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技術(shù)文章
激光切割機微系統(tǒng)中兩大方式
點擊次數(shù)：489 發(fā)布時間：2013-7-10
激光切割機將激光束會聚到一個小點上，并使焦點盡可能小，然后按一定的運動控制方式和加工工藝參數(shù)，激光切割機使光束和加工材料發(fā)生相對運動，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。
激光切割機方式是通過具有多自由度的精密工作臺的運動，來實現(xiàn)激光切割在待加工件表面的圖形加工.在該方式下，準分子光束是固定不動的，而控制工作臺移動來完成所有的微器件微細結(jié)構(gòu)的輪廓軌跡。激光切割機不同的運動控制系統(tǒng)可達到不同的微加工精度。一是步進電機驅(qū)動精密絲杠，二是伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠，三是壓電陶瓷電機驅(qū)動高精密滑動臺。zui基本的運動度包括XY-Z三軸的運動組合系統(tǒng)，為完成復雜三維加工，還需要配置旋轉(zhuǎn)軸。
激光切割機微加工過程所針對的加工對象整體尺寸往往很微小。這就對加工控制系統(tǒng)提出了應該能保證高精度的定位精度和尺寸精度的要求。同時由于激光切割機微加工的特點，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度、不同的激光脈沖頻率、微器件加工深度相匹配，以達到*加工工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)*加工過程。因此，控制模塊電路要求對X、y、Z三個方向的運動的速度、距離及運動方向的準確控制。
振鏡掃描系統(tǒng)主要配置是一個大尺寸的F-O透鏡和二維偏轉(zhuǎn)掃描反射鏡，是激光切割機設備的一大主要配件.其工作原理是將激光束順次入射到兩反射鏡（振鏡）上，在激光切割機設備配置的計算機上生成待刻寫的結(jié)構(gòu)圖形，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿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的工作原理的大致過程。其中F0透鏡所起的作用，是在進行大范圍掃描的時候，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
快速激光切割機掃描微加工系統(tǒng)，以中心頻率為102MHz驅(qū)動的一對Te02聲光偏轉(zhuǎn)器使其在X-Y平面里偏轉(zhuǎn)，光束通過一個平場物鏡聚焦為直徑約1.0）um的微光斑，對工件進行激光切割機中光柵式掃描，每隔lum劃一條柵格線，掃描場被分為256×256個掃描點，掃描速度達2.5×10\6點／秒，用另一塊聲光晶體和光電二極管構(gòu)成的閉環(huán)反饋來實時補償偏轉(zhuǎn)器在整個掃描場的傳輸不均勻性。要加工更大的尺寸，則由X-Y數(shù)控臺的移動來實現(xiàn)掃描場的拼接。激光切割機的微加工系統(tǒng)用氦氖激光束，采用光斑zui小化原理使激光焦點動態(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)化塑型軟件設計三維立體，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工件臺的運動、激光器的光閘、光強調(diào)節(jié)和聲光偏轉(zhuǎn)都編進程序里，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、書寫光刻膠及誘導化學切割。
激光切割機方式是通過具有多自由度的精密工作臺的運動，來實現(xiàn)激光切割在待加工件表面的圖形加工.在該方式下，準分子光束是固定不動的，而控制工作臺移動來完成所有的微器件微細結(jié)構(gòu)的輪廓軌跡。激光切割機不同的運動控制系統(tǒng)可達到不同的微加工精度。一是步進電機驅(qū)動精密絲杠，二是伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠，三是壓電陶瓷電機驅(qū)動高精密滑動臺。zui基本的運動度包括XY-Z三軸的運動組合系統(tǒng)，為完成復雜三維加工，還需要配置旋轉(zhuǎn)軸。
激光切割機微加工過程所針對的加工對象整體尺寸往往很微小。這就對加工控制系統(tǒng)提出了應該能保證高精度的定位精度和尺寸精度的要求。同時由于激光切割機微加工的特點，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度、不同的激光脈沖頻率、微器件加工深度相匹配，以達到*加工工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)*加工過程。因此，控制模塊電路要求對X、y、Z三個方向的運動的速度、距離及運動方向的準確控制。
振鏡掃描系統(tǒng)主要配置是一個大尺寸的F-O透鏡和二維偏轉(zhuǎn)掃描反射鏡，是激光切割機設備的一大主要配件.其工作原理是將激光束順次入射到兩反射鏡（振鏡）上，在激光切割機設備配置的計算機上生成待刻寫的結(jié)構(gòu)圖形，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿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的工作原理的大致過程。其中F0透鏡所起的作用，是在進行大范圍掃描的時候，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
快速激光切割機掃描微加工系統(tǒng)，以中心頻率為102MHz驅(qū)動的一對Te02聲光偏轉(zhuǎn)器使其在X-Y平面里偏轉(zhuǎn)，光束通過一個平場物鏡聚焦為直徑約1.0）um的微光斑，對工件進行激光切割機中光柵式掃描，每隔lum劃一條柵格線，掃描場被分為256×256個掃描點，掃描速度達2.5×10\6點／秒，用另一塊聲光晶體和光電二極管構(gòu)成的閉環(huán)反饋來實時補償偏轉(zhuǎn)器在整個掃描場的傳輸不均勻性。要加工更大的尺寸，則由X-Y數(shù)控臺的移動來實現(xiàn)掃描場的拼接。激光切割機的微加工系統(tǒng)用氦氖激光束，采用光斑zui小化原理使激光焦點動態(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)化塑型軟件設計三維立體，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工件臺的運動、激光器的光閘、光強調(diào)節(jié)和聲光偏轉(zhuǎn)都編進程序里，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、書寫光刻膠及誘導化學切割。