CN101176952A - 激光标刻机辅助对焦装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明为激光标刻机辅助对焦装置及使用方法，本装置包括两个支架、两个可发出可见的平行光束的光笔，光笔与可控电源相接。二支架可左右移动地安装在位于聚焦镜的两侧的聚焦镜底座上，二光笔分别可转动地安装在二支架上。支架上有转动和平移的锁紧装置。支架左右平移和光笔转动可调整光笔的光束在工作台面上的落点。其使用方法为：先调节，调整聚焦镜与工作台的距离，使激光束聚焦于工作台上的工件加工面，最强“火花点”是聚焦镜焦点，即扫描区域中心点。接通光笔并调节使两光束在工件加工面上的落点与“火花点”重叠，后锁紧。使用时调节工作台与聚焦镜的距离，使两光笔相重合的光点是聚焦镜的光轴与焦平面的交点，调焦和工件对位均很方便。

Description

激光标刻机辅助对焦装置及使用方法

(一)技术领域

本发明涉及一种辅助调焦控制装置及使用方法，具体为一种激光标刻机辅助对焦装置及使用方法。

(二)背景技术

激光标刻机是一种用激光束进行标刻加工的设备，主要包括激光发生器、扫描***、聚焦镜及其它相关控制单元。激光束经由扫描***后入射聚焦镜，平行入射的光束被聚焦在聚焦镜的焦平面上，聚焦后的扫描光束在工件表面刻蚀出期望的图案。当工件表面位于聚焦场镜焦平面上时，光斑直径最小、激光能量密度最高、刻蚀效果最精细、效率最高。因而，使用激光标刻机时，总需要调节聚焦镜和被加工件表面的相对距离，使被加工表面位于聚焦镜焦平面上。

以往的对焦是将工件放置在聚焦镜的下方，控制单元控制激光发生器释放激光束作用在工件被加工表面上，操作人员调整聚焦镜和工件被加工表面的相对距离，同时用肉眼观察激光束作用在被加工表面形成火花的大小，当火花最大、声音最响时说明工件被加工表面位于焦平面。这种凭经验判定调焦的方法对于经验不足的操作人员来说非常麻烦，因很难调焦达到最佳状态，因而影响标刻效果。同时，调焦过程将至少损失一个工件，非常可惜。人们也在工件表面垫上一层薄的金属板保护工件，依据光束作用在金属板上的状况来调焦，但此时试样平面并非最终加工的工件表面，这种方式要求操作人员具备更高的技巧和经验。

另外，即使某工件调焦已经完成，因激光束不可见，在更换工件后操作人员仍难将工件置于适当的位置并实现对焦，不便于工件对位。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种激光标刻机辅助对焦装置及使用方法，能指示焦平面和扫描中心点的位置，使对焦和工件对位过程便捷、准确。

本发明设计的激光标刻机辅助对焦装置，激光标刻机含有激光发生器、固装于聚焦镜底座的聚焦镜、工作台，聚焦镜底座或工作台可上下平移改变二者之间的距离；还包括两个支架、两个可发出可见的平行光束的光笔，光笔与可控电源相连接。两个支架可左右移动地安装在位于聚焦镜的两侧的聚焦镜底座上，二光笔分别可转动地安装在二支架上。支架上有转动和平移的锁紧装置。

聚焦镜底座下聚焦镜两侧有螺纹孔，两侧螺纹孔与聚焦镜中心成直线，支架顶部有腰形孔或导槽，平移锁定螺丝穿过腰形孔或导槽连接底座下的螺纹孔，支架可左右移动，平移锁定螺丝固定支架与聚焦镜底座。支架上有转轴或球形轴关节，光笔杆尾部安装在转轴或球形轴关节上，支架上有可固定转轴或球形轴关节与支架的旋转锁定螺丝。光笔可沿转轴或球形轴节转动，旋转锁定螺丝固定光笔与支架。

光笔转动即改变光笔光束与聚焦镜中轴线的夹角，支架左右平移和光笔转动可调整光笔的光束在工作台面上的落点。

本发明的激光标刻机辅助对焦装置使用方法为：安装本激光标刻机辅助对焦装置后先进行调节，打开激光标刻机使激光束经过聚焦镜的主光轴，由专业人员精确调整聚焦镜底座或工作台、即调整聚焦镜与工作台之间的距离，依据火花最大、声音最响使激光束聚焦于与聚焦镜光轴垂直的工作台面上的工件加工面，即工件加工面为其焦平面，此时激光束落在焦平面上形成的最强“火花点”是聚焦镜的焦点，也是扫描区域的中心点。此时接通光笔电源、光笔发出可见平行光束，分别平移聚焦镜两侧支架和/或旋转调整两侧光笔，使两光笔的可见光束在工件加工面上的落点与其上的“火花点”依次重叠，调节后紧定光笔支架上的锁紧装置，两支光笔光束的交点就是聚焦镜的焦点和扫描区域的中心点。

调节完成后使用本激光标刻机对焦装置时，将工件放在工作台上后，先开启本辅助对焦装置光笔的电源，调节工作台与聚焦镜的距离，使两光笔的光束相交在工件加工面上，工件加工面就是焦平面，此时的相重合的二光笔光束的光点是聚焦镜的光轴与焦平面的交点，调焦和工件对位均很方便。

本发明激光标刻机辅助对焦装置及使用方法的有益效果是：(1)用二光笔光束方便、快捷、准确地在工件待加工表面上找到激光聚焦点；确保工件处于焦平面上，使标刻效果最佳；(2)借助光笔光束进行对焦，无需为调焦浪费一个工件；(3)本装置安装调试后，帮助标刻机的操作人员借助光笔的可见光点进行对焦和工件加工中心点的对位，对操作人员的经验和技巧要求降低；(4)本装置结构简单，易于在激光标刻机上配装，无需改变激光标刻机原结构。

(四)附图说明

图1为本激光标刻机辅助对焦装置实施例的结构示意图。

图中标记为：1、聚焦镜底座，2、平移锁定螺丝，3、光笔支架，4、光笔，5、聚焦镜，6、转轴，7、转动锁定螺丝，8、工件，9、工作台。

(五)具体实施方式

图1所示为本激光标刻机辅助对焦装置实施例，激光标刻机含有激光发生器、固装于聚焦镜底座1的聚焦镜5、放置工件8的工作台9，还包括两个光笔支架3、两个可发出可见的平行光束的光笔4，二光笔4外接可控电源。本实施例中安装聚焦镜5的聚焦镜底座1固定，放置工件8的工作台9可上下平移。

聚焦镜底座1下聚焦镜5两侧有螺纹孔，两侧螺纹孔与聚焦镜5中心成直线，二支架3顶部有腰形孔，平移锁定螺丝2穿过腰形孔连接聚焦镜底座1下的螺纹孔，在聚焦镜5两侧的支架3可沿腰形孔左右移动，光笔4的光束的落点即可左右移动。支架3左右位置调节后紧定平移锁定螺丝2固定支架3与聚焦镜底座1。支架3上有转轴6，光笔4杆尾部安装在转轴6上，支架3上有可固定转轴6与支架3的旋转锁定螺丝7。光笔沿转轴6转动即改变光笔光束与聚焦镜5中轴线的夹角，改变光笔光束在工件8加工面上的落点，调节后紧定旋转锁定螺丝7固定转轴6。本实施例中，也可以是工作台9固定，聚焦镜底座1上下平移调节工作台9与聚焦镜5之间的距离。

本发明的激光标刻机辅助对焦装置使用方法实施例如下：

本激光标刻机辅助对焦装置安装后先进行调节，打开激光标刻机，精确调整聚焦镜5与工作台9之间的距离，依据火花最大、声音最响，使激光束经过聚焦镜5聚焦于工作台9面上的工件加工面，即工件8加工面为其焦平面，此时激光束落在焦平面上形成的最强“火花点”是聚焦镜5的焦点，也是扫描区域中心点；此时接通光笔4电源，分别左右平移聚焦镜5两侧支架3和/或转动调整两侧光笔4，使两光笔4的可见光束在工件8加工面上的落点与其上的“火花点”依次重叠，调节后紧定光笔支架3上的转动和平移锁紧装置，两支光笔4光束的交点就是聚焦镜5的焦点和扫描区域的中心点。如图1所示，实线表示聚焦的激光束，虚线表示光笔的光束。

调节完成后使用本激光标刻机对焦装置时，将工件8放在工作台9上后，先开启光笔4的电源，调节工作台9与聚焦镜5的距离，使两光笔4的光束相交在工件8加工面上，此时的相重合的二光笔4光束的光点是聚焦镜5的光轴与焦平面的交点，调焦和工件对位均很方便。

Claims (3)

1.一种激光标刻机辅助对焦装置，激光标刻机含有激光发生器、固装于聚焦镜底座(1)的聚焦镜(5)、放置工件(8)的工作台(9)，聚焦镜底座(1)或工作台(9)可上下平移；其特征在于：

还包括两个光笔支架(3)、两个可发出可见的平行光束的光笔(4)，二光笔(4)外接可控电源；两个支架(3)可左右移动地安装在位于聚焦镜(5)的两侧的聚焦镜底座(1)上，二光笔(4)分别可转动地安装在二支架(3)上；支架(3)上有转动和平移的锁紧装置。

2.根据权利要求1所述的激光标刻机辅助对焦装置，其特征在于：

所述聚焦镜底座(1)下聚焦镜(5)两侧有螺纹孔，两侧螺纹孔与聚焦镜(5)中心成直线，二支架(3)顶部有腰形孔或导槽，平移锁定螺丝(2)穿过腰形孔或导槽连接聚焦镜底座(1)下的螺纹孔；支架(3)上有转轴(6)或球形轴关节，光笔(4)杆尾部安装在转轴(6)或球形轴关节上，支架(3)上有可固定转轴(6)或球形轴关节与支架(3)的旋转锁定螺丝(7)。

3.根据权利要求1或2所述的激光标刻机辅助对焦装置的使用方法，其特征在于：

所述激光标刻机辅助对焦装置安装后先进行调节，打开激光标刻机，精确调整聚焦镜(5)与工作台(9)之间的距离，使激光束经过聚焦镜(5)聚焦于工作台(9)面上的工件(8)加工面，激光束落在该平面上形成的最强“火花点”是聚焦镜(5)的焦点，也是扫描区域中心点；接通光笔(4)的电源，分别左右平移聚焦镜(5)两侧支架(3)和/或转动调整两侧光笔(4)，使两光笔(4)的可见光束在工件(8)加工面上的落点与其上的“火花点”依次重叠，调节后紧定光笔支架(3)上的转动和平移锁紧装置；

调节完成后使用装有本激光标刻机对焦装置时，将工件(8)放在工作台(9)上后，开启光笔(4)的电源，调节工作台(9)与聚焦镜(5)的距离，使两光笔(4)的光束相交在工件(8)加工面上，相重合的二光笔(4)光束的光点是聚焦镜(5)的光轴与焦平面的交点。

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