專利名稱：大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光雕刻裝置，具體涉及到一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)。
背景技術(shù)：
激光內(nèi)雕機(jī)是將激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來的高新科技產(chǎn)品，是集光、機(jī)、電一體化的激光加工設(shè)備。激光內(nèi)雕機(jī)能在水晶玻璃內(nèi)雕刻出各種各樣的圖像、文字和圖形，給人以晶瑩剔透、冰清玉潔的視覺形象。
但目前使用的激光內(nèi)雕機(jī)都只能用于水晶玻璃的雕刻，并且只能用于小幅面的水晶禮品行業(yè)。
目前使用的激光內(nèi)雕機(jī)都采用氙燈泵浦的電源脈沖激光器，激光器的頻率工作在幾百赫茲，受其影響，加工速度和效率比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種能在普通玻璃內(nèi)雕刻出各種各樣的平面圖像、文字和圖形的大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)，包括主機(jī)柜12、激光器及其光路、激光電源17、伺服控制裝置16和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺13；伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，伺服電機(jī)有2個(gè)，分別與工作臺和激光器及光學(xué)光路連接，其特征在于所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器；激光器頻率工作在200-5K。
所述的激光器及光學(xué)光路由指示光1、全反鏡2、聲光晶體3、聚光腔體4、隔離鏡5、倍頻晶體6、輸出鏡7、擴(kuò)束鏡8、反射鏡9和聚焦鏡11組成，聚光腔體4的兩端設(shè)有全反鏡2和輸出鏡7構(gòu)成諧振腔，隔離鏡5放于聚光腔4的輸出端用于隔離1064nm和532nm波長的光；其中聚光腔體4內(nèi)有激光介質(zhì)Nd:YAG和半導(dǎo)體激光模塊，全反鏡2鍍1064nm全反膜，隔離鏡7鍍1064nm增透膜和532nm全反膜，輸出鏡7鍍1064nm全反膜和532nm增透膜；在全反鏡2前裝有半導(dǎo)體指示光1；聲光晶體3放于全反鏡2和聚光腔體4之間進(jìn)行調(diào)Q，提高激光峰值功率；倍頻晶體6裝于隔離鏡5和輸出鏡7之間進(jìn)行倍頻，獲得波長532nm的綠激光；532nm波長的激光經(jīng)裝在輸出鏡之后的擴(kuò)束鏡8擴(kuò)束，以壓小發(fā)散角；然后激光經(jīng)裝在擴(kuò)束鏡后的反射鏡9以及聚焦鏡11后作用于水晶或玻璃材料內(nèi)部進(jìn)行加工。
本實(shí)用新型的另一種光學(xué)光路是在反射鏡9和聚焦鏡11之間裝有振鏡10。擴(kuò)束鏡8、兩個(gè)反射鏡9、振鏡11和F-θ聚焦鏡10依次裝在輸出鏡7之后。
所述的全反鏡2鍍1064nm全反膜，隔離鏡7鍍1064nm增透膜和532nm全反膜，輸出鏡7鍍1064nm全反膜和532nm增透膜。
本實(shí)用新型主機(jī)柜上有外接計(jì)算機(jī)接口和操作面板。二維運(yùn)動(dòng)裝置由伺服控制裝置和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺構(gòu)成，控制工作臺工作的伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，裝在主機(jī)柜內(nèi)。接在主機(jī)柜上的外設(shè)計(jì)算機(jī)采用軟件將文字、圖像等通過掃描、反求輸入或通過作圖生成所需的文字、圖形等；通過軟件直接或分幅后算點(diǎn)生成優(yōu)化點(diǎn)圖和打點(diǎn)路徑；再通過運(yùn)動(dòng)控制卡(雷賽DMC1000)發(fā)出脈沖給伺服控制裝置和激光電源；伺服控制裝置根據(jù)接受的脈沖決定二軸的運(yùn)動(dòng)距離和位置，帶動(dòng)聚焦鏡或振鏡和裝在振鏡下的F-θ聚焦鏡在XY軸方向運(yùn)動(dòng)；通過D/A卡控制振鏡高速掃描、激光電源根據(jù)接受的D/A卡信號決定激光出光的時(shí)間和頻率。經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后的532nm的綠激光，經(jīng)45度反射鏡后；最后激光經(jīng)聚焦鏡聚焦后作用于水晶或玻璃材料內(nèi)部進(jìn)行加工。
與本實(shí)用新型配套使用的用于激光器冷卻的冷卻裝置為現(xiàn)有通用的激光雕刻機(jī)冷卻裝置，由壓縮機(jī)、水箱、水泵組成。
本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器，激光脈沖由半導(dǎo)體泵浦連續(xù)激光器經(jīng)聲光調(diào)Q而成，頻率范圍200-50K連續(xù)可調(diào)，加工效率和速度高。電能轉(zhuǎn)化為光能的效率高，輸出波長為532nm的可見光，能量穩(wěn)定，輸出頻率高，聚焦點(diǎn)細(xì)小，雕刻出的文字圖像清晰，爆裂點(diǎn)少。且加工幅度寬，能在普通玻璃內(nèi)雕刻出各種各樣的平面圖像、文字和圖形，在裝飾玻璃行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖3為本實(shí)用新型光路原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型光路原理示意圖之二；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、2所示，一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)，包括主機(jī)柜12、激光器及其光路、激光電源17、伺服控制裝置16和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺13(X、Y方向)；主機(jī)柜上設(shè)置有計(jì)算機(jī)接口15和操作控制面板14，二維皮帶導(dǎo)軌工作臺13裝在主機(jī)柜正面臺面上，激光器及其光路裝在主機(jī)柜臺面的背面，激光電源17和伺服控制裝置16裝在主機(jī)柜內(nèi)；伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，伺服電機(jī)有2個(gè)，分別與工作臺13和激光器及光學(xué)光路連接，所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器，頻率范圍200-50K連續(xù)可調(diào)。
如圖3所示，所述的激光器及光學(xué)光路由指示光、全反鏡、聲光晶體、聚光腔體、隔離鏡、倍頻晶體、擴(kuò)束鏡、反射鏡、和聚焦鏡組成，聚光腔體4的兩端設(shè)有全反鏡2和輸出鏡7構(gòu)成諧振腔，隔離鏡放于聚光腔的輸出端用于隔離1064nm和532nm波長的光；其中聚光腔體內(nèi)有激光介質(zhì)Nd:YAG和半導(dǎo)體激光模塊，全反鏡2鍍1064nm全反膜，隔離鏡7鍍1064nm增透膜和532nm全反膜，輸出鏡7鍍1064nm全反膜和532nm增透膜；在全反鏡2前裝有半導(dǎo)體指示光1；聲光晶體3放于全反鏡2和聚光腔體4之間進(jìn)行調(diào)Q，提高激光峰值功率；倍頻晶體6裝于隔離鏡5和輸出鏡7之后進(jìn)行倍頻，獲得波長532nm的綠激光；532nm波長的激光經(jīng)擴(kuò)束鏡8擴(kuò)束，以壓小發(fā)散角；然后激光經(jīng)反射鏡9、和聚焦鏡11后作用于水晶或玻璃材料內(nèi)部進(jìn)行加工。反射鏡9有3個(gè)，呈45度角度安裝。聚焦鏡11裝在二維皮帶工作臺13上。
實(shí)施例2如圖1、2所示，一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)，包括主機(jī)柜12、激光器及其光路、激光電源17、伺服控制裝置16和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺13(X、Y方向)；主機(jī)柜上設(shè)置有計(jì)算機(jī)接口15和操作控制面板14，二維皮帶導(dǎo)軌工作臺13裝在主機(jī)柜正面臺面上，激光器及其光路裝在主機(jī)柜臺面的背面，激光電源17和伺服控制裝置16裝在主機(jī)柜內(nèi)；伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，伺服電機(jī)有2個(gè)，分別與工作臺13和激光器及光學(xué)光路連接，所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器，頻率范圍200-50K連續(xù)可調(diào)。
如圖4所示，所述的激光器及光學(xué)光路由指示光、全反鏡、聲光晶體、聚光腔體、隔離鏡、倍頻晶體、擴(kuò)束鏡、振鏡和F-θ聚焦鏡組成，聚光腔體4的兩端設(shè)有全反鏡2和輸出鏡7構(gòu)成諧振腔，隔離鏡放于聚光腔的輸出端用于隔離1064nm和532nm波長的光；其中聚光腔體內(nèi)有激光介質(zhì)Nd:YAG和半導(dǎo)體激光模塊，全反鏡2鍍1064nm全反膜，隔離鏡7鍍1064nm增透膜和532nm全反膜，輸出鏡7鍍1064nm全反膜和532nm增透膜；在全反鏡2前裝有半導(dǎo)體指示光1；聲光晶體3放于全反鏡2和聚光腔體4之間進(jìn)行調(diào)Q，提高激光峰值功率；倍頻晶體6裝于隔離鏡5和輸出鏡7之后進(jìn)行倍頻，獲得波長532nm的綠激光；532nm波長的激光經(jīng)擴(kuò)束鏡8擴(kuò)束，以壓小發(fā)散角；然后激光經(jīng)振鏡11和F-θ聚焦鏡10后作用于水晶或玻璃材料內(nèi)部進(jìn)行加工。反射鏡9有2個(gè)，呈45度角度安裝。振鏡11和F-θ聚焦鏡10裝在二維皮帶工作臺13上。
權(quán)利要求1.一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)，包括主機(jī)柜、激光器及其光路、激光電源、伺服控制裝置和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺；伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，伺服電機(jī)有2個(gè)，分別與工作臺和激光器及光學(xué)光路連接，其特征在于所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)雕機(jī)，其特征在于所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器，激光器頻率工作在200-5K；激光器由指示光(1)、全反鏡(2)、聲光晶體(3)、聚光腔體(4)、隔離鏡(5)、倍頻晶體(6)、輸出鏡(7)組成，聚光腔體(4)的兩端設(shè)有全反鏡(2)和輸出鏡(7)構(gòu)成諧振腔，其中聚光腔體(4)內(nèi)有激光介質(zhì)Nd:YAG和半導(dǎo)體激光模塊；隔離鏡(5)放于聚光腔(4)的輸出端；在全反鏡(2)前裝有半導(dǎo)體指示光(1)；聲光晶體(3)放于全反鏡(2)和聚光腔體(4)之間；倍頻晶體(6)裝于隔離鏡(5)和輸出鏡(7)之間，輸出鏡(7)之后依次裝有擴(kuò)束鏡(8)、三個(gè)反射鏡(9)、和聚焦鏡(10)組成的激光器光學(xué)光路。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)雕機(jī)，其特征在于所述輸出鏡(7)之后依次裝有擴(kuò)束鏡(8)、兩個(gè)反射鏡(9)、振鏡(11)和F-θ聚焦鏡(10)組成的激光器光學(xué)光路，振鏡(11)裝在反射鏡(9)與F-θ聚焦鏡(10)之間。
4.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)雕機(jī)，其特征在于所述的全反鏡(2)鍍1064nm全反膜，隔離鏡(5)鍍1064nm增透膜和532nm全反膜，輸出鏡(7)鍍1064nm全反膜和532nm增透膜。
專利摘要一種大幅面高速玻璃激光內(nèi)雕機(jī)，包括主機(jī)柜、激光器及其光路、激光電源、伺服控制裝置和二維皮帶導(dǎo)軌工作臺；伺服控制裝置由伺服控制器、伺服電機(jī)和伺服電機(jī)電源組成，伺服電機(jī)有2個(gè)，分別與工作臺和激光器及光學(xué)光路連接，所述的激光器為半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器。本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體泵浦聲光調(diào)Q倍頻激光器，激光脈沖由半導(dǎo)體泵浦連續(xù)激光器經(jīng)聲光調(diào)Q而成，頻率范圍200－50K連續(xù)可調(diào)，加工效率和速度高。電能轉(zhuǎn)化為光能的效率高，輸出波長為532nm的可見光，能量穩(wěn)定，輸出頻率高，聚焦點(diǎn)細(xì)小，雕刻出的文字圖像清晰，爆裂點(diǎn)少。且加工幅度寬，能在普通玻璃內(nèi)雕刻出各種各樣的平面圖像、文字和圖形，在裝飾玻璃行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號B23K26/00GK2813333SQ20052009502
公開日2006年9月6日 申請日期2005年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月24日
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