[发明专利]一种激光加工装置及方法

说明书

本申请实施例属于激光加工技术领域，涉及一种激光加工装置及方法，所述激光加工装置包括：激光输出组件、光束偏转元件、聚焦元件、图像检测组件；其中激光输出组件、光束偏转元件、聚焦元件形成用于加工产品的激光加工光路，激光输出组件输出的激光经激光加工光路投射在放置于载物台上的加工位置；光束偏转元件、聚焦元件、图像采集组件形成用于激光能量分布检测的激光检测光路，自所述加工位置处反射的激光经激光检测光路被图像采集组件采集和检测。本申请方案能在不增加元器件的基础上，即可以检测激光横向和轴向能量分布，又可满足自动获取焦点和光路准直调试。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，主要涉及一种激光加工装置及方法

背景技术

激光加工设备利用光学聚焦系统聚焦后的高能量密度的光斑作用于生产对象来进行加工，激光焦点和加工对象的轴向相对位置决定了作用于加工对象上的激光光斑横向能量分布和功率密度的大小，(以激光切割为例)可以显著影响激光横向加工效果，而激光轴向能量分布决定了可切割材料厚度和切割后断面质量，因此激光焦点处轴向和横向的能量分布对加工质量起着至关重要的作用。

在现有技术中，都仅对激光能量进行检测、利用同轴光源镜头对待切割材料定位点进行照明，提高切割效率和定位精度，而无法实现激光能量分布检测。

发明内容

本申请实施例的目的在于解决在不额外增加其他设备的情况下，检测激光横向和轴向的能量分布的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种激光加工装置，所述激光加工装置包括：激光输出组件、光束偏转元件、聚焦元件、和图像检测组件；

其中所述激光输出组件、所述光束偏转元件、所述聚焦元件形成用于加工产品的激光加工光路，所述激光输出组件输出的激光经所述激光加工光路投射在载物台上的加工位置；

所述光束偏转元件、所述聚焦元件、所述图像采集组件形成用于激光能量分布检测的激光检测光路，自所述加工位置处反射的激光经所述激光检测光路被图像采集组件采集和检测。

进一步的，所述激光加工装置还包括透镜元件，所述透镜元件位于所述光束偏转元件和所述图像采集组件之间，且所述透镜元件与所述聚焦元件同轴。

进一步的，所述激光输出组件包括：激光器和光路传输元件；所述激光器用于产生激光光束，所述光路传输元件用于对所述激光器入射的激光光束转化为加工光束。

进一步的，所述光路传输元件包括反射单元、准直单元或整形单元中的一个或多个。

进一步的，所述光束偏转元件为分光比小于2：98的分光镜或反射率大于98％的反射镜。

进一步的，所述图像采集组件包括CCD相机和计算机，所述CCD相机与所述聚焦元件和所述透镜组件共轴，所述计算机连接于所述CCD相机。

进一步的，所述激光加工装置还包括反射元件，所述反射元件设置于所述载物台上的加工位置处，以反射所述激光输出组件输出的激光，反射的激光经过所述激光检测光路被所述图像采集组件采集并检测。

进一步的，所述激光加工装置还包括运动装置，连接于所述聚焦元件或载物台上，以用于使所述聚焦元件与载物台相对移动。

本申请还提供一种激光加工方法，包括：

所述方法采用上述的激光加工装置，所述方法包括以下步骤：

激光器发射光束至载物台；

经放置在所述载物台上的反射元件或被加工产品的反射，反射光束经过激光检测光路入射至图像采集组件；

所述图像采集组件，通过解析所述反射光束，得到激光光斑横向能量分布图像；