[实用新型]一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及激光精密加工制造技术领域，尤其涉及一种结构稳定、紧凑、集成度高、多功能化的大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备。

[背景技术]

蓝宝石、石英玻璃、陶瓷、半导体晶片、硅片等硬脆性材料已经广泛应用于消费类电子产品、移动智能终端和可穿戴产品等领域。由于硬脆性材料特殊的物理和化学性质，传统的切割方法如金刚石切割、化学腐蚀法已越来越不能满足切割要求。激光切割，是一种绿色环保的先进加工技术，由于具有聚焦后光斑小，能量密度高，切割速度快，加工精度高，可实现众多复杂零件的切割等优点，已广泛应用于上述硬脆性材料的切割加工。然而，CO₂激光、光纤激光、半导体激光以及准分子激光等面向工业应用的主流激光器脉宽多在微秒(μs)、纳秒级(ns)水平，此脉宽量级的激光器作用于材料时，加工区域热影响区较大，工件易崩边、有裂纹，存在重凝层、断面的锥度较大等缺陷。而且，纳秒激光对蓝宝石玻璃、强化玻璃等透明材料加工效率偏低，且加工精度和表面质量不能满足产品要求。

当激光脉宽达到10皮秒(ps)量级，进行材料加工时，因为脉宽足够短，材料中的电子与晶格之间没有足够的时间产生温度平衡，能够实现真正意义上的材料“冷”加工，加工效果和精度都会大幅提升，可实现硬脆性材料的高质量、高精度的激光切割。

硬脆性材料的超快皮秒激光精密加工技术是取代传统切割和激光热加工的新工艺。但是，由于目前皮秒激光器成本昂贵，光路设计及整体装备方面缺乏关键技术突破，使得皮秒激光应用受到限制，目前，工厂里很少有皮秒激光精密加工装备规模化生产。

基于上述问题，本领域的技术人员有针对性的进行了大量的研发和实验，并取得了较好的效果。

[实用新型内容]

为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种结构稳定、紧凑、集成度高、多功能化的大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备，包括加工平台、加工头组件以及设置于加工平台上的移动导轨；所述加工头组件设置于移动导轨上，且能在移动导轨上平行移动；

在所述加工平台上设置有XY方向直线电机高精密运动平台；该XY方向直线电机高精密运动平台包括第一方向导轨、第二方向导轨以及放置于第二方向导轨上的加工盘；所述加工盘在沿第二方向导轨直线移动；第二方向导轨连同加工盘一起在第一方向导轨上直线移动；

所述加工头组件包括位于移动导轨上侧的光路板、至少一个第三方向运动模组以及激光切割头；该第三方向运动模组包括CCD聚焦定位器以及靠近CCD聚焦定位器设置的两个激光光学振镜；所述光路板上设置有激光发生器、激光扩束器以及若干个控制改变激光传输方向和路线的反光片；

激光发生器发出的激光通过激光扩束器后，照射到反光片上，通过反光片反射的激光分为两路传输，一路经过多个反光片反射后到达激光光学振镜部位，另一路经过多个反光片反射后到达激光切割头部位。

优选地，所述一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备还包括靠近激光切割头设置、用于净化激光加工过程中烟尘的抽尘管以及烟尘净化机；所述烟尘净化机与抽尘管相连。

优选地，所述第三方向运动模组、激光切割头、第二方向导轨以及加工盘都连接有驱动气缸，由驱动气缸驱动加工盘在第二方向导轨上移动、第二方向导轨连同加工盘一起在第一方向导轨上直线移动、第三方向运动模组和激光切割头的上下移动；

还包括空气压缩装置；所述空气压缩装置与驱动气缸相连通。

优选地，所述第一方向导轨的行程为800mm，第二方向导轨的行程为500mm，第三方向运动模组和激光切割头的行程为150mm。

优选地，所述加工盘上阵列开设有若干个用于放置待加工物料的物料槽。

优选地，所述加工平台为大理石平台；加工盘上各加工部位开设有真空吸附开口。

优选地，所述第三方向运动模组的数量为两个。

优选地，所述一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备还包括用于对激光切割头进行冷却降温处理的激光器冷水机。