本發(fā)明涉及激光加工裝置，尤其涉及一種可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、激光加工的基本原理是將激光束聚焦在材料表面，通過激光束與材料的相互作用，在材料上進(jìn)行激光鉆孔。
2、市場(chǎng)上最常用的是3d的三軸振鏡激光加工系統(tǒng)和2.5d的三軸振鏡加工系統(tǒng)，兩者都可在三維空間進(jìn)行激光加工且應(yīng)用不同，3d的三軸振鏡激光加工系統(tǒng)可以加工自由曲面，2.5d的三軸振鏡加工系統(tǒng)雖然只能進(jìn)行梯形加工，但是其光斑聚焦效果好。
3、三軸振鏡激光加工技術(shù)通過集成高速振鏡掃描（x/y軸）與動(dòng)態(tài)聚焦控制（z軸），實(shí)現(xiàn)了激光束在三維空間內(nèi)的快速定位與能量精準(zhǔn)調(diào)控，成為突破復(fù)雜曲面加工瓶頸的核心技術(shù)之一。
4、目前市場(chǎng)上三軸加工都是單列激光加工，對(duì)于重復(fù)性高的等間距點(diǎn)列陣打點(diǎn)加工或者等間距的劃線加工，由于其一次只能打一個(gè)點(diǎn)或者一次只能劃一條線，加工效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工裝置及方法，用于滿足當(dāng)前激光加工領(lǐng)域中并行加工和可控加工點(diǎn)列陣的需求。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為：
3、一種可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工裝置，特點(diǎn)是沿激光出射方向依次包括：
4、一波束調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
5、一動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)；
6、一分束鏡；
7、一動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)；
8、一光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
9、或者設(shè)置一聚焦光學(xué)元件；其中：
10、激光束依次通過所述波束調(diào)節(jié)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)、分束鏡、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)、光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)或一聚焦光學(xué)元件，最終形成點(diǎn)列陣并行作用于待加工元件；并且，所述動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)受控于第一振動(dòng)裝置，改變激光束發(fā)散角，從而實(shí)現(xiàn)激光束焦點(diǎn)高度控制；所述動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)受控于第二振動(dòng)裝置，從而實(shí)現(xiàn)控制激光點(diǎn)列陣的間距；所述光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)受控于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，改變激光束相對(duì)激光光軸的傾角，從而實(shí)現(xiàn)激光點(diǎn)列陣形狀的改變與點(diǎn)列陣位置的改變；
11、所述波束調(diào)節(jié)系統(tǒng)為一放大倍數(shù)為1-4倍可調(diào)的擴(kuò)束鏡；
12、所述動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)為由第一透鏡和第二透鏡組成的擴(kuò)束系統(tǒng)；所述的第一透鏡一側(cè)連接于第一振動(dòng)裝置；
13、所述動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)由一連接于第二振動(dòng)裝置的衍射分束器組成；
14、所述光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩片連接有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的平面反射鏡組成；
15、所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置為一伺服電機(jī)；
16、所述的振動(dòng)裝置為一音圈電機(jī)；
17、所述的衍射分束器為正交光柵；
18、所述聚焦光學(xué)元件為一遠(yuǎn)心透鏡。
19、一種基于上述裝置的可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工方法，包括如下步驟：
20、第一步，將波束調(diào)節(jié)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)、分束鏡、動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)和光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)按照激光照射線路依次固定安裝，并將待加工工件放置于機(jī)臺(tái)上；
21、第二步，將待加工工件放置于光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)或聚焦光學(xué)元件的下方，并將加工部位置于激光光束下；
22、第三步，開啟轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和振動(dòng)裝置，動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡和動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)的衍射分束器在沿光束方向高速振動(dòng)，兩面平面反射鏡在相互垂直方向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至加工完成；在加工過程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光束的位置、傾角和發(fā)散度，并進(jìn)行補(bǔ)償。
23、其中，在加工過程中，動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)對(duì)激光束擴(kuò)束，并且，沿激光束光軸方向移動(dòng)動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)中的透鏡，以調(diào)節(jié)激光在加工工件表面的焦點(diǎn)高度。
24、其中，在加工過程中，動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束系統(tǒng)對(duì)激光束進(jìn)行分束，在加工位置形成方形聚焦點(diǎn)列陣。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明解決現(xiàn)有激光加工裝置的不足之處，具體體現(xiàn)在：
26、由于在動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)后置一動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)衍射分束器，激光經(jīng)過動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)后，光線將會(huì)聚焦，此聚焦光線再經(jīng)過動(dòng)態(tài)衍射分束器后會(huì)由一束光分成多束具有聚焦效果的光束，最后在加工平面形成光斑點(diǎn)列陣。在加工時(shí)，需要?jiǎng)討B(tài)可調(diào)節(jié)透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡會(huì)在第一振動(dòng)裝置下進(jìn)行移動(dòng)，此時(shí)第二振動(dòng)裝置會(huì)移動(dòng)衍射分束器來實(shí)現(xiàn)控制加工點(diǎn)列陣間距。在光束位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置啟動(dòng)后，加工點(diǎn)列陣在轉(zhuǎn)動(dòng)方向的點(diǎn)列陣間距變大，在非轉(zhuǎn)動(dòng)方向的點(diǎn)列陣間距通過第二振動(dòng)裝置對(duì)衍射分束器進(jìn)行補(bǔ)償移動(dòng)從而保持不變，實(shí)現(xiàn)將此點(diǎn)列陣由方形點(diǎn)列陣變?yōu)殚L(zhǎng)方形點(diǎn)列陣，由于點(diǎn)列陣的位置也會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)等間距的劃線加工。
1.一種可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工裝置，其特征在于，沿激光出射方向依次包括：
2.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的可控制點(diǎn)列陣間距的并行三軸激光加工方法，其特征在于，包括如下步驟：