[发明专利]一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置

权利要求书

1.一种适用于不平整表面的激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在待加工样品(5)表面划分一个或多个区域；其中，加工点位于所述区域内；

S2：在所述区域内建立空间直角坐标系，其中，x轴和y轴平行于放置所述待加工样品(5)的水平面；在所述区域内选取至少3个采样点，并根据所述采样点拟合一个试验平面；

S3：根据所述试验平面调节所述加工点的z坐标；

S4：根据调节后的加工点坐标调节激光的聚焦位置，进行激光加工；

所述S3包括以下子步骤：

S31：获取所述加工点在所述试验平面与加工原点水平面的z坐标差值；其中，所述加工原点水平面为垂直于z轴的平面；

S32：用所述z坐标差值补偿所述加工点的z坐标，得到调节后的加工点坐标。

2.根据权利要求1所述的一种适用于不平整表面的激光加工方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包括以下步骤：

对所述采样点与所述试验平面的偏差进行拟合程度评估；如果所述采样点与所述试验平面的偏差过大，则将所述区域划分为多个子区域，并重复步骤S2。

3.一种适用于不平整表面的激光加工系统，其特征在于，包括划分模块、处理模块和加工模块；

所述划分模块，用于将待加工样品(5)表面划分为一个或多个区域；其中，加工点位于所述区域内；

所述处理模块，用于根据所述区域拟合一个试验平面，并根据所述试验平面调节所述加工点坐标；

所述加工模块，用于根据调节后的加工点坐标调节激光的聚焦位置，进行激光加工；

所述处理模块包括构造模块、计算模块以及补偿模块；

所述构造模块，用于在所述区域内建立空间直角坐标系，其中，x轴和y轴平行于放置所述待加工样品(5)的水平面；并在所述区域内选取至少3个采样点，并根据所述采样点拟合一个试验平面；

所述计算模块，用于计算所述加工点在所述试验平面与加工原点水平面的z坐标差值；其中，所述加工原点水平面为垂直于z轴的平面；

所述补偿模块，用于将所述z坐标差值补偿所述加工点的z坐标，得到调节后的加工点坐标。

4.根据权利要求3所述的一种适用于不平整表面的激光加工系统，其特征在于，所述处理模块还包括评估模块，所述评估模块用于对所述采样点与所述试验平面的偏差进行拟合程度评估；如果所述采样点与所述试验平面偏差过大，则将所述区域划分为多个子区域，并返回至所述构造模块。

5.一种不平整表面的激光加工装置，其特征在于，用于权利要求1或2所述的不平整表面的激光加工方法，包括三维电动平移台(1)、z轴测距单元和光束聚焦单元；

所述三维电动平移台(1)，用于承载所述待加工样品(5)；

所述z轴测距单元，用于测量所述待加工样品(5)表面在z轴方向的高度；

所述光束聚焦单元，用于将激光束聚焦后对所述待加工样品(5)加工。

6.根据权利要求5所述的一种不平整表面的激光加工装置，其特征在于，所述z轴测距单元为激光位移传感器(10)或同轴监测系统；所述同轴监测系统包括显微成像系统和CCD(4)。

7.根据权利要求6所述的一种不平整表面的激光加工装置，其特征在于，当所述z轴测距单元为所述同轴监测系统时，所述激光加工装置包括三维电动平移台(1)、显微物镜(2)、半透反射镜(3)以及所述CCD(4)；所述CCD(4)、所述半透反射镜(3)、所述显微物镜(2)以及所述三维电动平台从上至下依次设置；

工作时，所述待加工样品(5)放置于所述三维电动平台上，激光光束经所述半透反射镜(3)反射后，所述激光光束传输至所述显微物镜(2)，并通过所述显微物镜(2)聚焦到所述待加工样品(5)上；通过移动所述三维电动平移台(1)，使得所述待加工样品(5)在所述CCD(4)中形成清晰的像，同时使得所述待加工样品(5)相对于所述激光光束焦点运动，从而实现加工。

8.根据权利要求6所述的一种不平整表面的激光加工装置，其特征在于，当所述z轴测距单元为所述激光位移传感器(10)时，所述激光加工装置包括三维电动平移台(1)、动态聚焦镜(7)、扫描振镜(8)、聚焦透镜(9)以及所述激光位移传感器(10)；

工作时，所述待加工样品(5)放置于所述三维电动平台上，激光光束依次通过所述动态聚焦镜(7)和所述扫描振镜(8)后，所述聚焦透镜(9)将所述激光光束聚焦到所述待加工样品(5)上；通过调节所述动态聚焦镜(7)和所述扫描振镜(8)对所述激光光束的发散角和所述激光光束的方向进行调整，实现聚焦焦点相对于所述待加工样品(5)的三维运动，从而实现加工；所述激光位移传感器(10)用于测量所述待加工样品(5)表面在z轴方向上的距离。