專利名稱：可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可回轉(zhuǎn)的激光掩模對材料進(jìn)行在線式切割或刻印方法和系統(tǒng)，屬于激光切割和刻印領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在激光切割領(lǐng)域，待切割材料一般處于靜止的狀態(tài)，由電動伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動激光聚焦鏡頭，在與待切割材料垂直的平面上作兩個軸向的運(yùn)動，以使激光在材料上切割出所需要的圖案(圖案指連續(xù)或間斷的線條或曲線，以及字符等構(gòu)成的圖形或符號 ，可以是線條或曲線或文字的綜合或疊加，也可以是單獨(dú)ー種元素構(gòu)成的圖形)。如待切割材料根據(jù)エ藝要求必須保持運(yùn)動狀態(tài)，即應(yīng)用于連續(xù)的材料或者因生產(chǎn)エ藝要求材料需持續(xù)輸送的狀態(tài)，則現(xiàn)有的切割設(shè)備是由感應(yīng)器探測材料傳送的速度并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送入坐標(biāo)控制系統(tǒng)進(jìn)行疊加運(yùn)算，然后由伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動坐標(biāo)控制電機(jī)，控制激光光路組件(光路組件應(yīng)包括光纖或反射鏡組以及聚焦鏡頭等)去保證所需切割圖案的精確程度。不可否認(rèn)，在對于大尺寸圖案的切割和切割速度較慢的情況下，這種切割應(yīng)用技術(shù)是成熟的，而且エ藝已經(jīng)十分穩(wěn)定，但是，當(dāng)這種加工方式應(yīng)用于連續(xù)的生產(chǎn)エ藝中，這種裝置和系統(tǒng)的弊端在干(I)當(dāng)材料傳送速度非恒定狀態(tài)時，控制系統(tǒng)對材料速度計(jì)算并反饋給驅(qū)動系統(tǒng)的時滯，以及在速度頻繁變動時而引起驅(qū)動機(jī)構(gòu)的抖動，造成切割出來的圖案出現(xiàn)材料運(yùn)動方向上的尺寸變形，也可能產(chǎn)生與材料運(yùn)行垂直方向的鋸齒；(2)由于驅(qū)動系統(tǒng)要驅(qū)動整個激光鏡頭及激光傳送裝置，整個裝置的質(zhì)量較大，運(yùn)動慣量限制了驅(qū)動系統(tǒng)的快速響應(yīng)，在切割圖案比較復(fù)雜或連續(xù)沿垂直于材料運(yùn)動方向頻繁變化的情況下，激光的頻繁啟停，驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向頻繁改變，激光啟停的時滯會引起漏切或者多切，驅(qū)動方向改變會引起激光鏡頭的抖動，造成切割圖案的變形和鋸齒等問題。以上這兩個弊端在待切割材料傳動速度越快，而且花紋往復(fù)循環(huán)的情況下表現(xiàn)得尤其明顯，直接造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷引起產(chǎn)品報廢，甚至設(shè)備在極端エ況下運(yùn)行造成機(jī)械部件的損壞。在激光刻印領(lǐng)域，現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的是利用振鏡系統(tǒng)進(jìn)行掃描刻印的設(shè)備，如熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，刻印的原理是利用兩個互相垂直的振鏡以及其驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動振鏡，控制激光在ー個平面上的兩個坐標(biāo)方向上的運(yùn)動，刻印出預(yù)先輸入控制系統(tǒng)中的圖案。這類設(shè)備也與現(xiàn)有切割設(shè)備存在類似的缺陷，在材料高速運(yùn)動狀態(tài)下如果要對材料表面進(jìn)行高精度的圖案刻印，都會因?yàn)樗俣绕ヅ鋯栴}產(chǎn)生圖案變形，造成質(zhì)量問題而引起產(chǎn)品報廢；而且刻印圖案的復(fù)雜程度直接影響刻印的速度，在同樣范圍內(nèi)，越復(fù)雜的圖案需要越多的刻印時間，這就要求待刻印材料在振鏡掃描范圍內(nèi)停留時間越長，也即需要降低材料傳送速度，直接影響到生產(chǎn)效率。由于上述的缺陷，使得激光切割和刻印在エ業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制，面對不斷提升的設(shè)備能力，激光在エ業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用反而有可能成為掣肘設(shè)備產(chǎn)能提升的瓶頸。而一些原來使用其他方式進(jìn)行切割或刻印的領(lǐng)域，也由于上述的原因使得激光技術(shù)不能進(jìn)入，也使得激光刻印的高解析度、環(huán)境友好性等優(yōu)勢得不到發(fā)揮。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的激光切割和刻印設(shè)備在高速切割和刻印方面存在的上述缺陷，提供一種可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種根據(jù)本發(fā)明方法提出的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)。本發(fā)明方法為通過ー傳動機(jī)構(gòu)將掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，將ー激光光源發(fā)出的激光光束再通過光學(xué)組件按可循環(huán)運(yùn)作的掩模上的圖案對待加工材料進(jìn)行在線切割或刻印。本發(fā)明所述光學(xué)組件包括多個反射鏡片和聚焦鏡頭組成，用以將激光光束整形成投影呈長矩形光束，并使激光光束的能量分布均勻，聚焦鏡頭是使經(jīng)掩模成形后的光束聚焦在待切割或刻印材料上，并經(jīng)由聚焦鏡頭實(shí)現(xiàn)掩模圖案與切割或刻印圖案的尺寸比例關(guān)系。
本發(fā)明所述激光光源啟動和停止以及觸發(fā)的頻率或功率均可由系統(tǒng)運(yùn)動速度控制。本發(fā)明提供的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，包括
激光部，提供連續(xù)的、輸出能量可調(diào)節(jié)的激光水源；
掩模，可高速回轉(zhuǎn)循環(huán)轉(zhuǎn)動，提供所需圖案和切割或刻印的圖案尺寸；
光路組件，將掩模上圖案信息切割或刻印至待加工材料；
驅(qū)動和傳動部，提供動カ源并使掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)同步傳動。本發(fā)明所述掩模為環(huán)形帯狀或ー個以上同步傳動的筒狀。本發(fā)明所述掩模可以是剛性或柔性的。本發(fā)明所述掩模為兩個獨(dú)立且并列同軸設(shè)置的筒狀，驅(qū)動和傳動部包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)包括傳動筒狀第一掩模的第一掩模端傳動同步帶及第一掩模端同步帶輪、傳動第二掩模的第二掩模端傳動同步帶及第ニ掩模端同步帶輪、傳動軸、第一加工端同步帶輪、第二加工端同步帶輪、第一加工端同步帶、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸、第ニ加工端傳動軸、設(shè)置于第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸上的用于壓緊待加工材料的從動輪、連接第一加工端傳動軸及第ニ加工端傳動軸的第二加工端同步帶，第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪及第ニ加工端同步帶輪同軸設(shè)置并均設(shè)置于傳動軸上，第ー掩模端傳動同步帶連接筒狀第一掩模及第一掩模端同步帶輪，第二掩模端傳動同步帶連接筒狀第二掩模及第一掩模端同步帶輪，第一加工端同步帶連接第一加工端同步帶輪及第二加工端同步帶輪，待加工材料附著于第一加工端同步帶上，且位于從動輪與第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸間。本發(fā)明所述掩模為環(huán)形帯狀，傳動部包括第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪、傳動軸、第一加工端同步帶輪、第二加工端同步帶輪、第一加工端同步帶、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸、第二加工端傳動軸、設(shè)置于第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸上的用于壓緊待加工材料的從動輪、連接第一加工端傳動軸及第ニ加工端傳動軸的第二加工端同步帶；第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪水平平行設(shè)置，第二掩模端同步帶輪與第二加工端同步帶輪分別并列設(shè)置于傳動軸兩端，帯狀掩模卷繞于第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪上通過中間掩模傳動輪張紫。
本發(fā)明所述光路組件包括設(shè)置于整形后激光光束的光路上的第一平面反射鏡、設(shè)置于第一平面反射鏡反射光路上的第二平面反射鏡、設(shè)置于第二平面反射鏡反射光路上的第三平面反射鏡及設(shè)置于第三平面反射鏡反射光路上的可調(diào)聚焦鏡頭，可調(diào)聚焦鏡頭聚焦后光束的光路與整形后激光光束的光路垂直。本發(fā)明采用環(huán)形帶狀掩模時還設(shè)置有ー個以上的中間掩模傳動輪，帯狀掩模卷繞于第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪上并通過中間掩模傳動輪張緊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果
I、利用循環(huán)回轉(zhuǎn)形式的掩模，避免激光光路組件的移動，消除了因光路組件的本身質(zhì)量慣性而限制激光切割和刻印的速度。達(dá)到提高激光切割和刻印速度的效果。2、利用循環(huán)回轉(zhuǎn)形式的掩模，可以并行的切割或刻印復(fù)雜的圖案，消除了現(xiàn)有技術(shù)下光路組件運(yùn)動速度極限從而限制整體加工速度的缺陷。 3、待加工材料和掩模之間同步傳動，達(dá)到提升切割或刻印圖案的質(zhì)量的效果。消除了現(xiàn)有技術(shù)在待加工材料運(yùn)動狀態(tài)下造成切割或刻印圖案變形的缺陷。4、采用本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)，可以簡化現(xiàn)有技術(shù)對光路組件的高精度的驅(qū)動控制要求，降低整個系統(tǒng)的復(fù)雜度。5、采用本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)，替代現(xiàn)有的刀具、刀模切割或噴墨、移印的打印技術(shù)，可以有效提高生產(chǎn)效率，降低維護(hù)成本。6、應(yīng)用范圍廣泛，適用于如紙類包裝材料、無紡布或者塑料薄膜及復(fù)合膜等薄膜材料的花邊切割，高速線纜護(hù)套上的激光印字、高速標(biāo)簽打印等等。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的待加工材料的切割或刻印圖案例之一；
圖4為本發(fā)明的待加工材料的切割或刻印圖案例之ニ；
圖5為本發(fā)明的待加工材料的切割或刻印圖案例之三；
圖6為本發(fā)明的待加工材料的切割或刻印圖案例之四；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例I對應(yīng)能在待加工材料上切割或刻印出所示的圖案。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明方法為通過ー傳動機(jī)構(gòu)將掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，再通過通過光學(xué)組件將一按可循環(huán)運(yùn)作的掩模上的圖案對待加工材料進(jìn)行在線切割或刻印。為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段，以下結(jié)合實(shí)施例并對照附圖，對依據(jù)本發(fā)明方法提出的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I :筒狀回轉(zhuǎn)掩模的切割或刻印系統(tǒng)
參見圖1，本實(shí)施例由激光部、兩個并列同軸設(shè)置的筒狀掩模第一掩模5、第二掩模6、光路組件及驅(qū)動和傳動部構(gòu)成。激光部包括激光光源I、光源接ロ 2及激光擴(kuò)束整形単元3構(gòu)成。激光光源可采用YAG或C02激光源，其強(qiáng)度可根據(jù)對待加工材料的材料性質(zhì)、厚度、傳動速度等參數(shù)進(jìn)行選擇，激光光源在運(yùn)行中可以對強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)整、外界觸發(fā)激光發(fā)射或關(guān)閉。激光光源I發(fā)射端有螺紋卡ロ與光源接ロ 2螺紋連接，光源接ロ 2另一端與激光擴(kuò)束整形單元3連接，由激光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束整形単元處理后得到能量均勻的細(xì)長矩形投影的整形后光束，整形后光束與第一掩模5、第二掩模6軸心重合。光路組件包括設(shè)置于整形后激光光束的光路上的第一平面反射鏡14、設(shè)置于第一平面反射鏡14反射光路上的第二平面反射鏡7、設(shè)置于第二平面反射鏡7反射光路上的第三平面反射鏡17及設(shè)置于第三平面反射鏡17反射光路上的可調(diào)聚焦鏡頭20，可調(diào)聚焦鏡頭20聚焦后光束的光路與整形后激光光束的光路垂直。激光光源I發(fā)出的激光光束經(jīng)激光擴(kuò)束整形単元3擴(kuò)束整形后經(jīng)第一平面反射鏡14反射，沿掩模徑線方向發(fā)射，反射光束經(jīng)過筒狀第一掩模5以及筒狀第二掩模6得到由筒狀掩模5和筒狀第二掩模6形成的掩模圖案相同形狀的光束。本實(shí)施例中筒狀第一掩模5與筒狀第二掩模6是完全分開的兩件掩模組件，用以切割或刻印如圖3、圖4、圖5中所示例的具有連續(xù)的貫穿的線條的圖案。圖7具體給出了本發(fā)明第一具體實(shí)施例的筒狀回轉(zhuǎn)掩模示意圖，對應(yīng)能在待加工材料上切割或刻印出圖4所示意的相似的圖案。 與掩模圖案相同形狀的光束經(jīng)第二平面反射鏡7，得到經(jīng)掩模成形后并經(jīng)反射鏡反射的激光光束8，再經(jīng)第三平面反射鏡17，被傳送到與待加工材料16平面垂直的方向，經(jīng)掩模成形后并經(jīng)反射鏡反射的激光光束8經(jīng)可調(diào)整聚焦鏡頭(聚焦鏡片或鏡片組)20聚焦，形成需要切割或刻印之圖案于待加工材料16上。驅(qū)動和傳動部包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)包括傳動筒狀第一掩模5的第ー掩模端傳動同步帶9及第一掩模端同步帶輪11、傳動第二掩模6的第二掩模端傳動同步帶10及第ニ掩模端同步帶輪12、傳動軸13、第一加工端同步帶輪18、第二加工端同步帶輪15、第一加工端同步帶21、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸22、第二加工端傳動軸23、設(shè)置于第一加工端傳動軸22或第二加工端傳動軸23上的用于壓緊待加工材料的從動輪19、連接第一加工端傳動軸22及第ニ加工端傳動軸23的第二加工端同步帶24。第一掩模端同步帶輪11、第二掩模端同步帶輪12及第ニ加工端同步帶輪15同軸設(shè)置并均設(shè)置于傳動軸13上，第一掩模端傳動同步帶9連接筒狀第一掩模5及第一掩模端同步帶輪11，第二掩模端傳動同步帶10連接筒狀第二掩模6及第一掩模端同步帶輪12，第一加工端同步帶21連接第一加工端同步帶輪18及第ニ加工端同步帶輪15,待加工材料附著于第一加工端同步帶21上，且位于從動輪19與第一加工端傳動軸22或第二加工端傳動軸23間。筒狀第一掩模5以及筒狀第二掩模6分別由第一掩模端傳動同步帶9、及第ー掩模端同步帶輪11和第二掩模端傳動同步帶10及第ニ掩模端同步帶輪12驅(qū)動,驅(qū)動動力來自于傳動軸13。傳動軸13作為掩模運(yùn)動機(jī)構(gòu)和待加工材料的運(yùn)動機(jī)構(gòu)之間的剛性傳動，第二加工端同步帶輪15與第一加工端同步帶21以及第一加工端同步帶輪18、第一加工端傳動軸22構(gòu)成ー個變速傳動系，使待加工材料與掩模的運(yùn)動速度達(dá)到生產(chǎn)加工的要求。壓緊待加工材料用的從動輪19確保待加工材料在傳送時不會和第一加工端傳動軸22產(chǎn)生滑移。第二加工端傳動軸23及第ニ加工端同步帶24用以待加工材料傳送中確保材料傳輸穩(wěn)定且確保材料傳送中不產(chǎn)生抖動等問題的機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例中，外界動カ可以第一加工端傳動軸22或第二加工端傳動軸23輸入，在從動輪19的輔助下，待加工材料以速度Vl傳送，經(jīng)由第一加工端同步帶輪18、第一加工端同步帶21，將運(yùn)動傳送到第二加工端同步帶輪15，第二加工端同步帶輪15與待加工材料的傳動速度之間形成所定的線速度比il，運(yùn)動再經(jīng)由傳動軸13，第一掩模端同步帶輪11和第ニ掩模端傳動同步帶10以及與第一掩模5和第二掩模6—體的第一掩模端同步帶輪11、第二掩模端同步帶輪12將運(yùn)動傳送到掩模組第一掩模5和第二掩模6上，第一掩模5和第二掩模6得到線速度V2，該傳動組使第一掩模5和第二掩模6與第二加工端同步帶輪15之間形成所定的線速度比i2，第一掩模5和第二掩模6的線速度V2和待加工材料的傳送速度Vl的比值等于線速度比il和線速度比i2的積i。根據(jù)線速度比i，以及對切割或刻印圖案的要求，可以設(shè)計(jì)掩模上圖案的尺寸與最終加工出來的圖案之間的尺寸關(guān)系，即掩模上圖案尺寸和最終產(chǎn)品圖案尺寸的比值也應(yīng)為i，然后選用適當(dāng)焦距的透鏡使掩模圖案經(jīng)由透鏡聚焦成像的尺寸即為最終需要的圖案尺寸。在本實(shí)施例中，可以在傳動系中增加速度感應(yīng)器，以該感應(yīng)器的速度反饋動態(tài)調(diào) 節(jié)激光發(fā)射器的能量輸出，使系統(tǒng)在速度變化的狀態(tài)下始終保持足夠的能量輸出最終達(dá)到加工要求。對于掩模成像的說明假如聚焦鏡頭成像比例是N :1，在掩模線速度與待加工材料線速度由傳動系保證速度比約為N :1，掩模圖案尺寸與實(shí)際加工圖案尺寸約為N :1，輕微的偏差可以由聚焦鏡頭調(diào)節(jié)；如果掩模線速度與待加工材料線速度比為aN 1 Ca為ー不為I的常數(shù))，則實(shí)際加工圖案在傳送方向上會發(fā)生變形，變比為aN:l，但與運(yùn)動方向垂直的方向上的尺寸比例不受運(yùn)動速度比的變化影響。如a=2，掩模上圖案和加工圖案的高度尺寸比例為N :1，長度尺寸比例為2N :1。說明這點(diǎn)只是可能這也是對本系統(tǒng)的另ー種用法。本發(fā)明的驅(qū)動可以是同步帶輪組或齒輪組，動カ來源為材料傳送主驅(qū)動系統(tǒng)，并其傳動速度與主驅(qū)動系統(tǒng)的傳動速度比需確保掩模和材料的運(yùn)動速度比一致。實(shí)施例2 :帯狀回轉(zhuǎn)掩模的切割或刻印系統(tǒng)。參見圖2，本實(shí)施例由激光部、帯狀掩模26、光路組件及驅(qū)動和傳動部構(gòu)成。激光部、光路組件與實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同。加工端的傳動構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)置關(guān)系亦與實(shí)施例相同。傳動機(jī)構(gòu)包括第一掩模端同步帶輪11、第二掩模端同步帶輪12、6個中間掩模傳動輪25、傳動軸13、第一加工端同步帶輪18、第二加工端同步帶輪15、第一加工端同步帶21、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸22、第二加工端傳動軸23、設(shè)置于第一加工端傳動軸22或第二加工端傳動軸23上的用于壓緊待加工材料的從動輪19、連接第一加工端傳動軸22及第ニ加工端傳動軸23的第二加工端同步帶24。第一掩模端同步帶輪11、第二掩模端同步帶輪12水平平行設(shè)置，第二掩模端同步帶輪12與第二加工端同步帶輪15分別并列設(shè)置于傳動軸13兩端。帯狀掩模26卷繞于第一掩模端同步帶輪11、第二掩模端同步帶輪12上通過6個中間掩模傳動輪25張緊。帯狀掩模26是ー個回轉(zhuǎn)的帶狀柔性結(jié)構(gòu)，在掩模的兩側(cè)，具有同步帶同樣的帶齒，可以由圖中標(biāo)示的一中間掩模傳動輪25組成的輪組，將帶狀掩模26張緊并經(jīng)由ー傳動軸13與待加工材料速度進(jìn)行同歩。掩模的中間部分，即為掩模圖案區(qū)域，所需切割或刻印的圖案根據(jù)生產(chǎn)要求鏤刻。本實(shí)施例中激光光束經(jīng)過帶狀掩模26遮掩形成一掩模上預(yù)先鏤刻的圖案，經(jīng)聚焦透鏡20聚焦成實(shí)像投影到待加工材料16表面，因激光能量的高度匯聚，瞬間將待加工材料成像區(qū)域材料熔融并氣化，達(dá)到切割或刻印的效果，在待加工材料16上形成一切割或刻印完成的圖案。而當(dāng)掩模26與待加工材料16進(jìn)行相對運(yùn)動，擴(kuò)束整形后激光光束4就會將掩模26上的圖案依次序在待加工材料16上進(jìn)行切割和刻印。經(jīng)擴(kuò)束整形的激光束投影方向應(yīng)與帶狀掩模的運(yùn)行方向垂直。
本發(fā)明具體實(shí)施例中并未對掩模與待加工材料的運(yùn)動控制做太多細(xì)節(jié)的敘述，因掩模與待加工材料的運(yùn)動并不限于恒速的定速比運(yùn)動，本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員均可根據(jù)所需的生產(chǎn)要求對傳動速比、傳動方向、驅(qū)動模式、是否間歇性運(yùn)動等進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括運(yùn)動方式和激光觸發(fā)或強(qiáng)弱之間的控制關(guān)系。本發(fā)明驅(qū)動動カ可以由待加工材料端輸入，也可以由掩模驅(qū)動端輸入，可以根據(jù)設(shè)備或エ藝的需求進(jìn)行調(diào)整。在ー些特殊的應(yīng)用上，也可以在傳動系統(tǒng)中加入棘輪機(jī)構(gòu)使掩模做間歇性運(yùn)動，或者通過間歇性觸發(fā)激光，對材料進(jìn)行間斷的切割或刻印。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本發(fā)明技術(shù)方案范圍當(dāng)依據(jù)所附申請專利范圍為準(zhǔn)。任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)是指對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法，其特征在于包括 通過ー傳動機(jī)構(gòu)將掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，將ー激光光源發(fā)出的激光光束再通過光學(xué)組件按可循環(huán)運(yùn)作的掩模上的圖案對待加工材料進(jìn)行在線切割或刻印。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法，其特征在于光學(xué)組件包括多個反射鏡片和聚焦鏡頭組成，用以將激光光束整形成投影呈長矩形光束，并使激光光束的能量分布均勻，聚焦鏡頭是使經(jīng)掩模成形后的光束聚焦在待切割或刻印材料上，并經(jīng)由聚焦鏡頭實(shí)現(xiàn)掩模圖案與切割或刻印圖案的尺寸比例關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法，其特征在于激光光源啟動和停止以及觸發(fā)的頻率或功率均可由系統(tǒng)運(yùn)動速度控制。
4.一種可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于包括 激光部，提供連續(xù)的、輸出能量可調(diào)節(jié)的激光水源； 掩模，可高速回轉(zhuǎn)循環(huán)轉(zhuǎn)動，提供所需圖案和切割或刻印的圖案尺寸； 光路組件，將掩模上圖案信息切割或刻印至待加工材料； 驅(qū)動和傳動部，提供動カ源并使掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)同步傳動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于掩模為環(huán)形帶狀或ー個以上同步傳動的筒狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于掩模是剛性或柔性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于掩模為兩個獨(dú)立且并列同軸設(shè)置的筒狀，驅(qū)動和傳動部包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)包括傳動筒狀第一掩模的第一掩模端傳動同步帶及第一掩模端同步帶輪、傳動第二掩模的第二掩模端傳動同步帶及第ニ掩模端同步帶輪、傳動軸、第一加工端同步帶輪、第二加エ端同步帶輪、第一加工端同步帶、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸、第二加工端傳動軸、設(shè)置于第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸上的用于壓緊待加工材料的從動輪、連接第一加工端傳動軸及第ニ加工端傳動軸的第二加工端同步帶，第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪及第ニ加工端同步帶輪同軸設(shè)置并均設(shè)置于傳動軸上，第一掩模端傳動同步帶連接筒狀第一掩模及第一掩模端同步帶輪，第二掩模端傳動同步帶連接筒狀第二掩模及第一掩模端同步帶輪，第一加工端同步帶連接第一加工端同步帶輪及第ニ加工端同步帶輪，待加工材料附著于第一加工端同步帶上，且位于從動輪與第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于掩模為環(huán)形帶狀，傳動部包括第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪、傳動軸、第一加エ端同步帶輪、第二加工端同步帶輪、第一加工端同步帶、并列設(shè)置的第一加工端傳動軸、第二加工端傳動軸、設(shè)置于第一加工端傳動軸或第二加工端傳動軸上的用于壓緊待加工材料的從動輪、連接第一加工端傳動軸及第ニ加工端傳動軸的第二加工端同步帶；第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪水平平行設(shè)置，第二掩模端同步帶輪與第二加工端同步帶輪分別并列設(shè)置于傳動軸兩端，帯狀掩模卷繞于第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于光路組件包括設(shè)置于整形后激光光束的光路上的第一平面反射鏡、設(shè)置于第一平面反射鏡反射光路上的第二平面反射鏡、設(shè)置于第二平面反射鏡反射光路上的第三平面反射鏡及設(shè)置于第三平面反射鏡反射光路上的可調(diào)聚焦鏡頭，可調(diào)聚焦鏡頭聚焦后光束的光路與整形后激光光束的光路垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置有ー個以上的中間掩模傳動輪，帯狀掩模卷繞于第一掩模端同步帶輪、第二掩模端同步帶輪上并通過中間掩模傳動輪張緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可回轉(zhuǎn)激光掩模在線式切割或刻印方法及系統(tǒng)，本發(fā)明方法為通過傳動機(jī)構(gòu)將掩模和待加工材料之間的運(yùn)動和速度進(jìn)行匹配，將激光光源發(fā)出的激光光束再通過光學(xué)組件按可循環(huán)運(yùn)作的掩模上的圖案對待加工材料進(jìn)行在線切割或刻印。本發(fā)明系統(tǒng)包括激光部，可高速回轉(zhuǎn)循環(huán)轉(zhuǎn)動的掩模，提供動力源并實(shí)現(xiàn)同步傳動的驅(qū)動和傳動部。本發(fā)明避免了激光光路組件的移動，消除了因光路組件的本身質(zhì)量慣性而限制激光切割和刻印的速度，達(dá)到提高激光切割和刻印速度的效果，消除了現(xiàn)有技術(shù)下光路組件運(yùn)動速度極限從而限制整體加工速度及在待加工材料運(yùn)動狀態(tài)下造成切割或刻印圖案變形的缺陷，有效提高了生產(chǎn)效率，降低了維護(hù)成本，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號B23K26/42GK102642090SQ20121009541
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者湯振華 申請人:湯振華