[发明专利]一种陶瓷材料激光加工装置及方法

权利要求书

1.一种陶瓷材料激光加工方法，其特征在于：实现陶瓷材料高质量打孔的激光加工，采用一种陶瓷材料激光加工方法的陶瓷材料激光加工装置，包括：激光源(1)、激光光束(2)、分束镜(3)、反射镜a(4)、聚焦镜a(5)、聚焦镜b(7)、反射镜c(8)和反射镜b(9)；

激光源(1)，用于发射激光光束(2)至分束镜(3)；分束镜(3)，为半反半透镜，用于将激光源(1)送来的激光光束分成两束相同能量的激光束，分别为透射光束和反射光束，分束镜(3)出射的透射光束即右侧光路激光束送至反射镜c(8)，反射镜c(8)用于反射经分束镜(3)透射后的激光束；该激光束经反射镜c(8)反射至反射镜b(9)；分束镜(3)出射的反射光束即左侧光路激光束送至反射镜a(4)；反射镜a用于反射左侧光路激光束至聚焦镜a(5)；

反射镜b(9)，用于反射右侧光路激光束至聚焦镜b(7)；

聚焦镜a(5)，用于将反射镜a(4)出射的左侧光路激光束聚焦于陶瓷材料左侧表面进行打孔加工；

待加工的陶瓷材料为陶瓷片(6)；

聚焦镜b(7)，用于将反射镜b(9)出射的右侧光路激光束聚焦于陶瓷材料右侧表面进行打孔加工；

方法步骤依次如下：

步骤1：开启激光源(1)的红色指示光，用于光路调整指示；设定二维坐标系O-XY，X轴的正方向平行于激光源(1)发出的激光束的出射方向；Y轴与X轴正交，Y轴的正方向平行于分束镜反射的光束；

步骤2：调整分束镜、反射镜a、聚焦镜a、反射镜c、反射镜b、聚焦镜b，使经过反射镜a后的激光束与经过反射镜b后的激光束的光轴与水平面平行；

步骤3：调整反射镜a、聚焦镜a所在位移台与反射镜b、聚焦镜b所在位移台的上下方向的位置，使经过反射镜a后的激光束与经过反射镜b后的激光束光轴重合，记此时两位移台上下方向的位置为零；

步骤4：陶瓷片(6)左右表面与经过反射镜a后的激光束光轴垂直，且经过反射镜a后的激光束聚焦在陶瓷片(6)左侧表面待加工孔的圆心，经过反射镜b后的激光束聚焦在陶瓷片(6)右侧表面待加工孔的圆心；

步骤5：倾斜陶瓷片(6)，使陶瓷片(6)顺时针转动θ角度，顺时针转动的轴线与此时经过反射镜a后的激光束的光轴垂直且相交，与水平面平行；

步骤6：根据陶瓷片(6)上待加工孔的直径R，确定反射镜a、聚焦镜a所在位移台与反射镜b、聚焦镜b所在位移台的上下方向的移动距离；反射镜a、聚焦镜a所在位移台向上移动Rcosθ，记为+Rcosθ；反射镜b、聚焦镜b所在位移台向下移动Rcosθ，记为-Rcosθ；

步骤7：使陶瓷片(6)以待加工孔的轴线为轴旋转，开启激光源(1)发射激光束，直至完成陶瓷片(6)上加工孔洞的贯穿，然后关闭激光源(1)，停止激光束的发射；

步骤8：倾斜陶瓷片(6)，即使陶瓷片(6)以倾斜旋转轴为中心逆时针转动2θ角度，该倾斜旋转轴为经过陶瓷片(6)原点，且与XOY平面垂直；

步骤9：使陶瓷片(6)以待加工孔的轴线为轴旋转，开启激光源(1)发射激光束，直至完成陶瓷片(6)上加工孔洞的贯穿，然后关闭激光源(1)，停止激光束的发射；

步骤10：摆正陶瓷片(6)，即使陶瓷片(6)沿倾斜旋转轴顺时针转动θ角度；

步骤11：反射镜a、聚焦镜a所在位移台向上移动至+R位置；反射镜b、聚焦镜b所在位移台向下移动至-R位置；

步骤12：使陶瓷片(6)以待加工孔的轴线为轴旋转，开启激光源(1)发射激光束，直至完成陶瓷片(6)上加工孔洞的贯穿，然后关闭激光源(1)，停止激光束的发射；

步骤13：完成陶瓷片(6)打孔，将陶瓷片(6)取下。

2.如权利要求1所述的一种陶瓷材料激光加工方法，其特征在于，所述步骤2中，整个光路在同一个平面，且该平面与水平面垂直。

3.如权利要求1所述的一种陶瓷材料激光加工方法，其特征在于，所述步骤2中，分束镜、反射镜a、反射镜c、反射镜b与激光束成45度夹角。

4.如权利要求1所述的一种陶瓷材料激光加工方法，其特征在于，所述步骤5中，θ大于0度且小于等于10度。