[发明专利]一种高速往复转动振镜的制造工艺

说明书

本发明公开了一种高速往复转动振镜的制造工艺，由以下三个部分构成：硅镜片、支架、固定夹头；该工艺包括以下步骤，步骤一、制作硅镜片，将单质硅片打磨成薄片状，且其具有沿位于薄片上的轴线左右平衡的质量；步骤二、制作支架，在一个定型表面上制作树状支架；步骤三、镜架贴合，将支架利用胶水粘贴固定于硅镜片的背面；步骤四、检查质量平衡，检查沿轴线方向的镜架结构两侧的质量平衡；步骤五、装固定夹头，夹头为金属夹头，夹头一端从轴线的一端将硅镜片和支架一并夹紧固定。本发明的一种高速往复转动振镜的制造工艺，工艺成本低，在振镜片性能基本符合技术要求的情况下，用以替代价格高昂的传统振镜片。

技术领域

本发明属于激光加工设备技术领域，具体涉及一种用于激光打标/切割/雕刻设备中的高速往复转动振镜的制造工艺。

背景技术

基于激光的应用设备广泛应用于各行各业中。目前主要包括利用激光对目标物体进行打标、切割、雕刻等设备，该类设备主要利用了激光的高度集中的能量属性，对物体的表面进行“灼烧”，通过控制激光能量和加工的时间，达到工艺目的。

其中，该类设备必不可少的一项核心部件为振镜腔，主要负责改变激光的方向，使激光精准射于目标物体的特定坐标上，并快速改变激光方向，从而在目标物体上打出特定的加工形状/图案。可见，加工速度一直是影响生产效率的非常关键的因素。振镜腔内至少具有两块振镜片，用于协作改变激光的射出方向，振镜片由电机驱动转动，振镜片需要高速转动，才能提高加工效率。目前振镜的转动速度要求已经比较高，通常达到每分钟几千转以上；欲提高加工速度，则必提高振镜片的转动速度，然而振镜片转速越高，则对镜片本身以及电机等设备的其他部件的要求也同步提高。

如现有技术CN201420685767.8，公开了一种激光打标振镜片的防抖结构及包含其的振镜腔，高速振动的振镜片，其本身在高速转动的情况下的防抖要求是非常高的。高速振动的振镜片的末端会有轻微的飘逸/颤动，然而在高精度的激光出射坐标方向的要求下，即使轻微的飘逸/颤动也是需要尽量避免的，因为会造成出射方向的不准。该现有技术中为了解决该问题，在振镜的末端设置了类似轴承的结构限定末端的抖动问题。经实践对问题确实有一定的改善，但对末端的安装精度要求更高，难以满足工业化批量大规模生产。

现有技术中的振镜片通常如上述现有技术(附图)中提到的，振镜片为一个整体，其采用SiC材料作为镜片主体，碳化硅具有优良的常温力学性能、高抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高抗磨损以及低摩擦系数特点，同时碳化硅陶瓷的热传导能力较高，而且质地坚硬轻巧，因此惯量小，摆动速度快，非常适合应用于振镜这种高温高频振动的矢量扫描器件。但是碳化硅振镜的制造工艺精密，技术要求非常高，研发投入成本大，目前主要由国外厂家掌握并生产，国内暂时没有生产厂家生产这一类振镜，国际上比较常用的是德国RAYLASE振镜，德国SCANLAB振镜，美国CIT振镜，价格昂贵，维修难，使用过程中损坏，很大概率就要换一片全新的振镜，维护成本高。这种现有振镜片的缺点和优点都很明显，SiC主体的振镜片非常昂贵，当前市场售价在几万人民币一块镜片，并且该工艺主要掌握在国外，导致终端的激光打标/切割/雕刻设备整体价格居高不下，大大的阻碍了设备的推广应用。目前市场上一些低端的激光打标/切割/雕刻设备价格虽然相对较低，主要是其振镜片采用了劣等的替代品，镜面效果不好，防抖性能差，而且质量差/寿命短，需要经常更换维修。

又如现有技术CN201810189260.6公开了一种用于激光加工设备的新型振镜，正对以上问题设计了一种振镜主体由铝或铝合金制成的新型振镜片，该镜片的成本在一千人民币以内，是上述传统振镜片价格的几十分之一，该镜片首先解决了成本高的问题，其次还解决了防抖的问题，而且还解决了转动惯性的问题(质量轻，惯性低，利于提高转速及反应)，非常适合于激光打标/切割/雕刻领域的推广应用。但是由于铝材的表面比较粗糙且易磨损，经表面电镀后，其光学镜面的效果距离上述传统振镜片稍差，这个问题上还需要技术研究解决才能完美替代传统振镜片，以解决价格高昂的问题。