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一种高精度飞秒激光切割装置


技术摘要:
本发明提供的一种高精度飞秒激光切割装置包括暗箱、控制机构、第一电动滑轨、固定座、转动台、第二电动滑轨、伸缩臂、转动云台、扫描振镜激光切割头、光谱探测机构以及飞秒激光器。所述暗箱上设置所述控制机构,所述暗箱内设置有第一电动滑轨,所述第一电动滑轨上滑动  全部
背景技术:
激光具有方向性强、亮度高和能量集中的特点,随着激光技术的不断发展,越来越 成熟的激光技术应用在各个技术领域,例如,激光打标、激光打印、激光雕刻、激光切割和激 光测距等。 实际应用过程中,复合多层材料的层次差异加工是经常遇到的情况,例如对复合 多层材料的最外几层刻蚀特定的纹路,而内部不用加工,这样的工作对于普通的激光切割 机来说很难实现,因为普通的激光切割头发出的高功率密度的聚焦激光束扫描过材料表 面,在极短时间内将材料加热到几千甚至上万摄氏度,使材料瞬间熔化或汽化,从而达到切 割材料的目的。 对于普通的激光器来说,无法识别复合多层材料的层次情况,因此可控地将激光 作用于特定层次上很难实现,也就无法控制激光加工复合多层材料特定板层。因此,为了满 足复合多层材料的层次差异加工需要提供一种高精度飞秒激光切割装置。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明一种高精度飞秒激光切割装置。 本发明提供的高精度飞秒激光切割装置,包括暗箱,其中, 所述暗箱上铰接有箱门,所述暗箱外部设置有控制机构; 所述暗箱的底部沿所述暗箱的宽度方向上设置第一电动滑轨,所述第一电动滑轨 上可控滑动设置有固定座,所述固定座上设置有第一步进电机,所述第一步进电机的输出 轴上设置有第一蜗杆,所述固定座内转动设置有转动台,所述转动台上设置有第一蜗轮,所 述第一蜗杆连接于所述第一蜗轮,所述转动台的顶部设置有治具; 所述转动台上侧的所述暗箱内设置有垂直于所述第一电动滑轨的第二电动滑轨, 所述第二电动滑轨上可控滑动设置伸缩臂,所述伸缩臂的端部设置有转动云台,所述转动 云台上设置有扫描振镜激光切割头,所述扫描振镜激光切割头连接于飞秒激光器,所述飞 秒激光器设置于所述暗箱的外侧; 所述转动云台上设置有连接杆,所述连接杆上固定有光谱探测机构; 所述控制机构电性连接所述第一电动滑轨、第一步进电机、第二电动滑轨、伸缩 臂、转动云台、扫描振镜激光切割头、飞秒激光器以及所述光谱探测机构。 优选的,所述治具内设置有真空腔,所述真空腔的顶部设置有贯穿所述治具顶部 的负吸孔,所述真空腔通过管道连接负压机。 优选的,所述箱门与所述暗箱的盖合处设置有触发开关,所述触发开关连接电源 与提示灯。 优选的,所述扫描振镜激光切割头包括壳体,所述壳体上设置有光纤接头,所述光 3 CN 111545932 A 说 明 书 2/4 页 纤接头内侧的所述壳体内设置有准直透镜,所述壳体内设置有第一摆动电机,所述第一摆 动电机上设置有X振镜,所述壳体内设置有第二摆动电机,所述第二摆动电机的输出轴上固 定Y振镜,所述壳体的底部设置有场镜,所述光纤接头连接于所述飞秒激光器。 优选的,所述壳体上设置有光束整形透镜。 优选的,所述转动云台包括设置于所述伸缩臂的连接座,所述连接座上摆动连接 所述扫描振镜激光切割头,所述扫描振镜激光切割头通过多级减速齿轮连接有第二蜗轮, 所述连接座上设置有第二步进电机,所述第二步进电机的输出轴上设置有第二蜗杆,所述 第二蜗杆连接于所述第二蜗轮,所述连接座上连接所述连接杆。 优选的,所述连接杆的端部设置有测量筒,所述测量筒通过气管连接到气源,所述 光谱探测机构设置于所述测量筒的筒口处。 优选的,所述控制机构储存有元素特征峰以及元素对应表。 与相关技术相比较,本发明的一种高精度飞秒激光切割装置具有如下有益效果: 本发明提供的一种高精度飞秒激光切割装置通过所述扫描振镜切割头将所述飞 秒激光器发出的激光脉冲作用到代加工材料上,材料表面的物质受飞秒脉冲激光作用生成 等离子体,达到切割的效果,同时,所述光谱探测机构探查生成的等离子体的光谱特征,对 于复合材料来说不同层次中包含的元素不同,通过某层中含有的特定元素的特征光谱确定 加工进行到复合材料的某一层,从而实现对复合材料的分层加工。本发明提供的一种高精 度飞秒激光切割装置通过所述第一电动滑轨、第二电动滑轨、所述转动台、所述转动云台以 及所述伸缩臂实现了所述扫描振镜激光切割头相对待加工材料的五轴运动,加工更加灵活 全面,通过所述X振镜和Y振镜控制脉冲激光的传递方向,实现脉冲激光的灵活扫描,方便加 工复杂的结构。 附图说明 图1为本发明的一种高精度飞秒激光切割装置的一种较佳实施例的结构示意图; 图2为图1所示的暗箱内部的结构示意图; 图3为图2所示的固定座、第一步进电机以及转动台的结构示意图; 图4为图2所示的伸缩臂的结构示意图; 图5为图2所示的转动云台的结构示意图; 图6为图2所示的扫描振镜激光切割头的结构示意图; 图7为图2所示的光谱探测机构和所述测量筒的结构示意图。 图中标号:1、暗箱,11、箱门,12、控制机构,2、第一电动滑轨,21、固定座,3、第一步 进电机,31、第一蜗杆,4、转动台,41、第一蜗轮,42、治具,43、负压机,5、第二电动滑轨,6、伸 缩臂,61、滑动臂,62、连接臂,63、直线电机,7、转动云台,71、连接座,72、第二蜗轮,73、第二 步进电机,74、第二蜗杆,75、连接杆,76、测量筒,8、扫描振镜激光切割头,81、壳体,82、光纤 接头,83、准直透镜,84、第一摆动电机,85、X振镜,86、第二摆动电机,87、Y振镜,88、场镜, 89、光束整形透镜,9、光谱探测机构,10、飞秒激光器。
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