系统主要用于薄片材料的激光微群孔加工，由于所加工的材料较薄，其很难保证加工靶材能够紧密地贴合在加工平台上，从而也就很难保证加工效果。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是提供一种既能够便于对加工靶材进行定位，又能够保证加工靶材与加工平台紧密贴合的基于扫描转镜的集成式激光微加工平台。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：一种基于扫描转镜的集成式激光微加工平台，其包括底座，所述底座上设置有横梁，所述横梁的一侧设置有可竖直移动的z轴移动平台，所述z轴移动平台上设置有扫描转镜设备；在所述扫描转镜设备下方，所述底座上设置有x-y轴移动平台，所述x-y轴移动平台的上端设置有激光加工平台和l形的机械夹具轨道，所述机械夹具轨道的上端面与激光加工平台的工作面平齐，所述机械夹具轨道上端设置有l形的定位压尺，所述定位压尺能够与激光加工平台上的加工靶材接触，并对激光加工平台上的加工靶材进行竖直压紧，使加工靶材紧密地贴合在激光加工平台上；同时在对加工靶材进行放置时，本激光微加工平台还可通过定位压尺上的刻度和扫描设备本身的扫描原点对加工靶材进行定位，从而提高加工靶材的加工精度。
5.进一步地，所述机械夹具轨道的上端设置有l形的t型槽，所述t型槽的长度与所述定位压尺的长度相适应；所述定位压尺上方横跨有抵压块，且所述抵压块的一端通过销轴与机械夹具轨道可转动连接，所述抵压块的另一端通过t型螺栓和螺母与机械夹具轨道可拆卸连接，所述t型螺栓的螺栓头位于所述t型槽内。这样在激光加工平台上放置好加工靶材后，可通过旋紧t型螺栓和螺母来使抵压块向机械夹具轨道靠近，同时在旋紧过程中，抵压块会对定位压尺施加一定的压力，从而将加工靶材紧密地压在激光加工平台上。
6.进一步地，所述螺母为蝶形螺母，从而方便工人对螺母进行握持和旋拧。
7.进一步地，所述激光加工平台上设置有吸尘装置和吹屑装置，从而及时将加工过程中产生的烟尘和碎屑吸走。
8.进一步地，所述吸尘装置上设置有喇叭型吸风口，并通过该喇叭型吸风口提高吸尘装置的吸尘效果。
9.进一步地，所述吹屑装置上设置有扁嘴型出风口，并通过该扁嘴型出风口提高吹屑装置的吹屑效果。
10.进一步地，所述激光加工平台为矩形加工平台，所述机械夹具轨道的两个边分别与所述激光加工平台上两个相邻的侧面相对，所述吸尘装置和吹屑装置分别位于所述激光加工平台的另外两个侧面的上方，并通过该布局方式使整个激光微加工平台的结构更加紧凑。
11.进一步地，所述激光加工平台为激光加工真空吸附平台。这样本实用新型可以根据加工靶材的厚度选择不同的靶材固定方式。
12.进一步地，所述底座和横梁均为大理石材质，从而提高整个激光微加工平台的抗震效果，以及提高整个激光微加工平台在设备高速运转时的稳定性。
13.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：首先，本实用新型在对加工靶材进行放置时，可通过定位压尺上的刻度和扫描设备本身的扫描原点对加工靶材进行定位，并提高加工靶材的加工精度；其次，在加工微米量级、毫米量级的加工靶材时，本实用新型可同时采用激光加工真空吸附平台和抵压块对加工靶材进行固定，从而使加工靶材更加紧密吸附固定在加工平台上，并确保加工靶材表面平整，且其与激光加工平台之间无较大缝隙；而在对过薄的薄膜材料进行加工时，本实用新型又可以仅采用激光加工真空吸附平台对加工靶材进行固定，避免加工靶材在抵压块和定位压尺的作用下发生破坏或发生形变；另外，本实用新型还将吸尘装置和吹屑装置设置在激光加工平台上，从而使得整个平台的结构紧凑、集成化高，且方便对整个平台进行调节和移动。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，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的附图。
15.图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
16.图2为本实用新型中定位压尺的结构示意图。
17.图3为本实用新型中抵压块和t型螺栓的结构示意图。
18.图4为本实用新型中扁嘴型出风口的结构示意图。
19.图中：1.横梁，2.底座，3.x-y轴移动平台，4.z轴移动平台，5.扫描转镜设备，6.机械夹具轨道，7.定位压尺，8.抵压块，9.激光加工平台，10.吹屑装置，11.吸尘装置，12.加工靶材，13.螺母，14.t型螺栓，15.销轴，16.扁嘴型出风口。
具体实施方式
20.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。
21.如图1至图4所示，本实用新型提供一种基于扫描转镜的集成式激光微加工平台，其包括底座2，所述底座2上固定安装有横梁1，所述底座2和横梁1均优选采用大理石材质。所述横梁1的一侧设置有可竖直滑动的z轴移动平台4，所述z轴移动平台4上设置有扫描转镜设备5。具体地，所述扫描转镜设备5为多边形转镜扫描仪，所述多边形转镜扫描仪包括扫描多边形棱镜、扫描振镜、f-θ聚焦透镜、激光检测设备以及相关电机。所述z轴移动平台4包括z轴滑轨和z轴滑座，其中所述扫描转镜设备5固定安装在所述z轴滑座上，所述z轴滑轨固定安装在所述横梁1上，所述z轴滑座滑动连接在所述z轴滑轨上，且所述z轴滑座的滑动方向为竖直方向。所述z轴滑座上还传动连接有z轴驱动组件，所述z轴驱动组件用来驱动z轴滑座在z轴滑轨上竖直滑动，且所述z轴驱动组件优选采用c3精度级别的滚珠丝杠机构。
22.在所述扫描转镜设备5的下方，所述底座2上可拆卸安装有x-y轴移动平台3，且所述x-y轴移动平台3能够在底座2上沿x轴方向或y轴方向进行水平移动。在所述x-y轴移动平台3的上方，所述x-y轴移动平台3上设置有激光加工平台9，且所述激光加工平台9优选为激光加工真空吸附平台，具体地，所述激光加工真空吸附平台包括吸附底板和吸附盖板，所述吸附底板和吸附盖板安装在所述x-y轴移动平台3上，且吸附底板和吸附盖板之间形成封闭的负压腔，所述负压腔通过输气管道连接有真空泵，且所述吸附盖板上设有多个吸附孔，这样当真空泵通过输气管道使负压腔内产生负压时，可通过吸附孔将加工靶材12吸附到吸附盖板上。另外，所述x-y轴移动平台3上还设置有l形的机械夹具轨道6，所述机械夹具轨道6的上端面与激光加工平台9的工作面平齐，且所述机械夹具轨道6的上端设置有l形的定位压尺7，所述定位压尺7的下表面能够与激光加工平台9上的加工靶材12接触，并对激光加工平台9上的加工靶材12进行竖直压紧。具体地，在所述机械夹具轨道6的上端设置有l形的t型槽，且所述t型槽的长度与所述定位压尺7的长度相适应；在所述定位压尺7上方横跨有抵压块8，且所述抵压块8的一端通过销轴15与机械夹具轨道6可转动连接，所述抵压块8的另一端通过t型螺栓14和螺母13与机械夹具轨道6可拆卸连接，且所述t型螺栓14的螺栓头位于所述t型槽内。这样在激光加工平台9上放置好加工靶材12后，可通过旋紧t型螺栓14和螺母13来使抵压块8向机械夹具轨道6靠近，同时在旋紧过程中，抵压块8会对定位压尺7施加一定的压力，从而将加工靶材12紧密地压在激光加工平台9上。此外，为了方便工人对螺母13进行旋拧，所述螺母13优选为蝶形螺母。
23.另外，为了及时将加工过程中产生的烟尘吸走，在所述激光加工平台9上设置有吸尘装置11，且所述吸尘装置11的吸风口优选采用喇叭型吸风口。此外，为了及时将加工过程中产生的碎屑吹走，避免其影响加工靶材12的后续加工，在所述激光加工平台9上还设置有吹屑装置10，且所述吹屑装置10优选采用空气风刀激光加工吹屑装置10，所述吹屑装置10的吹风口优选采用扁嘴型出风口16，且所述扁嘴型出风口16优选由一排细密微孔构成，从而有利于形成高压吹气。
24.此外，为了使本激光微加工平台的结构更加紧凑，所述激光加工平台9优选采用矩形加工平台，且当所述激光加工平台9为矩形加工平台时，所述机械夹具轨道6的两个边分别与所述激光加工平台9上两个相邻的侧面相对设置，且所述机械夹具轨道6的两个边分别与所述激光加工平台9上两个相邻的侧面紧密结合；所述吸尘装置11和吹屑装置10分别位于所述激光加工平台9的另外两个侧面的上方，从而使整个激光微加工平台的占用空间变小，且节省加工空间。
25.本实用新型一种基于扫描转镜的集成式激光微加工平台在激光加工过程中工作流程为：首先，将加工靶材12放置到激光加工平台9上，并通过定位压尺7上的刻度对加工靶材12进行定位，通过抵压块8和定位压尺7对加工靶材12进行压紧，使加工靶材12紧密贴合在激光加工平台9上方；然后，启动吹屑装置10和吸尘装置11，并控制激光器发出的脉冲激光，并通过光纤和透镜组导入扫描转镜设备5中，同时可根据加工靶材12的具体要求控制所述x-y轴移动平台3和z轴移动平台4进行位置调整，从而改变扫描转镜设备5的加工位置和工作焦距，以实现对加工靶材12的加工。
26.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
27.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。