[实用新型]一种被动变焦激光加工透明材料的系统

说明书

本实用新型公开了一种被动变焦激光加工透明材料的系统，本实用新型所述的系统包括激光源、激光源支撑立柱、振镜扫描头、扫描透镜、上位机、马达、电控升降平台、平台底板、运动控制卡及振镜控制卡；待加工的透明材料放置在电控升降平台上，马达带动电控升降平台进行上升下降运动；本实用新型所述的系统光路结构简单，光学器件少，大大降低了成本；该系统对激光束的聚焦点进行被动变焦，实现透明材料自下往上、逐层加工，提高了加工效率及加工效果，扩大了待加工材料的厚度范围。

技术领域

本实用新型涉及激光加工系统，尤其涉及一种用于玻璃、石英和蓝宝石等透明材料的被动变焦激光加工系统。

背景技术

使用激光加工透明材料如玻璃、石英和蓝宝石时，现有的方法通常采用自动变焦来实现激光三维切割和钻孔，主要包括以下步骤：(1)激光器发射激光光束，激光光束进入激光切割头中，经第一变曲率反射装置反射和第二变曲率反射装置反射后，再经透镜组聚焦作用在工件表面；(2)调节第一变曲率反射装置和第二变曲率反射装置中气缸的气压，使两个反射镜的变形曲率发生改变，进而实现了激光束焦距的自动调节。目前市场上也有专门采用这样自动变焦的方法用于激光加工的设备，如三维动态聚焦激光振镜扫描系统就是通过自动变焦来实现对厚度不同的材料进行切割和打孔等加工工艺。

而现有的采用自动变焦来进行激光加工的方法，其技术装置系统存在光路复杂、光学器件较多、器件出现损坏概率较高、加工厚度容易受限制、成本较高的问题。因此，亟待解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种被动变焦激光加工透明材料的系统，替代主动动态变焦的三维动态聚焦激光振镜扫描系统，实现对透明材料自下往上、逐层切割或钻孔加工，在降低成本的同时，达到需要的三维切割和钻孔等加工的效果。

为实现以上目的，本实用新型所述的被动变焦激光加工透明材料的系统包括激光源、激光源支撑立柱、振镜扫描头、扫描透镜、上位机、马达、电控升降平台、平台底板、运动控制卡及振镜控制卡；激光源支撑立柱位于电控升降平台上侧，并与平台底板固定连接。

进一步地，激光源固定连接在激光源支撑立柱上。

进一步地，平台底板与电控升降平台连接；激光源的顶面与平台底板平行，其侧面与平台底板垂直。

进一步地，待加工的透明材料放置在电控升降平台上，所述电控升降平台采用高负压真空机吸附该透明材料。

进一步地，马达带动电控升降平台进行上升下降运动；激光源发出的激光束通过振镜扫描头的X/Y方向的摆动，使激光束根据需要的图形变动。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点：

(1)结构简单、成本低：本实用新型所述的系统通过实时调整升降平台对激光束的聚焦点进行被动变焦，相比较采用传统自动变焦的方法用于激光加工的技术装置，其光路结构简单，光学器件少；使用的马达和电动升降平台的价格是三维动态聚焦激光振镜扫描系统的三分之一到六分之一，总成本远远低于传统激光加工装置的成本；

(2)设备维修简单：本实用新型的光路结构简单，光学器件少，因此光学器件出现损坏概率低；且因器件成本较低，可以预备库存，因此售后、维修简单快捷；而传统三维动态聚焦激光振镜扫描系统光路复杂、光学器件较多，器件出现损坏概率较高，而且维修难度相对较大，周期较长；

(3)加工材料厚度范围大：本实用新型可以通过电控升降平台来调整所加工的透明材料的厚度范围，材料的最大厚度在12mm左右，远大于采用传统三维动态聚焦激光振镜扫描系统进行加工时，材料的最大加工厚度5mm左右；