[发明专利]激光扫描装置

说明书

一种激光扫描装置，其包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，第一轴向为竖直方向；振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。本发明通过该装置的应用能够实现在一定厚度工件上加工圆孔或倒锥孔；并且能够实现大深径比微孔的加工。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种激光扫描装置。

背景技术

目前激光微孔加工的扫描方式有很多种类，按照原理可以分为：透射式和反射式；按照组成结构可以分为：振镜扫描、双光楔扫描、双光楔+平行平板扫描、PZT扫描、PZT+平行平板扫描等。其中振镜扫描具有扫描速度快的优点，可快速的进行薄件等的加工，不足之处在于加工厚度大于1mm微孔时不能实现圆柱孔或倒锥孔，不能满足实际应用需求，而采用光楔+平行平板结构时，整个模块的旋转速度较低，不能满足实际加工效率的要求。PZT扫描模块存在扫描范围小，低速等缺点。综上所述，现有扫描方式存在的缺点如下：光楔+平行平板式扫描加工效率低，不能满足实际加工需求；振镜式扫描加工厚件时(≥1mm)不能实现圆柱孔及倒锥孔的加工；振镜式扫描不能实现不同锥度孔的加工、不能实现大深径比微孔加工。

发明内容

本发明基于现有技术存在的问题提出，旨在解决大深径比、加工效率低及圆柱孔或倒锥孔加工同时满足的难题，提供了一种能够高效加工微孔的激光扫描装置。

本发明提供一种激光扫描装置，其包括光平移元件、振镜扫描模块和聚焦镜；光平移元件能够绕第一轴向旋转并用于将光束折射并平移，第一轴向为竖直方向；振镜扫描模块包括相对设置的第一偏转镜和第二偏转镜，第一偏转镜能够绕第二轴向旋转并将接收到的光束反射至第二偏转镜，第二偏转镜能够绕第三轴向旋转并将接收到的光束进行反射；聚焦镜用于将经光平移元件和振镜扫描模块折转后的光束聚焦。

其中，激光扫描装置还包括第一分光平板、与第一分光平板相对的第一检测光反射镜、与第一检测光反射镜相对的第一镜头模块及与第一镜头模块相对的第一图像探测器；第一分光平板位于光平移元件的出光路径上，用于透射激光光束以及接收并反射来自加工工件或加工孔处反射的光束，第一检测光反射镜用于将该反射光束反射至第一镜头模块，第一镜头模块用于对该反射光束进行聚焦；第一图像探测器用于成像。

其中，激光扫描装置还包括第二分光平板、与第二分光平板相对的第二检测光反射镜、与第二检测光反射镜相对的第二镜头模块及与第二镜头模块相对的第二图像探测器，第二分光平板位于第二偏转镜的出光路径上，用于将第二偏转镜出设的光束分出一束检测光，第二检测光反射镜用于将该检测光束反射至第二镜头模块，第二镜头模块用于对该检测光束进行聚焦，第二图像探测器用于成像。

其中，初始状态下，所述第一偏转镜与水平方向的夹角为50°～85°，所述第二偏转镜与水平方向的夹角为5°～40°，第一偏转镜、第二偏转镜与水平方向的夹角差值为45°，且第一偏转镜与第二偏转镜的夹角为45°，所述第二轴向垂直于所述第一轴向，所述第三轴向与垂直于第一轴向和第二轴向的方向呈22.5°夹角，所述振镜扫描模块的起始矢量方向与光平移元件的起始矢量方向相同且二者同步运动。

其中，初始状态下，第一偏转镜与水平方向的夹角为67.5°，第二偏转镜与水平方向的夹角为22.5°。

其中，初始状态下，第一偏转镜与水平方向的夹角为30°～60°，第二偏转镜与水平方向的夹角为30°～60°，所述第一偏转镜与第二偏转镜相互平行，第二轴向与第三轴向垂直且均位于水平方向上，振镜扫描模块的起始矢量方向与光平移元件的起始矢量方向相反且二者同步运动。

初始状态下，所述第一偏转镜与水平方向的夹角为45°，所述第二偏转镜与水平方向的夹角为45°。