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技術(shù)文章
激光切割機(jī)微系統(tǒng)中兩大方式
點(diǎn)擊次數(shù)：482 發(fā)布時(shí)間：2013-7-10
激光切割機(jī)將激光束會(huì)聚到一個(gè)小點(diǎn)上，并使焦點(diǎn)盡可能小，然后按一定的運(yùn)動(dòng)控制方式和加工工藝參數(shù)，激光切割機(jī)使光束和加工材料發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則可根據(jù)需要加工出所需要的圖形和結(jié)構(gòu)。聚焦直寫的方式一般有幾種。
激光切割機(jī)方式是通過具有多自由度的精密工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)激光切割在待加工件表面的圖形加工.在該方式下，準(zhǔn)分子光束是固定不動(dòng)的，而控制工作臺(tái)移動(dòng)來完成所有的微器件微細(xì)結(jié)構(gòu)的輪廓軌跡。激光切割機(jī)不同的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可達(dá)到不同的微加工精度。一是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密絲杠，二是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，三是壓電陶瓷電機(jī)驅(qū)動(dòng)高精密滑動(dòng)臺(tái)。zui基本的運(yùn)動(dòng)度包括XY-Z三軸的運(yùn)動(dòng)組合系統(tǒng)，為完成復(fù)雜三維加工，還需要配置旋轉(zhuǎn)軸。
激光切割機(jī)微加工過程所針對(duì)的加工對(duì)象整體尺寸往往很微小。這就對(duì)加工控制系統(tǒng)提出了應(yīng)該能保證高精度的定位精度和尺寸精度的要求。同時(shí)由于激光切割機(jī)微加工的特點(diǎn)，加工控制系統(tǒng)還必須有較大的可調(diào)速空間。這是為了保證與不同的激光強(qiáng)度、不同的激光脈沖頻率、微器件加工深度相匹配，以達(dá)到*加工工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)*加工過程。因此，控制模塊電路要求對(duì)X、y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)的速度、距離及運(yùn)動(dòng)方向的準(zhǔn)確控制。
振鏡掃描系統(tǒng)主要配置是一個(gè)大尺寸的F-O透鏡和二維偏轉(zhuǎn)掃描反射鏡，是激光切割機(jī)設(shè)備的一大主要配件.其工作原理是將激光束順次入射到兩反射鏡（振鏡）上，在激光切割機(jī)設(shè)備配置的計(jì)算機(jī)上生成待刻寫的結(jié)構(gòu)圖形，用計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度，這兩個(gè)反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而控制操作激光束的偏轉(zhuǎn)，在平面上按軌跡掃描出圖案來，這其中的工作方式也就是激光切割機(jī)的工作原理的大致過程。其中F0透鏡所起的作用，是在進(jìn)行大范圍掃描的時(shí)候，保證作用在物件表面的加工結(jié)構(gòu)保持一致性，不隨偏轉(zhuǎn)角度的變化而變化。
聲光調(diào)制器掃描的方式
快速激光切割機(jī)掃描微加工系統(tǒng)，以中心頻率為102MHz驅(qū)動(dòng)的一對(duì)Te02聲光偏轉(zhuǎn)器使其在X-Y平面里偏轉(zhuǎn)，光束通過一個(gè)平場(chǎng)物鏡聚焦為直徑約1.0）um的微光斑，對(duì)工件進(jìn)行激光切割機(jī)中光柵式掃描，每隔lum劃一條柵格線，掃描場(chǎng)被分為256×256個(gè)掃描點(diǎn)，掃描速度達(dá)2.5×10\6點(diǎn)／秒，用另一塊聲光晶體和光電二極管構(gòu)成的閉環(huán)反饋來實(shí)時(shí)補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)器在整個(gè)掃描場(chǎng)的傳輸不均勻性。要加工更大的尺寸，則由X-Y數(shù)控臺(tái)的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)掃描場(chǎng)的拼接。激光切割機(jī)的微加工系統(tǒng)用氦氖激光束，采用光斑zui小化原理使激光焦點(diǎn)動(dòng)態(tài)地保持在掃描面上。將三維CAD／CAM軟件與數(shù)控聲光激光掃描工具結(jié)合起來，并沿襲新近發(fā)展起來的高聚物溶液激光固化的宏觀零件快速成形技術(shù)。先使用商業(yè)化塑型軟件設(shè)計(jì)三維立體，然后用自行開發(fā)的軟件將三維立體結(jié)構(gòu)剖切成X-Y平面，數(shù)字化后做成矢量文件。將X-Y-Z工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)、激光器的光閘、光強(qiáng)調(diào)節(jié)和聲光偏轉(zhuǎn)都編進(jìn)程序里，用電壓頻率轉(zhuǎn)換器和參考電路發(fā)出合適的聲頻駐波驅(qū)使光束偏轉(zhuǎn)，以制作三維微結(jié)構(gòu)。配用不同的激光源可作切割、書寫光刻膠及誘導(dǎo)化學(xué)切割。
激光切割機(jī)方式是通過具有多自由度的精密工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)激光切割在待加工件表面的圖形加工.在該方式下，準(zhǔn)分子光束是固定不動(dòng)的，而控制工作臺(tái)移動(dòng)來完成所有的微器件微細(xì)結(jié)構(gòu)的輪廓軌跡。激光切割機(jī)不同的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可達(dá)到不同的微加工精度。一是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密絲杠，二是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，三是壓電陶瓷電機(jī)驅(qū)動(dòng)高精密滑動(dòng)臺(tái)。zui基本的運(yùn)動(dòng)度包括XY-Z三軸的運(yùn)動(dòng)組合系統(tǒng)，為完成復(fù)雜三維加工，還需要配置旋轉(zhuǎn)軸。
激光切割機(jī)微加工過程所針對(duì)的加工對(duì)象整體尺寸往往很微小。這就對(duì)加工控制系統(tǒng)提出了應(yīng)該能保證高精度的定位精度和尺寸精度的要求。同時(shí)由于激光切割機(jī)微加工的特點(diǎn)，加工控制系統(tǒng)還必須有較大的可調(diào)速空間。這是為了保證與不同的激光強(qiáng)度、不同的激光脈沖頻率、微器件加工深度相匹配，以達(dá)到*加工工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)*加工過程。因此，控制模塊電路要求對(duì)X、y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)的速度、距離及運(yùn)動(dòng)方向的準(zhǔn)確控制。
振鏡掃描系統(tǒng)主要配置是一個(gè)大尺寸的F-O透鏡和二維偏轉(zhuǎn)掃描反射鏡，是激光切割機(jī)設(shè)備的一大主要配件.其工作原理是將激光束順次入射到兩反射鏡（振鏡）上，在激光切割機(jī)設(shè)備配置的計(jì)算機(jī)上生成待刻寫的結(jié)構(gòu)圖形，用計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度，這兩個(gè)反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而控制操作激光束的偏轉(zhuǎn)，在平面上按軌跡掃描出圖案來，這其中的工作方式也就是激光切割機(jī)的工作原理的大致過程。其中F0透鏡所起的作用，是在進(jìn)行大范圍掃描的時(shí)候，保證作用在物件表面的加工結(jié)構(gòu)保持一致性，不隨偏轉(zhuǎn)角度的變化而變化。
聲光調(diào)制器掃描的方式
快速激光切割機(jī)掃描微加工系統(tǒng)，以中心頻率為102MHz驅(qū)動(dòng)的一對(duì)Te02聲光偏轉(zhuǎn)器使其在X-Y平面里偏轉(zhuǎn)，光束通過一個(gè)平場(chǎng)物鏡聚焦為直徑約1.0）um的微光斑，對(duì)工件進(jìn)行激光切割機(jī)中光柵式掃描，每隔lum劃一條柵格線，掃描場(chǎng)被分為256×256個(gè)掃描點(diǎn)，掃描速度達(dá)2.5×10\6點(diǎn)／秒，用另一塊聲光晶體和光電二極管構(gòu)成的閉環(huán)反饋來實(shí)時(shí)補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)器在整個(gè)掃描場(chǎng)的傳輸不均勻性。要加工更大的尺寸，則由X-Y數(shù)控臺(tái)的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)掃描場(chǎng)的拼接。激光切割機(jī)的微加工系統(tǒng)用氦氖激光束，采用光斑zui小化原理使激光焦點(diǎn)動(dòng)態(tài)地保持在掃描面上。將三維CAD／CAM軟件與數(shù)控聲光激光掃描工具結(jié)合起來，并沿襲新近發(fā)展起來的高聚物溶液激光固化的宏觀零件快速成形技術(shù)。先使用商業(yè)化塑型軟件設(shè)計(jì)三維立體，然后用自行開發(fā)的軟件將三維立體結(jié)構(gòu)剖切成X-Y平面，數(shù)字化后做成矢量文件。將X-Y-Z工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)、激光器的光閘、光強(qiáng)調(diào)節(jié)和聲光偏轉(zhuǎn)都編進(jìn)程序里，用電壓頻率轉(zhuǎn)換器和參考電路發(fā)出合適的聲頻駐波驅(qū)使光束偏轉(zhuǎn)，以制作三維微結(jié)構(gòu)。配用不同的激光源可作切割、書寫光刻膠及誘導(dǎo)化學(xué)切割。