[发明专利]一种变焦距激光精密加工深槽深孔的方法及装置

摘要

本发明提供了一种变焦距激光精密加工深槽深孔的方法，包括：装夹焦距不同的多个聚焦透镜和工件；若为深槽加工，则使激光束连续输出；完成一遍激光刻蚀加工；若为深孔加工，则输出N个激光脉冲；之后关闭激光，使工作台运动回到初始位置；检测加工是否满足要求；若满足，则加工结束；若不满足，则旋转聚焦透镜座，使下一个聚焦透镜移动到当前聚焦透镜的位置，重新进行激光加工，直至满足要求。本发明通过聚焦透镜座的旋转，使得脉冲激光束依次穿透不同焦距的聚焦镜片，焦距实现渐进变化，从而使得激光始终聚焦在激光刻蚀或打孔过程中露出来的新表面，能量更集中，打孔深度更大，效率更高。本发明同时提供了一种变焦距激光精密加工深槽深孔装置。

主权项

一种变焦距激光精密加工深槽深孔的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将多个焦距不同的聚焦透镜安装在同一个聚焦透镜座上，其安装方位是：多个聚焦透镜在与聚焦透镜座中心轴线距离为R的圆周方向上均匀排布，多个聚焦透镜按焦距长短排序，以顺时针方向按照焦距从长到短或从短到长的次序依次安装，所有聚焦透镜的中心轴线均与聚焦透镜座的中心轴线平行；其中，R小于聚焦透镜座的半径；(2)将工件安装在工作台上，所述工件可由工作台带动做X‑Y两个方向的平移运动，激光束由聚焦透镜座上的某个聚焦透镜中心轴线入射，沿Z方向垂直入射并聚焦在工件表面；其中，XYZ构成直角坐标系；(3)进行单次激光加工操作，若激光加工类型为深槽加工，则执行步骤(4)，若激光加工类型为深孔加工，则执行步骤(5)；(4)开启激光器，保持激光束输出；同时启动工作台运动，使得激光束在工件表面的聚焦光斑由初始位置开始，在工件表面发生移动，其移动轨迹与工件表面待刻蚀加工图形一致，直至工件表面待刻蚀加工图形的位置全部经历过一遍激光刻蚀加工；转入步骤(6)；(5)启动工作台运动，使得激光束在工件表面的聚焦光斑位于工件表面的待打孔位置；然后开启激光器，输出N个激光脉冲，其中N为大于0的整数；之后进入步骤(6)；(6)关闭激光，使工作台运动回到初始位置，亦即激光束在工件表面的聚焦光斑回到初始位置；(7)检测判断第(4)步或者第(5)步加工后的深槽或深孔的深度是否满足要求；若满足，则加工结束，转入步骤(9)；若不满足，进入步骤(8)；(8)旋转聚焦透镜座，使得当前聚焦透镜移开，退出加工过程；下一个聚焦透镜移动到当前聚焦透镜的位置，加入加工工程；且满足条件：加入加工工程的聚焦透镜的焦距大于退出加工过程的聚焦透镜的焦距，二者的焦距差delta_f在0.005mm～0.5mm范围内；返回步骤(3)；(9)结束。