本發(fā)明涉及工程塑料技術領域，尤其涉及一種新型超窄耦合縫隙天線的激光三維制作設備和制作方法。

背景技術：

窄縫隙天線具有輪廓低、重量輕、加工簡單、易于與物體共形、批量生產(chǎn)、電性能多樣化、寬帶和與有源器件和電路集成為統(tǒng)一的組件等諸多特點，適合大規(guī)模生產(chǎn)，能簡化整機的制作與調(diào)試，從而大大降低成本?，F(xiàn)有的天線制作方法通常是在LDS或EBD的表面制作縫隙，然后將該縫隙與天線進行耦合，但是由于技術手段的限制，最小線寬度和最小線寬度也受到了極大的限制。LDS方法最小線寬度為0.2mm，最小線間距為0.3mm，而EBD最小線寬度為0.1mm，最小線間距為0.2mm。這在一定程度上限制了天線的性能調(diào)試。同時普通的LDS因為工藝技術達不到，在加工的過程中會伴有溢鍍、飛濺等現(xiàn)象，無法完成加工，增加5G天線對更細縫隙的需求，由于頻率更高，所以縫隙要更細。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種新型超窄耦合縫隙天線的激光三維制作設備和制作方法，結(jié)構簡單，使用方便，利用特殊的激光三維制作設備和方法在EBD鐳雕化鍍的Pattern表面切割出寬度為0.08mm至0.2mm的超窄縫隙，工藝簡單，控制精確，利用光纖激光作為切刀，不會產(chǎn)生溢鍍、飛濺等現(xiàn)象，是一種革新的方法，原有的工藝沒有辦法做出這種三維的細縫天線有效提高了天線的性能。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種新型超窄耦合縫隙天線的激光三維制作設備和制作方法，包括光纖激光器、擴束器、動態(tài)聚焦鏡、X振鏡、Y振鏡和平場聚焦鏡，其特征在于，所述的擴束器對激光進行空間整形，擴大光束直徑壓縮發(fā)散角，擴束器與動態(tài)焦距鏡連接，動態(tài)焦距鏡與X振鏡和Y振鏡連接，所述的Y振鏡下行設有將聚焦平面由原來的空間球面變?yōu)槠矫娴钠綀鼍劢圭R，所述的平場聚焦鏡正下方設有EBD鐳雕化鍍的Pattern表面。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的動態(tài)聚焦鏡和X振鏡和Y振鏡之間設有CCD監(jiān)控系統(tǒng)，所述的CCD監(jiān)控系統(tǒng)由成像光纖電路和CCD元件組成。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的加工裝置還設有FPGA+PLC控制模塊，所述的FPGA+PLC控制模塊與光纖激光器、動態(tài)聚焦鏡、振鏡以及CCD監(jiān)控系統(tǒng)進行連接并控制上述部分配合完成加工過程，所述的FPGA+PLC控制模塊上行與外部輸入設備連接。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的EBD鐳雕化鍍的Pattern表面上部設有三維掃描系統(tǒng)，所述的三維掃描系統(tǒng)通過FPGA+PLC控制器控制并由CCD監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，三維掃描系統(tǒng)與外部輸入設備之間設有數(shù)據(jù)整合裝置。

作為本方案的優(yōu)選實施例，該加工方法的步驟包括：第一，將需要加工的工程塑料零件安裝在激光照射區(qū)域內(nèi)的工裝卡具上面；第二，將需要激光照射的區(qū)域路徑通過繪圖軟件繪制好，并通過外部輸入設備傳輸給FPGA+PLC控制系統(tǒng)，三維掃描系統(tǒng)對加工部位進行三維掃描生成圖像，通過數(shù)據(jù)整合裝置將繪圖軟件圖和實際零件進行整合，然后形成加工效果圖，判斷是否合理，若合理進行下一步操作，若不合理，可在數(shù)據(jù)整合裝置內(nèi)直接進行調(diào)整；第三，通過CCD檢測系統(tǒng)觀察待加工零件是否安裝到位，是否需要進一步校正補償；第四，F(xiàn)PGA+PLC輸出控制信號，使得光纖激光器配合發(fā)出高峰值功率的準連續(xù)激光；第五，F(xiàn)PGA+PLC控制動態(tài)聚焦鏡改變聚焦高度和兩個振鏡的偏轉(zhuǎn)角度，使得激光焦點可以在三維空間內(nèi)任意移動，從而在被加工物體表面完成一條路徑的加工；第六，F(xiàn)PGA+PLC控制動態(tài)聚焦鏡改變聚焦高度和兩個振鏡的偏轉(zhuǎn)角度，使得加工位置移動至下一待加工路徑開始處；通過第四、第五和第六步驟地往復循環(huán)，從而在被加工零件表面完成所有的縫隙加工。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的EBD鐳雕化鍍的Pattern表面的三維表面通過激光照射完成超窄耦合縫隙的切割，整個過程通過FPGA+PLC控制模塊完成自動加工。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的FPGA+PLC控制模塊控制光纖激光器產(chǎn)生高峰值功率的準連續(xù)激光，通過動態(tài)聚焦鏡的移動完成對Z方向的移動，通過X振鏡的移動完成X方向的移動，通過Y振鏡的移動完成Y方向的移動。

作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的加工方法也可用于普通EBD化鍍層，其工藝方法為利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的普通EBD化鍍層表面迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，從而實現(xiàn)將工件割開。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：

結(jié)構簡單，使用方便，利用特殊的激光三維制作設備和方法在EBD鐳雕化鍍的Pattern表面切割出寬度為0.08mm至0.2mm的超窄縫隙，工藝簡單，控制精確，利用光纖激光作為切刀，不會產(chǎn)生溢鍍、飛濺等現(xiàn)象，有效提高了天線的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請實施的結(jié)構示意圖；

圖2是本申請實施的FPGA+PLC控制模塊結(jié)構示意圖；

圖1-圖2中，1、光纖激光器，2、擴束鏡，3、動態(tài)聚焦鏡，4、CCD監(jiān)控系統(tǒng)，5、X振鏡，6、Y振鏡，7、平場聚焦鏡，8、EBD鐳雕化鍍的Pattern表面，9、三維掃描系統(tǒng)，10、光纖電路，11、CCD元件，12、FPGA+PLC控制器，13、外部輸入設備，14、數(shù)據(jù)整合裝置。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種新型超窄耦合縫隙天線的激光三維制作設備和制作方法，結(jié)構簡單，使用方便，利用特殊的激光三維制作設備和方法在EBD鐳雕化鍍的Pattern表面切割出寬度為0.08mm至0.2mm的超窄縫隙，工藝簡單，控制精確，利用光纖激光作為切刀，不會產(chǎn)生溢鍍、飛濺等現(xiàn)象，有效提高了天線的性能。

為了更好的理解上述技術方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。

如圖1-圖2所示，一種新型超窄耦合縫隙天線的激光三維制作設備和制作方法，包括光纖激光器1、擴束器2、動態(tài)聚焦鏡3、X振鏡5、Y振鏡6和平場聚焦鏡7，其特征在于，所述的擴束器2對激光進行空間整形，擴大光束直徑壓縮發(fā)散角，擴束器2與動態(tài)焦距鏡3連接，動態(tài)焦距鏡3與X振鏡5和Y振鏡6連接，所述的Y振鏡6下行設有將聚焦平面由原來的空間球面變?yōu)槠矫娴钠綀鼍劢圭R7，所述的平場聚焦鏡7正下方設有EBD鐳雕化鍍的Pattern表面8。

其中，在實際應用中，所述的動態(tài)聚焦鏡3和X振鏡5和Y振鏡6之間設有CCD監(jiān)控系統(tǒng)4，所述的CCD監(jiān)控系統(tǒng)4由成像光纖電路10和CCD元件11組成。

其中，在實際應用中，所述的加工裝置還設有FPGA+PLC控制模塊12，所述的FPGA+PLC控制模塊12與光纖激光器1、動態(tài)聚焦鏡3、振鏡以及CCD監(jiān)控系統(tǒng)4進行連接并控制上述部分配合完成加工過程，所述的FPGA+PLC控制模塊12上行與外部輸入設備13連接。

其中，在實際應用中，所述的EBD鐳雕化鍍的Pattern表面8上部設有三維掃描系統(tǒng)9，所述的三維掃描系統(tǒng)9通過FPGA+PLC控制器12控制并由CCD監(jiān)控系統(tǒng)4進行監(jiān)控，三維掃描系統(tǒng)9與外部輸入設備13之間設有數(shù)據(jù)整合裝置14。

其中，在實際應用中，該加工方法的步驟包括：第一，將需要加工的工程塑料零件安裝在激光照射區(qū)域內(nèi)的工裝卡具上面；第二，將需要激光照射的區(qū)域路徑通過繪圖軟件繪制好，并通過外部輸入設備13傳輸給FPGA+PLC控制器12，三維掃描系統(tǒng)9對加工部位進行三維掃描生成圖像，通過數(shù)據(jù)整合裝置14將繪圖軟件圖和實際零件進行整合，然后形成加工效果圖，判斷是否合理，若合理進行下一步操作，若不合理，可在數(shù)據(jù)整合裝置內(nèi)直接進行調(diào)整；第三，通過CCD監(jiān)控系統(tǒng)4觀察待加工零件是否安裝到位，是否需要進一步校正補償；第四，F(xiàn)PGA+PLC控制器12輸出控制信號，使得光纖激光器1發(fā)出高峰值功率的準連續(xù)激光；第五，F(xiàn)PGA+PLC控制器12控制動態(tài)聚焦鏡3改變聚焦高度和兩個振鏡的偏轉(zhuǎn)角度，使得激光焦點可以在三維空間內(nèi)任意移動，從而在被加工物體表面完成一條縫隙的加工；第六，F(xiàn)PGA+PLC控制器12控制動態(tài)聚焦鏡3改變聚焦高度和兩個振鏡的偏轉(zhuǎn)角度，使得加工位置移動至下一待加工路徑開始處；通過第四、第五和第六步驟地往復循環(huán)，從而在被加工零件表面完成所有的縫隙加工。

其中，在實際應用中，所述的EBD鐳雕化鍍的Pattern表面8的三維表面通過激光照射完成超窄耦合縫隙的切割，整個過程通過FPGA+PLC控制器12完成自動加工。

其中，在實際應用中，所述的FPGA+PLC控制器12控制光纖激光器1產(chǎn)生高峰值功率的準連續(xù)激光，通過動態(tài)聚焦鏡3的移動完成對Z方向的移動，通過X振鏡5的移動完成X方向的移動，通過Y振鏡6的移動完成Y方向的移動。

其中，在實際應用中，所述的加工方法也可用于普通EBD化鍍層，其工藝方法為利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的普通EBD化鍍層表面迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，從而實現(xiàn)將工件割開。

其中，在本實施例中，具體激光工藝參數(shù)如下：脈寬為4ns、功率為5W、速度為200mm/s、頻率為20KHz。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實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)明技術方案的范圍內(nèi)。