[发明专利]一种变焦距激光精密加工深槽深孔装置

摘要

本发明提供了一种变焦距激光精密加工深槽深孔装置，包括工作台、激光器和聚焦光路系统，所述聚焦光路系统包括コ字形支撑架、导光机构、多片聚焦透镜、聚焦透镜座、聚焦透镜座旋转机构、旋转筒和固定套筒；所述工作台为一两轴运动平台，可带动工件做X-Y两个方向的平移运动；激光器发射的激光束入射到聚焦光路系统中，通过聚焦透镜座上的某个聚焦透镜中心轴线，沿Z方向垂直入射并聚焦在工件表面。本发明通过聚焦透镜座的旋转，使得脉冲激光束依次穿透不同焦距的聚焦镜片，焦距可以实现渐进变化，从而使得激光始终聚焦在激光刻蚀或打孔过程中露出来的新表面，能量更集中，打孔深度更大，效率更高。

主权项

一种变焦距激光精密加工深槽深孔装置，其特征在于，包括工作台(13)、激光器(14)和聚焦光路系统(15)，所述聚焦光路系统(15)包括コ字形支撑架(1)、导光机构、多片聚焦透镜、聚焦透镜座(2)、聚焦透镜座旋转机构、旋转筒(5)和固定套筒(4)；所述工作台(13)为一两轴运动平台，可带动工件做X‑Y两个方向的平移运动；激光器14发射的激光束入射到聚焦光路系统(15)中，通过聚焦透镜座(2)上的某个聚焦透镜中心轴线，沿Z方向垂直入射并聚焦在工件表面，其中，XYZ构成直角坐标系；所述コ字形支撑架(1)包括顶板、底板和连接顶板与底板的竖直支撑板，所述竖直支撑板上开设有激光入射孔(8)和用于将コ字形支撑架(1)固定到加工机床上的多个螺钉孔(9)；所述聚焦透镜座(2)呈圆盘形，聚焦透镜座(2)的边沿内侧沿圆周方向均匀设置有多个尺寸相同的圆形安装孔(21)，多个圆形安装孔(21)的圆心位于同一圆周上；多个圆形安装孔(21)的中心轴线应该与聚焦透镜座(2)的中心轴线平行；所述多片聚焦透镜的焦距互不相同；多个聚焦透镜分别固定安装在多个圆形安装孔(21)上，其安装方位使得所述多个聚焦透镜的中心轴线，以及聚焦透镜座(2)的中心轴线均相互平行；所述多个聚焦透镜在多个圆形安装孔(21)的安装顺序是：以顺时针方向按照焦距从长到短或从短到长的次序依次安装在多个圆形安装孔(21)上；所述固定套筒(4)的上端紧固连接在顶板的内侧，固定套筒(4)的下端通过推力滚子轴承(6)与旋转筒(5)连接；所述导光机构包括至少一个45度反射镜(3)，所述45度反射镜(3)安装在固定套筒(4)内，所述固定套筒(4)的侧面上设置有导光孔(7)；所述45度反射镜(3)的安装方位应该使得从激光入射孔(8)和导光孔(7)入射的激光束经45度反射镜(3)的反射后，其光路行进方向转折到竖直向下，即与聚焦透镜座(2)的中心轴线平行；所述聚焦透镜座旋转机构包括驱动电机(10)、主动轮(11)和从动轮(12)，所述主动轮(11)由驱动电机(10)带动旋转，所述从动轮(12)与主动轮(11)啮合实现运动和动力的传递；所述聚焦透镜座旋转机构用于驱动聚焦透镜座(2)沿其自身中心轴线旋转；所述从动轮(12)中心设置有圆孔，其上端面边沿与旋转筒(5)下端的法兰固定连接在一起，圆孔的内壁上设置有有用于安装聚焦透镜座(2)的第一环形台阶；旋转筒(5)为空心环形，环形内腔的底部设置有第二环形台阶，所述聚焦透镜座(2)的直径恰好与第一环形台阶和第二环形台阶匹配，使得聚焦透镜座(2)可以水平搁置在第一环形台阶上，由第二环形台阶压紧，并且使得聚焦透镜座(2)的中心轴线与从动轮(12)的旋转轴线重合；所述导光机构与聚焦透镜座(2)的安装方位应使得外部入射的激光束经过45度反射镜(3)的转折之后，垂直入射进入任意一个聚焦透镜，之后聚焦在工件表面。