[发明专利]高重频调制多脉冲YAG激光刻花系统及加工方法

权利要求书

1、一种激光刻花设备，包括激光装置、加工机床、控制与显示三部分；所述激光装置包括激光器及其光路系统和聚焦头；加工机床部分包括工作台、机架及其驱动机构，工作台上安装有工件卡具和辅助吹气装置，机架上装设着激光装置；驱动机构驱动聚焦头和工件相对作二维运动；控制与显示部分包括微机、激光与机床的控制装置。

其特征在于：

所述激光装置包括声光调Q的YAG激光器(1)及与其相连的声光调制控制器(2)，该声光调制控制器(2)在微机(15)的控制下控制激光调Q频率、调Q深度和脉冲的编组输出，所述脉冲编组形式为在脉冲周期T内的激光输出时间t1内，由多个脉冲形成的脉冲组输出；激光光束经过分束器(3)，再经聚焦头(4)聚焦于工件表面；

所述显示系统还包括：成像装置(5)，CCD摄像头(6)、显示器(7)，加工点的图像经所述聚焦头(4)及分束器(3)映射到成像装置(5)，经摄像头(6)送到显示器(7)，以随时监视加工情况；

所述控制与显示部分包括微机(15)，内有图像处理装置(14)，接有图象采集器(13)；微机(15)的输出接有显示器(17)和绘图仪(16)以显示所采集的预定加工图形；微机(15)控制机床驱动机构(18)按预定图形进行加工；

所述机床部分的机架包括两相互垂直的导轨(21)和(22)，导轨(22)通过支架装设在导轨(21)上，并可沿其移动，聚焦头支架(23)设置在导轨(22)上，可载带聚焦头(4)沿导轨(22)移动，导轨支架(20)和聚焦头支架(23)的移动由驱动机构(18)驱动。机床工作台(27)上设有可安装平面工件或轴类工件的卡具，驱动机构可带动平面工件平移、倾斜或带动轴辊类工件转动。

2、如权利要求1所述的激光刻花设备，其特征在于所述激光采用光导纤维传输。

3、如权利要求1、2所述的激光刻花设备，其特征在于辅助吹气装置的喷咀装设在激光束侧旁与其成一角度，以进行斜角侧吹式加工。

4、一种激光刻花加工方法，将激光光束聚焦于工件的加工表面，根据预定图形使聚焦点相对于工件做二维运动，在工件上刻蚀出该预定图形，其特征在于：

·对YAG激光器进行声光调Q，调制频率为0.5-20KHz;

·对激光器进行轻调Q，使脉冲激光与连续激光同时输出;

·所述激光脉冲以编组形式输出，在脉冲周期T内的激光输出时间t1内，为多个脉冲组成的脉冲组输出;

·与激光刻蚀同时，用辅助气体对加工点吹气。

5、如权利要求4所述的激光刻花加工方法，其特征在于所述辅助气体从光束旁与光束成一角度向加工点进行斜角侧吹气。

6、如权利要求4、5所述的激光刻花加工方法，其特征在于：加工轴辊类工件时，可调节聚焦头4的位置使其偏离轴辊类工件中心，以进行偏心式加工。

7、如权利要求6所述的激光刻花加工方法，其特征在于在同一轧辊工件上沿两条方向相反的螺旋轨迹进行双向刻蚀加工。