雷射標刻機輔助對焦裝置及使用方法

2023-05-28 00:17:41

專利名稱：雷射標刻機輔助對焦裝置及使用方法
技術領域：
本發明涉及一種輔助調焦控制裝置及使用方法，具體為一種雷射標刻 機輔助對焦裝置及使用方法。
(二)
背景技術：
雷射標刻機是一種用雷射束進行標刻加工的設備，主要包括雷射發生 器、掃描系統、聚焦鏡及其它相關控制單元。雷射束經由掃描系統後入射聚 焦鏡，平行入射的光束被聚焦在聚焦鏡的焦平面上，聚焦後的掃描光束在工 件表面刻蝕出期望的圖案。當工件表面位於聚焦場鏡焦平面上時，光斑直徑 最小、雷射能量密度最高、刻蝕效果最精細、效率最高。因而，使用雷射標 刻機時，總需要調節聚焦鏡和被加工件表面的相對距離，使被加工表面位於 聚焦鏡焦平面上。
以往的對焦是將工件放置在聚焦鏡的下方，控制單元控制雷射發生器釋 放雷射束作用在工件被加工表面上，操作人員調整聚焦鏡和工件被加工表面 的相對距離，同時用肉眼觀察雷射束作用在被加工表面形成火花的大小，當 火花最大、聲音最響時說明工件被加工表面位於焦平面。這種憑經驗判定調 焦的方法對於經驗不足的操作人員來說非常麻煩，因很難調焦達到最佳狀 態，因而影響標刻效果。同時，調焦過程將至少損失一個工件，非常可惜。 人們也在工件表面墊上一層薄的金屬板保護工件，依據光束作用在金屬板上 的狀況來調焦，但此時試樣平面並非最終加工的工件表面，這種方式要求操 作人員具備更高的技巧和經驗。
另外，即使某工件調焦已經完成，因雷射束不可見，在更換工件後操作 人員仍難將工件置於適當的位置並實現對焦，不便於工件對位。
(三)

發明內容
本發明的目的是設計一種雷射標刻機輔助對焦裝置及使用方法，能指示 焦平面和掃描中心點的位置，使對焦和工件對位過程便捷、準確。
本發明設計的雷射標刻機輔助對焦裝置，雷射標刻機含有雷射發生器、
固裝於聚焦鏡底座的聚焦鏡、工作檯，聚焦鏡底座或工作檯可上下平移改變
二者之間的距離；還包括兩個支架、兩個可發出可見的平行光束的光筆，光 筆與可控電源相連接。兩個支架可左右移動地安裝在位於聚焦鏡的兩側的聚 焦鏡底座上，二光筆分別可轉動地安裝在二支架上。支架上有轉動和平移的 鎖緊裝置。
聚焦鏡底座下聚焦鏡兩側有螺紋孔，兩側螺紋孔與聚焦鏡中心成直線， 支架頂部有腰形孔或導槽，平移鎖定螺絲穿過腰形孔或導槽連接底座下的螺 紋孔，支架可左右移動，平移鎖定螺絲固定支架與聚焦鏡底座。支架上有轉 軸或球形軸關節，光筆桿尾部安裝在轉軸或球形軸關節上，支架上有可固定 轉軸或球形軸關節與支架的旋轉鎖定螺絲。光筆可沿轉軸或球形軸節轉動， 旋轉鎖定螺絲固定光筆與支架。
光筆轉動即改變光筆光束與聚焦鏡中軸線的夾角，支架左右平移和光筆 轉動可調整光筆的光束在工作檯面上的落點。
本發明的雷射標刻機輔助對焦裝置使用方法為安裝本雷射標刻機輔助
對焦裝置後先進行調節，打開雷射標刻機使雷射束經過聚焦鏡的主光軸，由 專業人員精確調整聚焦鏡底座或工作檯、即調整聚焦鏡與工作檯之間的距離， 依據火花最大、聲音最響使雷射束聚焦於與聚焦鏡光軸垂直的工作檯面上的 工件加工面，即工件加工面為其焦平面，此時雷射束落在焦平面上形成的最 強"火花點"是聚焦鏡的焦點，也是掃描區域的中心點。此時接通光筆電源、 光筆發出可見平行光束，分別平移聚焦鏡兩側支架和/或旋轉調整兩側光筆， 使兩光筆的可見光束在工件加工面上的落點與其上的"火花點"依次重疊， 調節後緊定光筆支架上的鎖緊裝置，兩支光筆光束的交點就是聚焦鏡的焦點 和掃描區域的中心點。
調節完成後使用本雷射標刻機對焦裝置時，將工件放在工作檯上後，先 開啟本輔助對焦裝置光筆的電源，調節工作檯與聚焦鏡的距離，使兩光筆的 光束相交在工件加工面上，工件加工面就是焦平面，此時的相重合的二光筆 光束的光點是聚焦鏡的光軸與焦平面的交點，調焦和工件對位均很方便。
本發明雷射標刻機輔助對焦裝置及使用方法的有益效果是(1)用二光 筆光束方便、快捷、準確地在工件待加工表面上找到雷射聚焦點；確保工件 處於焦平面上，使標刻效果最佳；(2)藉助光筆光束進行對焦，無需為調焦浪 費一個工件；(3)本裝置安裝調試後，幫助標刻機的操作人員藉助光筆的可
見光點進行對焦和工件加工中心點的對位，對操作人員的經驗和技巧要求降
低；(4)本裝置結構簡單，易於在雷射標刻機上配裝，無需改變雷射標刻機 原結構。
(四)


圖1為本雷射標刻機輔助對焦裝置實施例的結構示意圖。 圖中標記為1、聚焦鏡底座，2、平移鎖定螺絲，3、光筆支架，4、光 筆，5、聚焦鏡，6、轉軸，7、轉動鎖定螺絲，8、工件，9、工作檯。
(五)
具體實施例方式
圖1所示為本雷射標刻機輔助對焦裝置實施例，雷射標刻機含有雷射發 生器、固裝於聚焦鏡底座1的聚焦鏡5、放置工件8的工作檯9，還包括兩個 光筆支架3、兩個可發出可見的平行光束的光筆4， 二光筆4外接可控電源。 本實施例中安裝聚焦鏡5的聚焦鏡底座1固定，放置工件8的工作檯9可上 下平移。
聚焦鏡底座1下聚焦鏡5兩側有螺紋孔，兩側螺紋孔與聚焦鏡5中心成 直線，二支架3頂部有腰形孔，平移鎖定螺絲2穿過腰形孔連接聚焦鏡底座 1下的螺紋孔，在聚焦鏡5兩側的支架3可沿腰形孔左右移動，光筆4的光 束的落點即可左右移動。支架3左右位置調節後緊定平移鎖定螺絲2固定支 架3與聚焦鏡底座1。支架3上有轉軸6，光筆4桿尾部安裝在轉軸6上，支 架3上有可固定轉軸6與支架3的旋轉鎖定螺絲7。光筆沿轉軸6轉動即改 變光筆光束與聚焦鏡5中軸線的夾角，改變光筆光束在工件8加工面上的落 點，調節後緊定旋轉鎖定螺絲7固定轉軸6。本實施例中，也可以是工作檯9 固定，聚焦鏡底座1上下平移調節工作檯9與聚焦鏡5之間的距離。 本發明的雷射標刻機輔助對焦裝置使用方法實施例如下 本雷射標刻機輔助對焦裝置安裝後先進行調節，打開雷射標刻機，精確 調整聚焦鏡5與工作檯9之間的距離，依據火花最大、聲音最響，使雷射束 經過聚焦鏡5聚焦於工作檯9面上的工件加工面，即工件8加工面為其焦平 面，此時雷射束落在焦平面上形成的最強"火花點"是聚焦鏡5的焦點，也 是掃描區域中心點；此時接通光筆4電源，分別左右平移聚焦鏡5兩側支架 3和/或轉動調整兩側光筆4，使兩光筆4的可見光束在工件8加工面上的落 點與其上的"火花點"依次重疊，調節後緊定光筆支架3上的轉動和平移鎖 緊裝置，兩支光筆4光束的交點就是聚焦鏡5的焦點和掃描區域的中心點。
如圖1所示，實線表示聚焦的雷射束，虛線表示光筆的光束。
調節完成後使用本雷射標刻機對焦裝置時，將工件8放在工作檯9上後， 先開啟光筆4的電源，調節工作檯9與聚焦鏡5的距離，使兩光筆4的光束 相交在工件8加工面上，此時的相重合的二光筆4光束的光點是聚焦鏡5的 光軸與焦平面的交點，調焦和工件對位均很方便。
權利要求
1、一種雷射標刻機輔助對焦裝置，雷射標刻機含有雷射發生器、固裝於聚焦鏡底座(1)的聚焦鏡(5)、放置工件(8)的工作檯(9)，聚焦鏡底座(1)或工作檯(9)可上下平移；其特徵在於還包括兩個光筆支架(3)、兩個可發出可見的平行光束的光筆(4)，二光筆(4)外接可控電源；兩個支架(3)可左右移動地安裝在位於聚焦鏡(5)的兩側的聚焦鏡底座(1)上，二光筆(4)分別可轉動地安裝在二支架(3)上；支架(3)上有轉動和平移的鎖緊裝置。
2、 根據權利要求1所述的雷射標刻機輔助對焦裝置，其特徵在於所述聚焦鏡底座(1)下聚焦鏡(5)兩側有螺紋孔，兩側螺紋孔與聚焦 鏡(5)中心成直線，二支架(3)頂部有腰形孔或導槽，平移鎖定螺絲(2) 穿過腰形孔或導槽連接聚焦鏡底座(1)下的螺紋孔；支架(3)上有轉軸(6) 或球形軸關節，光筆(4)杆尾部安裝在轉軸(6)或球形軸關節上，支架(3) 上有可固定轉軸(6)或球形軸關節與支架(3)的旋轉鎖定螺絲(7)。
3、 根據權利要求1或2所述的雷射標刻機輔助對焦裝置的使用方法，其 特徵在於所述雷射標刻機輔助對焦裝置安裝後先進行調節，打開雷射標刻機，精 確調整聚焦鏡(5)與工作檯(9)之間的距離，使雷射束經過聚焦鏡(5)聚 焦於工作檯(9)面上的工件(8)加工面，雷射束落在該平面上形成的最強"火花點"是聚焦鏡(5)的焦點，也是掃描區域中心點；接通光筆(4)的 電源，分別左右平移聚焦鏡(5)兩側支架(3)和/或轉動調整兩側光筆(4)， 使兩光筆(4)的可見光束在工件(8)加工面上的落點與其上的"火花點" 依次重疊，調節後緊定光筆支架(3)上的轉動和平移鎖緊裝置；調節完成後使用裝有本雷射標刻機對焦裝置時，將工件(8)放在工作檯(9)上後，開啟光筆(4)的電源，調節工作檯(9)與聚焦鏡(5)的距離， 使兩光筆(4)的光束相交在工件(8)加工面上，相重合的二光筆(4)光束 的光點是聚焦鏡(5)的光軸與焦平面的交點。
全文摘要
本發明為雷射標刻機輔助對焦裝置及使用方法，本裝置包括兩個支架、兩個可發出可見的平行光束的光筆，光筆與可控電源相接。二支架可左右移動地安裝在位於聚焦鏡的兩側的聚焦鏡底座上，二光筆分別可轉動地安裝在二支架上。支架上有轉動和平移的鎖緊裝置。支架左右平移和光筆轉動可調整光筆的光束在工作檯面上的落點。其使用方法為先調節，調整聚焦鏡與工作檯的距離，使雷射束聚焦於工作檯上的工件加工面，最強「火花點」是聚焦鏡焦點，即掃描區域中心點。接通光筆並調節使兩光束在工件加工面上的落點與「火花點」重疊，後鎖緊。使用時調節工作檯與聚焦鏡的距離，使兩光筆相重合的光點是聚焦鏡的光軸與焦平面的交點，調焦和工件對位均很方便。
文檔編號B23K26/00GK101176952SQ200710050710
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月4日 優先權日2007年12月4日
發明者虹 呂 申請人:深圳市星辰雷射技術有限公司;桂林星辰電力電子有限公司