本實用新型涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種激光加工裝置。

背景技術：

激光加工的本質是利用激光聚焦后的高能量密度在材料表面形成一個燒蝕坑，然后通過輔助的運動裝置形成加工形狀。在實際應用中，厚度小于50μm的超薄材料可能只需一次即可完成穿透加工，但如果材料較厚，則需要多次切割以完全穿透材料。對于厚度小于200μm的薄片材料，可采用相對簡單的工藝，即多道切割同時進行，且每道切割都沿著完全相同的軌跡，并使用相同的條件。但是，對于較厚的材料，受激光衰減影響，會降低處理效率。現有技術中，當切割較厚材料時，通常采用改變聚焦鏡焦距或光束直徑的方式，使光斑尺寸達到合適值來進行切割，但這種方法會降低入射激光的功率，從而影響加工效率，導致在切割加工時不能明顯去除切縫處的材料。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種既能擴大切縫寬度又能避免激光衰減，進而提高激光加工效率的加工裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案。

一種激光加工裝置，其包括有激光器及一驅動機構，沿激光器的激光束出射方向依次設有一能夠轉動的光學機構及一用于承載工件的載臺，其中：所述光學機構用于將激光束折射，以令該光學機構輸出側和輸入側的激光束相平行且存在間距，當所述光學機構轉動時，其輸出側激光束以輸入側激光束為軸心進行旋轉；所述驅動機構用于驅使旋轉的激光束和工件產生相對位移，以令激光束在工件上形成螺旋形切割軌跡。

優選地，所述光學機構包括有結構相同的兩個光楔，兩個光楔的斜面相對，且兩個光楔反向設置，藉由兩個光楔而將激光束進行兩次折射，使得光學機構的輸出側激光束與輸入側激光束相平行。

優選地，兩個光楔的斜面相平行。

優選地，所述驅動機構用于驅使一掃描振鏡偏轉，所述掃描振鏡用于將旋轉的激光束反射至工件上，并且當所述掃描振鏡偏轉時驅使激光束在工件上形成螺旋形切割軌跡。

優選地，所述驅動機構用于驅使載臺平移，以令工件與旋轉的激光束產生相對位移。

優選地，所述掃描振鏡的輸出側設有聚焦透鏡，所述聚焦透鏡用于將激光束聚焦于工件上而形成聚焦點。

優選地，所述光學機構的輸入側設有擴束鏡，所述擴束鏡用于調整激光束的直徑。

優選地，還包括有一控制器，所述控制器用于控制激光器出射激光束、用于控制光學機構的旋轉速度以及用于控制掃描振鏡的偏轉角度。

本實用新型公開的激光加工裝置中，激光器發出的激光束傳輸至光學機構時，光學機構將激光束折射，使得光學機構兩側的激光束相互平行，當光學機構轉動時，其輸出側激光束以輸入側激光束為軸心線進行旋轉，該旋轉激光束的聚焦點在工件上形成圓形移動軌跡，當驅動機構驅使旋轉的激光束和工件產生相對位移時，圓形切割軌跡變成螺旋形，利用該螺旋形切割軌跡，在工件上形成具有一定寬度的切縫，使得切縫可以更深，進而能夠加工較厚的工件，同時，無需改變激光束的直徑，避免了激光衰減，結合以上兩點，使得本實用新型實現了既能擴大切縫寬度又能避免激光衰減的效果，進而提高加工質量和加工效率。

附圖說明

圖1為本實用新型激光加工裝置的結構示意圖。

圖2為利用激光加工裝置對工件進行切割后的切縫放大圖。

圖3為本實用新型激光加工方法的流程圖。

圖4為利用現有工藝切割和利用本實用新型切割后的切縫對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作更加詳細的描述。

本實用新型公開了一種激光加工裝置，結合圖1和圖2所示，其包括有激光器1及一驅動機構，沿激光器1的激光束出射方向依次設有一能夠轉動的光學機構2及一用于承載工件100的載臺4，其中：

所述光學機構2用于將激光束折射，以令該光學機構2輸出側和輸入側的激光束相平行且存在間距，當所述光學機構2轉動時，驅使其輸出側激光束以輸入側激光束為軸心進行旋轉；

所述驅動機構用于驅使旋轉的激光束和工件100產生相對位移，以令激光束在工件100上形成螺旋形切割軌跡101。

上述激光加工裝置中，激光器1發出的激光束傳輸至光學機構2時，光學機構2將激光束折射，使得光學機構2兩側的激光束相互平行，當光學機構2轉動時，其輸出側激光束以輸入側激光束為軸心線進行旋轉，該旋轉激光束的聚焦點在工件100上形成圓形移動軌跡，當驅動機構驅使旋轉的激光束和工件100產生相對位移時，圓形切割軌跡變成螺旋形，利用該螺旋形切割軌跡，在工件100上形成具有一定寬度的切縫，使得切縫可以更深，進而能夠加工較厚的工件，同時，無需改變激光束的直徑，避免了激光衰減，結合以上兩點，使得本實用新型實現了既能擴大切縫寬度又能避免激光衰減的效果，進而提高加工質量和加工效率。

作為一種優選方式，所述光學機構2包括有結構相同的兩個光楔20，兩個光楔20的斜面相對，且兩個光楔20反向設置，藉由兩個光楔20而將激光束進行兩次折射，并使得光學機構2的輸出側激光束與輸入側激光束相平行。進一步地，兩個光楔20的斜面相平行。

其中，兩個光楔20優選是棱鏡，二者的斜面平行相對，兩個光楔20反向設置，使得兩個光楔20結合呈類似長方體的形狀。使用時，通過調整兩個光楔20在徑向的相對位置，使得激光束的折射方向得以調節，隨之調整了光學機構2輸出側激光束與輸入側激光束的垂線距離，此項調整將改變旋轉激光束的半徑，即調整了切縫的寬度。

本實施例中，關于驅動機構的優選結構，所述驅動機構用于驅使一掃描振鏡3偏轉，所述掃描振鏡3用于將旋轉的激光束反射至工件100上，并且當所述掃描振鏡3偏轉時驅使激光束在工件100上形成螺旋形切割軌跡101。具體地，當掃描振鏡3偏轉時，激光束與工件100發生相對移動，此時圓形切割軌跡變成螺旋形。本實用新型優選采用掃描振鏡3控制切割軌跡，但是這僅是本實用新型的一個較佳的實施例，并不用于限制本實用新型，在本實用新型的其它實施例中，所述驅動機構還可用于驅使載臺4平移，以令工件100與旋轉的激光束產生相對位移。

本實施例中，所述掃描振鏡3的輸出側設有聚焦透鏡5，所述聚焦透鏡5用于將激光束聚焦于工件100上而形成聚焦點。所述光學機構2的輸入側設有擴束鏡6，所述擴束鏡6用于調整激光束的直徑。

為了實現自動控制，該激光加工裝置還包括有一控制器，所述控制器用于控制激光器1出射激光束、用于控制光學機構2的旋轉速度以及用于控制掃描振鏡3的偏轉角度。其中，光學機構2和掃描振鏡3均可以由電機等進行驅動運轉，而控制器可以對這些電機等進行電氣控制，進而實現對光學機構2旋轉速度和掃描振鏡3偏轉角度的控制，使得激光加工裝置能夠按預設路徑對工件進行加工。

基于上述激光加工裝置，本實用新型還公開一種激光加工方法，結合圖1至圖3所示，該方法基于一激光加工裝置實現，所述激光加工裝置包括有激光器1及一驅動機構，沿激光器1的激光束出射方向依次設有一能夠轉動的光學機構2及一用于承載工件100的載臺4，所述激光加工方法包括如下步驟：

步驟S1，激光器1出射激光束至光學機構2；

步驟S2，所述光學機構2用于將激光束折射，并使得光學機構2輸出側和輸入側的激光束相平行且存在間距；

步驟S3，所述光學機構2轉動，并驅使其輸出側激光束以輸入側激光束為軸心進行旋轉；

步驟S4，所述驅動機構驅使旋轉的激光束和工件100產生相對位移；

步驟S5，激光束在工件100上形成螺旋形切割軌跡101。

請參照圖4，A是利用本實用新型激光加工方法切割后的切縫，B是利用現有工藝切割后的切縫，可見利用本實用新型激光加工方法切割后，切縫具有一定的寬度，所以更適合加工較厚的工件。

進一步地，所述光學機構2包括有結構相同的兩個光楔20，兩個光楔20的斜面相對，且兩個光楔20反向設置，藉由兩個光楔20而將激光束進行兩次折射，使得光學機構2的輸出側激光束與輸入側激光束相平行，通過調整兩個光楔20在徑向的相對位置，進而調整螺旋形切割軌跡101的寬度。

其中，兩個光楔20優選是棱鏡，二者的斜面平行相對，兩個光楔20反向設置，使得兩個光楔20結合呈類似長方體的形狀。使用時，通過調整兩個光楔20在徑向的相對位置，使得激光束的折射方向得以調節，隨之調整了光學機構2輸出側激光束與輸入側激光束的垂線距離，此項調整將改變旋轉激光束的半徑，即調整了切縫的寬度。

本實用新型公開的激光加工裝置及激光加工方法，其通過將激光光束偏轉和旋轉，使得激光束沿激光器出射激光束的光軸線形成一個錐形掃描軌跡，經過掃描振鏡掃描后在材料表面形成螺旋掃描，切縫寬度由螺旋的外徑決定而不是取決于激光光斑尺寸，因此，無需改變激光束半徑，進而實現切割材料時切縫寬度可控，以提高切割質量與效率。

以上所述只是本實用新型較佳的實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的技術范圍內所做的修改、等同替換或者改進等，均應包含在本實用新型所保護的范圍內。