[发明专利]一种激光加工用微球吸附定位装置及方法有效

专利信息
申请号: 202210475027.0 申请日: 2022-04-29
公开(公告)号: CN114799689B 公开(公告)日: 2023-02-14
发明(设计)人: 李明;谭羽 申请(专利权)人: 中国科学院西安光学精密机械研究所
主分类号: B23K37/04 分类号: B23K37/04;B23K26/70
代理公司: 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 代理人: 徐秦中
地址: 710119 陕西省西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 激光 工用 吸附 定位 装置 方法
【说明书】:

发明为解决现有微球加工中仍存在微球难装夹、无法高精度定位等难题,导致基于激光制造的微球微孔加工难以满足要求的问题,而提供了一种激光加工用微球吸附定位装置及方法。包括微球吸附模块和微球视觉定位模块,微球视觉定位模块的成像光轴对准吸附在微球吸附模块上的微球的中心;所述微球吸附模块包括通过气管依次连接的泄压阀、真空吸附腔、单向阀、精密调压阀和真空发生器,以及与真空发生器另一入口连接通过气管连接的空气压缩机;所述空气压缩机产生压缩空气进入真空发生器后产生空气负压,真空吸附腔腔内的空气沿着单向阀、精密调压阀至真空发生器中,使真空吸附腔变为真空;所述微球吸附在真空吸附腔上。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域,具体涉及一种激光加工用微球吸附定位装置及方法。

背景技术

微球微孔是激光聚变能源点火的关键结构,要求微米级孔径,而深径比不小于100:1,并且位置精度2μm,传统制造方式无法加工,因此微球微孔制备成为了激光聚变研究最关键、最具挑战的环节之一。

激光打孔是一种先进的加工技术,通过聚焦到材料表面产生的热效应或高密度激光高能光子引发的光化学反应实现材料去除,有以下优势:1.加工材料无选择性;2.可调控参数多样,制造精度高;3.非接触加工,无道具磨损。同时,激光打孔还具有质量好、效率高、切割速度快、适应性好、维护成本低等优点。然而,微球加工中仍存在微球难装夹、无法高精度定位等难题,导致基于激光制造的微球微孔加工难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是解决现有微球加工中仍存在微球难装夹、无法高精度定位等难题,导致基于激光制造的微球微孔加工难以满足要求的问题,而提供了一种激光加工用微球吸附定位装置及方法。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种激光加工用微球吸附定位装置,其特殊之处在于:包括微球吸附模块和设置在微球吸附模块上方的微球视觉定位模块,微球视觉定位模块的成像光轴对准吸附在微球吸附模块上的微球的中心;

所述微球吸附模块包括通过气管依次连接的泄压阀、真空吸附腔、单向阀、精密调压阀和真空发生器,以及与真空发生器另一入口连接通过气管连接的空气压缩机;

所述空气压缩机产生压缩空气进入真空发生器后产生空气负压,真空吸附腔腔内的空气沿着单向阀、精密调压阀至真空发生器中,使真空吸附腔变为真空;

所述真空吸附腔用于吸附微球;

所述微球视觉定位模块用于通过对微球成像实现对微球的定位。

进一步地,所述真空吸附腔包括密封连接的上玻璃板、下玻璃板以及设置在上玻璃板与下玻璃板之间的支撑座;所述上玻璃板的中心位置用于设置微球;

所述微球视觉定位模块包括CCD相机、远心成像镜头、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第一背光源和第二背光源;

所述远心成像镜头设置在CCD相机的下端,远心成像镜头的光轴对准微球的中心;所述分光镜设置在远心成像镜头的正下方,位于远心成像镜头和微球之间;

所述第二反射镜设置在真空吸附腔的一侧,且至少一半位于上玻璃板以上,第二反射镜与上玻璃板所在平面的夹角呈45°;

所述第一反射镜设置在第二反射镜的上方,且与第二反射镜垂直设置,第一反射镜与分光镜平行设置且分光镜位于第一反射镜的反射光路上;

第一背光源设置在真空吸附腔的另一侧,且至少一半位于上玻璃板以上,第二背光源设置在下玻璃板的下方,且与下玻璃板平行。

进一步地,所述真空吸附腔的两侧均开设通孔,分别密封连接泄压阀和单向阀。

进一步地,所述上玻璃板中心开设用于吸附微球的漏斗形微孔;

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