[发明专利]基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法，非线性形状加工系统包括激光光源、高速旋转反射镜单元、控制单元、聚焦单元和待加工工件；激光光源用于出射激光光束；控制单元用于根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元进行与实现待加工非线性形状以及加工位置对应的偏转角度的偏转；高速旋转反射镜单元用于带动激光光束进行与实现待加工非线性形状以及加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；聚焦单元用于对光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束，聚焦光束用于在待加工元件上加工形成非线性形状，保证非线性形状加工系统结构简单，且非线性形状加工精确度高。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法。

背景技术

激光加工是以激光束照射于待加工物的特定位置，并使用不同种类的激光光源与不同的输出功率，使待加工物产生不同的加工结果。

现有技术中，对应激光加工产生非线性形状的工艺中，一种是通过固定光路，移动载物平台的方式实现的。但是载物平台移动是直线的移动，在图案圆角或圆弧部分很难做到较精准的加工，工艺精准度较差。另一种是通过扫描器，利用两个镜片的高速旋转使光路发生偏转进行非线性加工。但是控制两个镜片进行高速旋转工艺较复杂，且镜片只能对应一种波长的激光，实现加工过程限制多，不利于量产推广。另一方面，目前的加工技术只能进行对于简单形状的微调加工，无法同时实现根据待加工工件的位置进行长距离精准调节以及根据待加工形状进行精准微调控制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法，使用高速旋转反射镜单元进行非线性形状加工，保证加工工艺简单，工艺精准度高。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于高速旋转反射镜的线性形状加工系统，包括激光光源、控制单元、高速旋转反射镜单元、聚焦单元和待加工元件；

所述激光光源用于出射激光光束；

所述高速旋转反射镜单元包括高速旋转子单元和反射镜；

所述控制单元，用于根据待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转；

所述高速旋转反射镜单元位于所述激光光束的传播路径上，用于带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；

所述聚焦单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于对所述光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束；

所述待加工元件位于所述聚焦光束的传播路径上，所述聚焦光束用于在所述待加工元件上加工形成非线性形状。

可选的，所述高速旋转反射镜单元或所述激光光束在空间范围内的偏转角度至少为两个。

可选的，所述高速旋转子单元包括电机和球形连接铰链。

可选的，所述控制单元还用于控制所述激光光源，用于根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

可选的，所述非线性形状加工系统还包括激光能量调节单元；

所述激光能量调节单元位于所述激光光束的传播路径上，用于调整所述激光光束的能量。

可选的，所述激光能量调整单元包括1/2波长波片。

可选的，所述非线性形状加工系统还包括光路调整单元，所述光路调整单元包括至少一个第一反射镜片；

所述光路调整单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于调整所述述偏转光束的传播路径，并反射所述偏转光束至所述聚焦单元。