一种同轴激光雕刻机的制作方法

本技术涉及激光雕刻设备，具体涉及一种同轴激光雕刻机。

背景技术：

1、激光雕刻机分为同轴激光雕刻机和旁轴激光雕刻机，旁轴激光雕刻机是指工件的成像中心与加工中心不在同一轴线上，利用成像设备对工件观测定位后设备需要偏移一段固定距离才能进行激光雕刻加工，而同轴激光雕刻机是指工件的成像中心与加工中心在同一轴线上，利用成像设备对工件观测定位后可直接进行激光雕刻加工。相较于旁轴激光雕刻机来说，同轴激光雕刻机的加工时间较短，加工效率更高。

2、利用聚晶金刚石（简称pcd）、立方氮化硼（简称cbn）等超硬材料制成的机械加工用刀片，为了提高刀具的寿命，会在刀尖前端做断屑槽，加工断屑槽时需要用激光雕刻机分层雕刻完成。鉴于聚晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成的刀具的结构强度、体积以及加工精度要求，现有技术中常用旁轴激光雕刻机对聚晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成的刀具进行加工，严重制约了加工效率。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种同轴激光雕刻机，在光路处理机构的作用下，使工件的成像中心与加工中心同轴，从而有效提高了对聚晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成的刀具的加工效率。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种同轴激光雕刻机，包括激光机构、光路处理机构、成像光源以及成像机构，成像光源设置在工件放置位的上方，成像光源与激光机构异步工作并在激光机构不工作时向工件放置位发射照明光，所述光路处理机构设置在成像光源的上方并且位于激光机构的激光发射端一侧，光路处理机构将激光机构发出的脉冲激光反射并聚焦到工件放置位，光路处理机构还将成像光源发出的照明光反射到成像机构。

3、激光机构发射的脉冲激光经光路处理机构后投射到工件表面，实现对工件的激光雕刻加工，成像光源在激光机构不工作时向工件放置位发射照明光，照明光经光路处理机构反射给成像机构，在光路处理机构的作用下，工件的成像中心与加工中心同轴，利用成像机构对工件定位后设备无需偏移即可对工件进行雕刻加工，提高了加工效率。

4、进一步的，所述激光机构的激光发射端设置有光隔离器。

5、光隔离器可实现脉冲激光的单相传播，提高了脉冲激光的稳定性，进而提高了激光雕刻的稳定性。

6、进一步的，所述光路处理机构包括振镜和场镜，场镜设置在成像光源的上方，振镜设置在场镜的上方并与激光机构的激光发射端对应。

7、在工件定位时，成像光源射向工件的照明光经场镜和振镜反射给成像机构，在对工件激光雕刻时，脉冲激光经振镜反射后再由场镜聚焦，最终投射到工件的表面实现对工件的激光雕刻。

8、进一步的，所述成像机构包括同轴器反光镜、同轴器成像镜和成像采集件，同轴器反光镜设置在光隔离器与振镜之间并将振镜反射的照明光反射给同轴器成像镜，成像采集件与同轴器成像镜配合并采集同轴器成像镜的图像。

9、成像机构所采用的同轴器反光镜可使指定波长的脉冲激光穿过而不受影响，照明光经过同轴器反光镜时被反射给同轴器成像镜，将同轴器反光镜设置在激光机构和振镜之间，可有效精简设备的整体结构。

10、进一步的，所述成像采集件包括工业相机。

11、进一步的，所述成像采集件还包括成像显示器，成像显示器与工业相机连接并显示工业相机采集的图像。

12、成像采集件采用工业相机和成像显示器配合，工业相机采集同轴器成像镜处的图像信息，成像显示器将工业相机采集的光信号形式的图像信息转化为电信号形式的图像信息并显示给操作人员，方便操作人员使用。

13、进一步的，所述成像光源为环形。

14、成像光源采用环形光源，其中间孔的规格足以使工件穿过，成像光源对工件的顶部和侧部照明，使成像机构能采集到足够清晰的图像。

15、进一步的，还包括激光机构驱动模组，激光机构驱动模组包括在z轴驱动件，激光机构、光路处理机构、成像光源以及成像机构均设置在z轴驱动件的动作端并由z轴驱动件带动升降移动。

16、进一步的，还包括工件驱动模组，工件驱动模组包括x轴驱动件和y轴驱动件，

17、所述x轴驱动件设置在y轴驱动件的动作端并且x轴驱动件的动作端设置有工件放置位，或者y轴驱动件设置在x轴驱动件的动作端并且y轴驱动件的动作端设置有工件放置位。

18、激光机构驱动模组用以驱动激光机构、光路处理机构、成像光源以及成像机构靠近或远离工件，实现工件装取时的让位和激光雕刻过程中对雕刻深度的调节；工件驱动模组用于驱动工件移位调节，配合成像机构实现工件的观测和定位。

19、与现有技术相比本实用新型具有的有益效果有：

20、1、激光机构发射的脉冲激光由光路处理机构反射并聚焦到工件放置位，实现对工件的激光雕刻加工；成像光源在激光机构不工作时向工件发射的照明光，照明光由光路处理机构反射给成像机构，工件在成像机构处的成像中心与工件的雕刻中心同轴，工件定位后设备无需移位即可进行激光雕刻加工，有效提高了加工效率；

21、2、成像光源采用环形光源并设置在场镜下方，成像光源可对工件的顶部和侧面充分照明，提高了成像机构的成像效果，成像光源的中间孔不仅可供脉冲激光穿过，起到让位作用，还能使工件穿过，在对工件照明定位时，成像光源由激光机构驱动模组驱动移动可进一步对工件进行照明；

22、3、激光机构的激光发射端设置有光隔离器，光隔离器能实现脉冲激光的单相传播，提高脉冲激光的稳定性，从而提高激光雕刻加工的稳定性；

23、4、同轴器反光镜设置在激光机构和振镜之间，激光机构发射的激光可穿过同轴器反光镜，而照明光照射到同轴器反光镜后被反射给同轴器成像镜，同轴器反光镜及同轴器成像镜设置位置不仅利于实现工件的成像中心和加工中心同轴，还能精简设备整体的结构。

技术特征：

1.一种同轴激光雕刻机，其特征在于：包括激光机构（1）、光路处理机构、成像光源（2）以及成像机构，成像光源（2）设置在工件放置位的上方，成像光源（2）与激光机构（1）异步工作并在激光机构（1）不工作时向工件放置位发射照明光，所述光路处理机构设置在成像光源（2）的上方并且位于激光机构（1）的激光发射端一侧，光路处理机构将激光机构（1）发出的脉冲激光反射并聚焦到工件放置位，光路处理机构还将成像光源（2）发出的照明光反射到成像机构。

2.根据权利要求1所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述激光机构（1）的激光发射端设置有光隔离器（3）。

3.根据权利要求2所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述光路处理机构包括振镜（4）和场镜（5），场镜（5）设置在成像光源（2）的上方，振镜（4）设置在场镜（5）的上方并与激光机构（1）的激光发射端对应。

4.根据权利要求3所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述成像机构包括同轴器反光镜（6）、同轴器成像镜（7）和成像采集件，同轴器反光镜（6）设置在光隔离器（3）与振镜（4）之间并将振镜（4）反射的照明光反射给同轴器成像镜（7），成像采集件与同轴器成像镜（7）配合并采集同轴器成像镜（7）的图像。

5.根据权利要求4所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述成像采集件包括工业相机（8）。

6.根据权利要求5所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述成像采集件还包括成像显示器（9），成像显示器（9）与工业相机（8）连接并显示工业相机（8）采集的图像。

7.根据权利要求3所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：所述成像光源（2）为环形。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：还包括激光机构（1）驱动模组，激光机构（1）驱动模组包括在z轴驱动件（10），激光机构（1）、光路处理机构、成像光源（2）以及成像机构均设置在z轴驱动件（10）的动作端并由z轴驱动件（10）带动升降移动。

9.根据权利要求8所述的一种同轴激光雕刻机，其特征在于：还包括工件驱动模组，工件驱动模组包括x轴驱动件（11）和y轴驱动件（12），

技术总结本技术涉及激光雕刻设备，具体涉及一种同轴激光雕刻机，包括激光机构、光路处理机构、成像光源以及成像机构，成像光源设置在工件放置位的上方并在激光机构不工作时向工件放置位发射照明光，在对工件激光雕刻时，光路处理机构将激光机构发出的脉冲激光反射并聚焦到工件放置位，在观测工件或者对工件调节对位时，光路处理机构将成像光源发出的照明光反射到成像机构。本技术的同轴激光雕刻机中，工件的加工中心与成像中心同轴，工件定位后激光机构和光路处理机构无需移动定位即可对工件进行激光雕刻工作，有效提高了激光雕刻的加工效率。技术研发人员：李二明受保护的技术使用者：河南华祝智能装备有限公司技术研发日：20231009技术公布日：2024/6/11