1.本发明属于激光加工技术领域，具体为一种膜材打孔高精度大幅面加工系统及方法，适用于各种膜材大幅面加工，主要应用于3c行业所需的柔性材料大幅面高精度加工，不局限于打孔，易可划线、刻槽等。
背景技术：2.pi薄膜，即聚酰亚胺薄膜，是目前世界上性能最好的薄膜绝缘材料，广泛用于微电子领域。因其具有较高的耐油、耐温和低介电损耗等优异性能，常用做电缆绝缘材料、隔热材料、记录载波材料等，特别是应用在柔性线路板上。
3.传统的柔性线路板是将pi膜表面覆铜后，再进行钻孔、蚀刻等工艺操作，这一过程中会产生大量覆铜后残渣，造成金属原材料浪费，增加生产成本。并且，传统先覆铜再加工的流程是先对铜箔进行蚀刻形成孔的图形，再根据需要分别去除绝缘层上下表面覆铜形成通孔，其会导致通孔上下位置存在精度偏差，从而制约钻孔的孔径大小，不利于微米级孔的加工。
4.此外，pi膜极其薄，工业中常用的厚度只有12～75um，而传统的机台加工一般是加工平台和激光器出光一起联动，这就会导致膜材表面极易划伤，使膜材报废，影响后续工艺制成。
5.现有激光加工中，大幅面加工受限于平台所用透镜的有效加工幅面，对于超过透镜有效加工幅面的情况则需要通过拼接实现大幅面加工，如公开号为cn113664378a的中国专利于2021年11月19日公开的一种大幅面拼接打标机，其通过移动激光器主体和轴承滑动实现大幅面拼接，需要人为的滑动机台，对于大幅面图档的拼接处存在较大误差，不适用于高精度的一体化自动化生产。
6.因此，亟需提供一种加工系统，能够在极薄膜材上加工出微米级孔，且不划伤膜材表面，并能够实现高精度的大幅面自动化加工。
技术实现要素：7.为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种膜材打孔高精度大幅面加工系统及方法，用于解决上述至少一个技术问题。
8.根据本发明说明书的一方面，提供一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，包括激光装置、辅助装置和控制装置；其中，
9.激光装置包括：激光器，用于产生激光脉冲；扩束镜，用于扩束激光器产生的脉冲光斑大小；反射镜组，用于光路折返；振镜，用于控制膜材样品单个幅面范围内图档加工；透镜，用于聚焦从振镜出来的激光光束，并入射到膜材样品上；
10.辅助装置包括：卷绕机，用于膜材物料输送及收卷；抽尘组件，随振镜同步运动，用于抽走加工产生的浮尘；吸附组件，位于载物平台下方，用于吸附加工残渣同时固定膜材样品；红外测高组件，随直线电机的x轴、y轴同步运动，用于监测膜材样品所处载物平台上整
幅面的水平；
11.控制装置包括：视觉定位组件，用于定位图档加工位置；两路飞行光路，用于在振镜加工完一个单幅面图档后，根据系统路径自动运行到下一个单幅面图档加工位置进行加工，以实现图档大幅面拼接；z向升降轴，与直线电机的y轴联动，用于控制加工过程中的光束聚焦焦点；u轴，用于控制卷绕机传输膜材物料时载物平台的升降；加工软件，用于加载大幅面cad图档并自动分割成若干个单幅面大小图档。
12.上述技术方案在开始加工前，调整激光光路，使激光脉冲聚焦于样品表面且能对膜材样品进行单个幅面范围内的图档加工，接着固定膜材样品，使其在加工过程中不移动，避免划伤膜材表面；然后倒入大幅面图档，经由幅面切割得到单个加工幅面图档；通过视觉定位组件和加工软件配合，得到图档加工坐标；在激光加工时，u轴载着载物平台运行到加工位，自动吸附膜材，激光光束会沿图档路径进行加工，加工完一个单幅面图档后，会自动运行到下一个阵列的单幅面图档位置加工，直至所有图档加工完；此时，u轴载着载物平台下降，吸附自动断开，卷绕机右端收料一个完整幅面膜材长度；随后卷绕机左端送料一个完整幅面面膜材长度，进入下一个自动加工系统循环。
13.上述技术方案通过激光装置、辅助装置和控制装置的相互配合，在不划伤膜材表面、不需额外滑动机台的情况下，实现了膜材的大幅面自动化加工，并通过两路飞行光路保证了大幅面拼接精度。
14.上述技术方案在激光加工的同时，通过吸附组件完成残渣吸附和膜材样品的真空吸附固定，通过抽尘装置抽走上部灰尘，从而消除加工过程中物料残渣及粉尘对加工效果的影响，同时，还经由红外测高组件监测整幅面的水平，保证幅面加工精度。
15.作为进一步的技术方案，反射镜组包括：反射镜一、反射镜二，安装在机台底座上，用于控制y向飞行光路；反射镜三，安装在直线电机的y轴上，用于控制x向飞行光路；反射镜四，安装在直线电机的x轴上且随x轴同步运动；反射镜五，安装在z向升降轴上且随z向升降轴同步运动。
16.反射镜一和反射镜二装在二维调节镜架中，镜架中有螺丝，可调节反射镜上下左右方向。反射镜一、反射镜二的镜架安装在机台底座上，镜架是固定不动的。
17.上述技术方案形成有两路飞行光路，一路为y向飞行光路，一路为x向飞行光路，这里的x向、y向与直线电机的x轴、y轴方向相同。在膜材整幅面加工过程中，膜材样品不动，通过两路飞行光路实现大幅面拼接加工，相对于现有加工平台和激光器出光一起联动实现大幅面拼接而言，本方案解决了加工平台随振镜联动导致膜材表面极易划伤的问题，避免了膜材加工过程中的膜材表面划伤损耗。
18.作为进一步的技术方案，反射镜三的镜座上设有微调导轨，用于与镜座一起实现六个方向调节。镜座中的螺丝可控制上下左右四个方向，导轨可控制前后两个方向。
19.只有反射镜三具有可微调导轨，是因为反射镜三控制x向飞行光路与x轴平行，单独的一块反射镜通过镜座调节六个方向难以实现，所以需要加微调导轨来一起实现。
20.反射镜四和反射镜五只需控制光路与机台加工平台垂直，平台焦点确定后，反射镜五几乎不需要移动。
21.反射三、反射镜四、反射镜五都是安装在镜架上，镜架再安装在轴上。
22.作为进一步的技术方案，直线电机的x轴、y轴与载物平台表面平行，z向升降轴、u
轴与载物平台表面垂直；u轴安装于载物平台下方，z向升降轴安装于载物平台上方，u轴与z向升降轴平行。
23.具体地，直线电机的x轴、y轴与载物平台表面平行，便于直线电机带动振镜沿x向、y向移动时，实现对载物平台上膜材样品的加工。z向升降轴与载物平台表面垂直，且安装于载物平台上方，便于直线电机驱动其上下移动，带动其上安装的反射镜五上下移动，进而控制加工过程中的光束聚焦焦点。u轴与载物平台表面垂直，且安装于载物平台下方，便于直线电机驱动其上下移动，以控制卷绕机传输物料时载物平台的升降。
24.作为进一步的技术方案，反射镜五、振镜、透镜、红外测高组件、视觉定位组件、抽尘组件均安装在工装夹具上，工装夹具随直线电机的x轴和y轴联动，同时随z向升降轴同步运动。
25.通过工装夹具固定上述各部件，经由直线电机驱动工装夹具沿x向、y向或z向移动时，使前述各部件作为一个整体沿x向、y向或z向移动。加工过程中，红外测高跟随系统联动，可随时实时监测加工平台的高度、水平度，若误差过大，会直接反馈给系统。
26.由于pi膜具有较强的静电吸附作用，加工过程残渣若不及时带走会覆盖在后续未加工区域，造成孔堵塞，因此将抽尘安装在工装夹具上，可随振镜联动，加工过程中及时带走粉尘和残渣。
27.作为进一步的技术方案，吸附组件包括治具，治具的中心区域布满阵列孔洞，孔洞的直径大于加工图档中圆的直径。
28.吸附组件的治具中心区域布满了阵列的孔洞，孔的直径大于加工图档中圆的直径，呈蜂窝状，能有效均匀的分布吸力，其与上方的载物平台放上样品后形成一个密闭的真空系统；载物平台与蜂窝状板之间，有一定密闭范围的空腔。此种设计一方面有利于产生的膜材残渣或铜箔金属等较重的残渣下落到腔体中被带走，使加工材料不局限于pi膜，另一方面对于极柔软的pi膜材起均匀分布吸附支撑固定作用，防止局部区域吸力太强，引起膜材凹陷，影响精度和工艺效果。而振镜上方的抽尘只起到带走空气中粉尘的作用。
29.作为进一步的技术方案，激光器的脉宽为100fs～10ps，波长为355～1064nm；振镜的速度为0～20000mm/s，精度为
±
2.5um；透镜为远心透镜，单幅面内平面度焦深范围在0.1mm范围内；激光脉冲的光斑直径为3～20um。
30.进一步地地，所述载物平台整幅面的水平度在20um的范围内，为确保整幅面加工精度。
31.进一步地，所述飞行光路上反射镜调节镜座，能抵抗运动控制系统运行过程中产生的应力，不使光路产生偏移。反射镜三、反射镜四和反射镜五加工过程中，其镜座均需要移动，以抵抗运动控制系统产生的的应力。
32.反射镜一和反射镜二的镜座是固定在夹具上的，用于调式y轴光路，加工过程中不需要动，所以其镜座是普通的镜座。
33.上述技术方案通过系统配置，保证大幅面图档高精度拼接的效果。通过对激光器、振镜、透镜、激光光斑、载物平台整幅面水平度及反射镜调节镜架的选型配置，结合软件控制，实现一体化自动化生产，实现大幅面图档高精度的自动化拼接加工。
34.根据本发明说明书的一方面，提供一种膜材打孔高精度大幅面加工方法，采用所述的系统实现，所述方法包括：
35.调整好激光器的光路，使激光器光束聚焦于膜材表面，并分别调整好z向升降轴、u轴升和降的位置；
36.将膜材固定在卷绕机左端的上料机上，调节好位置，再将膜材穿过机台，位于载物平台上方，另一端固定在卷绕机右端的收料机上；
37.导入大幅面cad图档，输入透镜幅面数值，根据透镜幅面自动分割大幅面cad图档，形成n1xn2个阵列图档；
38.捕捉第一个图档的位置坐标和整幅面图档偏移角度并输入到加工软件中，获取其余阵列图档加工坐标；
39.开始加工，u轴载着载物平台上升到加工位，自动吸附膜材；
40.激光光束沿图档路径进行加工，加工完一个单幅面图档后，经由两路飞行光路自动运行到下一个阵列的单幅面图档位置加工，直至所有图档加工完；
41.u轴载着载物平台下降，吸附自动断开，卷绕机右端收料一个完整幅面膜材长度。
42.在完成一个完整幅面膜材长度的加工后，卷绕机左端送料一个完整幅面面膜材长度到载物平台上，自动进入下一个加工系统循环。
43.上述技术方案在调整好激光光路后，对待加工的膜材进行固定，在加工过程中不移动膜材，避免对膜材表面的划伤；在单幅面加工图档加工完成后，经由两路飞行光路根据系统路径自动运行到下一个单幅面图档加工位置加工，在无需滑动机台的情况下实现了图档大幅面拼接，且保证了拼接精度；并且，经由u轴控制载物平台的升降，实现加工完成后物料的自动收卷。
44.上述技术方案中，载物平台治具上的孔是和图档一致的，加工过程中产生的残渣部分会通过载物平台的孔掉落在下方的吸附治具中带走，同时加工过程中产生的粉尘也会随载物平台上方的抽尘组件及时带走。
45.经过物镜形成的聚焦光斑作用于载物平台上的膜材样品表面，激光光束在单个透镜幅面内沿图档路径加工，加工完单个幅面后会依次移动到下一个加工位置，产生残渣及粉尘经吸附平台下方孔洞和载物平台上方抽尘系统带走，避免二次烧伤对孔边缘效果产生影响。
46.作为进一步的技术方案，加工软件分割图档时，若尺寸不能整数倍，则自动分割得到的n1xn2个阵列图档的整体幅面会略大于输入的cad图档幅面，但加工的整体图档有效尺寸是一样的。
47.作为进一步的技术方案，加工软件自动分割后形成的图档，需在图档打标界面设置激光加工的参数，包括：激光器功率、频率、振镜扫描速度、跳转速度、开/关光延时、加工次数。
48.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
49.(1)本发明通过激光装置、辅助装置和控制装置的相互配合，在不划伤膜材表面、不需额外滑动机台的情况下，实现了膜材的大幅面自动化加工，并通过两路飞行光路保证了大幅面拼接精度。
50.(2)本发明在激光加工的同时，通过吸附组件完成残渣吸附和膜材样品的真空吸附固定，通过抽尘装置抽走上部灰尘，从而消除加工过程中物料残渣及粉尘对加工效果的影响，同时，还经由红外测高组件监测整幅面的水平，保证幅面加工精度。
51.(3)本发明通过对吸附组件的设计，一方面有利于产生的膜材残渣或铜箔金属等较重的残渣下落到腔体中被带走，使加工材料不局限于pi膜，另一方面对于极柔软的pi膜材起均匀分布吸附支撑固定作用，防止局部区域吸力太强，引起膜材凹陷，影响精度和工艺效果。
附图说明
52.图1为本发明实施例中一种膜材打孔高精度大幅面加工系统的结构示意图。
53.图2为本发明实施例中pi膜30um孔显微镜放大100x示意图；
54.图3为本发明实施例中pi膜50um孔显微镜放大100x示意图；
55.图4为本发明实施例中pi膜75um孔显微镜放大100x示意图；
56.图5为本发明实施例中pi膜100um孔显微镜放大100x示意图；
57.图6为本发明实施例中pi膜2mm孔显微镜放大20x示意图；
58.图7本发明实施例中pi膜表面划伤显微镜示意图。
59.图中：1、激光器；2、扩束镜；3：振镜；4、透镜；5、膜材物料；6、载物平台；7、吸附组件；8、u轴；9、红外测高组件；10、ccd相机定位系统；11、抽尘组件；12、卷绕机送卷系统；13、卷绕机收卷系统；14、工装夹具；15、反射镜一；16、反射镜二；17、反射镜三；18、反射镜四；19、反射镜五。
具体实施方式
60.以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.如图1所示，本发明提供了一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，沿光路传播路径，所述加工系统依次包括激光器1、扩束镜2、反射镜一15、反射镜二16、反射镜三17、反射镜四18、反射镜五19、振镜3、透镜4、载物平台6、吸附组件7、u轴8、红外测高组件9、ccd相机定位系统10、抽尘组件11、卷绕机送卷系统12、卷绕机收卷系统13、工装夹具14。
63.上述系统中，激光器1的出口光束与扩束镜2同轴。
64.反射镜一15和反射镜二16固定在机台底座上，调试y轴飞行光路。
65.反射镜三17安装在直线电机y轴上，可随y轴一起运行，为第一路飞行光路。
66.反射镜三17的镜座上有可微调导轨，与镜座一起可实现4个方向调节，用于调试x轴飞行光路。
67.反射镜四18安装x轴上，可随x轴一起运行。
68.反射镜五19、振镜3、透镜4、红外测高组件9、ccd相机定位系统10、抽尘组件11均安
装在工装夹具14上，工装夹具14安装在z轴上，可上下移动，而z轴又安装在x轴上，可随x和y轴联动；x轴、y轴与载物平台6表面平行，z轴、u轴与载物平台6表面垂直。
69.具体地，位于机台左端的卷绕机11用于输送物料，物料经左端卷绕机穿过加工平台到右端卷绕机12，加工完一个整幅面样品后，右端卷绕机12再对物料进行收卷。卷绕机收卷与对卷属于现有技术，在此不再详细描述。
70.抽尘组件11跟随振镜一起运动，及时抽走加工过程产生的浮尘。吸附组件7位于载物平台6下方，带走加工过程产生的残渣同时对膜材物料起一定的真空吸附固定作用。红外测高组件9安装在振镜旁边，可随x、y轴运动，用于监测载物平台整幅面的水平。
71.具体地，视觉定位组件用于定位图档加工位置，ccd相机视觉定位系统自动捕捉图档mark点后，形成的图档起点坐标和整幅面图档与载物平台的加工角度会自动导入到加工软件加工界面。
72.两路飞行光路用于实现图档大幅面拼接，大幅面图档会在加工软件中自动分割成若干个有效单个振镜幅面大小图档，振镜加工完一个单幅面图档后，飞行光路会根据系统路径自动运行到下一个单幅面图档加工位置加工。
73.安装于载物平台上方，与y轴联动的z向升降轴，用于控制加工过程中的光束聚焦焦点。
74.安装于载物平台下方的u轴控制卷绕机传输物料时载物平台的升降，载物平台升起时加工图档，载物平台下降时，卷绕机收卷，带走加工完成的物料。
75.加工软件用于加载大幅面cad图档进行自动分割加工，控制整个平台的自动化过程。
76.本实施例中，设置吸附组件和振镜同步运行的抽尘组件，两者均具有及时排走粉尘残渣作用，但有所区别。吸附组件的治具中心区域布满了阵列的孔洞，孔的直径大于加工图档中圆的直径，呈蜂窝状，能有效均匀的分布吸力，其与上方的载物平台放上样品后形成一个密闭的真空系统；载物平台与蜂窝状板之间，有一定密闭范围的空腔，此种设计一方面有利于产生的膜材残渣或铜箔金属等较重的残渣下落到腔体中被带走，使加工材料不局限于pi膜，另一方面对于极柔软的pi膜材起均匀分布吸附支撑固定作用，防止局部区域吸力太强，引起膜材凹陷，影响精度和工艺效果。而振镜上方的抽尘组件只起到带走空气中粉尘的作用。
77.本实施例中，激光器采用的紫外皮秒设备，脉宽10ps，波长355nm，频率100～2000khz，功率0～25w；激光在焦点处形成的聚焦光斑4～10um；振镜选用的高精度数字振镜，速度0～20000mm/s，精度为
±
2.5um；透镜为远心透镜，单幅面内平面度焦深范围在0.1mm范围内；载物平台整幅面的水平度在20um的范围内；两路飞行光路在行程范围为300x600mm；抽尘和吸附系统压强0～40mpa。
78.本发明在开始加工前，调整激光光路，使激光脉冲聚焦于样品表面且能对膜材样品进行单个幅面范围内的图档加工，接着固定膜材样品，使其在加工过程中不移动，避免划伤膜材表面(如图7所示的pi膜表面划伤)；然后倒入大幅面图档，经由幅面切割得到单个加工幅面图档；通过视觉定位组件和加工软件配合，得到图档加工坐标；在激光加工时，u轴载着载物平台运行到加工位，自动吸附膜材，激光光束会沿图档路径进行加工，加工完一个单幅面图档后，会自动运行到下一个阵列的单幅面图档位置加工，直至所有图档加工完；此
时，u轴载着载物平台下降，吸附自动断开，卷绕机右端收料一个完整幅面膜材长度；随后卷绕机左端送料一个完整幅面面膜材长度，进入下一个自动加工系统循环。
79.与上述加工系统相对应，本发明还提供了一种膜材膜材打孔高精度大幅面加工方法，此次加工选用的pi膜厚75um，图档幅面250x520mm，透镜单个加工幅面43x43mm，具体加工方法如下：
80.第一步：检查机台加工软件，将所有运动控制系统回零，调式光路，直至两路飞行光路在x、y轴300x600mm行程范围内，透镜下方聚焦光斑的质心坐标小于100um；
81.第二步：打开红外测高系统，在载物平台幅面内随机滑动，调节载物平台的高度，直至载物平台整个幅面的水平度在20um范围内为止；
82.第三步：将膜材装在卷绕机送卷端再穿过机台平铺在载物平台上，再固定在卷绕机收卷端上，打开吸附和抽尘组件，设置压强0.4mpa，设置u、z轴参数，使激光光束焦点聚焦于膜材表面，分别为u1、z1；卷绕机收卷时，u轴参数为u2；
83.第四步：打开加工软件，导入需要加工的cad图档250x520mm，点击软件界面分割，会自动分割成6x13个阵列的图档。软件分割图档是按照透镜单个加工幅面43x43mm进行分割的，分割后的图档尺寸为6x43＝258mm、13x43＝559mm，即258x559命名，略微大于cad图档尺寸。此处，根据透镜幅面的不同和cad图档尺寸的不同，可自行分配，只要分割的尺寸大于cad图档尺寸即可。打开ccd，ccd视觉系统会自动捕捉图档上的mark点，然后输入分割后图档第一个单幅面的坐标，然后再自动生成阵列的6x13个图档的坐标。
84.第五步：在加工软件界面加载的分割后的打标图档界面输入加工参数，激光器的出光功率4w、频率2000khz、振镜扫描速度1000mm/s、跳转速度500mm/s、开/关延时70/150us、加工次数2次；
85.第六步：点击加工软件控制界面的加工按钮，卷绕机会自动输入一个cad幅面长度的pi膜物料，u轴自动上升到u1位置，吸附系统自动打开，z轴运行到z1位置，x、y轴自动运行到自动分割的第一个单幅面图档位置，激光器出光，沿图档路径自动加工，加工完第一个单幅面图档后，x、y轴会自动运行到自动分割的第二个单幅面图档位置，激光器出光自动加工，依次内推，直到加工完所有阵列的图档，即一个完整的cad大幅面图档加工完成后，吸附系统会自动断开，u轴自动下降到u2位置，卷绕机收卷系统自动收卷一个cad幅面长度的pi膜物料，至此一个cad大幅面的图档自动化加工完成。随后，卷绕机送料端在继续输入一个cad幅面长度的pi膜物料，进入下一个系统循环。直到一卷膜材全部加工完成后，取下完整的加工膜材即可。
86.本次加工的75um厚的pi膜局部区域的孔直径30um、50um、75um、100um、2mm显微示意图如图2～6所示。
87.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
技术特征：1.一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，包括激光装置、辅助装置和控制装置；其中，激光装置包括：激光器，用于产生激光脉冲；扩束镜，用于扩束激光器产生的脉冲光斑大小；反射镜组，用于光路折返；振镜，用于控制膜材样品单个幅面范围内图档加工；透镜，用于聚焦从振镜出来的激光光束，并入射到膜材样品上；辅助装置包括：卷绕机，用于膜材物料输送及收卷；抽尘组件，随振镜同步运动，用于抽走加工产生的浮尘；吸附组件，位于载物平台下方，用于吸附加工残渣同时固定膜材样品；红外测高组件，随直线电机的x轴、y轴同步运动，用于监测膜材样品所处载物平台上整幅面的水平；控制装置包括：视觉定位组件，用于定位图档加工位置；两路飞行光路，用于在振镜加工完一个单幅面图档后，根据系统路径自动运行到下一个单幅面图档加工位置进行加工，以实现图档大幅面拼接；z向升降轴，与直线电机的y轴联动，用于控制加工过程中的光束聚焦焦点；u轴，用于控制卷绕机传输膜材物料时载物平台的升降；加工软件，用于加载大幅面cad图档并自动分割成若干个单幅面大小图档。2.根据权利要求1所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，反射镜组包括：反射镜一、反射镜二，安装在机台底座上，用于控制y向飞行光路；反射镜三，安装在直线电机的y轴上，用于控制x向飞行光路；反射镜四，安装在直线电机的x轴上且随x轴同步运动；反射镜五，安装在z向升降轴上且随z向升降轴同步运动。3.根据权利要求2所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，反射镜三的镜座上设有微调导轨，用于与镜座一起实现四个方向调节。4.根据权利要求1所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，直线电机的x轴、y轴与载物平台表面平行，z向升降轴、u轴与载物平台表面垂直；u轴安装于载物平台下方，z向升降轴安装于载物平台上方，u轴与z向升降轴平行。5.根据权利要求2所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，反射镜五、振镜、透镜、红外测高组件、视觉定位组件、抽尘组件均安装在工装夹具上，工装夹具随直线电机的x轴和y轴联动，同时随z向升降轴同步运动。6.根据权利要求1所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，吸附组件包括治具，治具的中心区域布满阵列孔洞，孔洞的直径大于加工图档中圆的直径。7.根据权利要求1所述一种膜材打孔高精度大幅面加工系统，其特征在于，激光器的脉宽为100fs～10ps，波长为355～1064nm；振镜的速度为0～20000mm/s，精度为
±
2.5um；透镜为远心透镜，单幅面内平面度焦深范围在0.1mm范围内；激光脉冲的光斑直径为3～20um。8.一种膜材打孔高精度大幅面加工方法，采用权利要求1-7中任一项所述的系统实现，其特征在于，所述方法包括：调整好激光器的光路，使激光器光束聚焦于膜材表面，并分别调整好z向升降轴、u轴升和降的位置；将膜材固定在卷绕机左端的上料机上，调节好位置，再将膜材穿过机台，位于载物平台上方，另一端固定在卷绕机右端的收料机上；导入大幅面cad图档，输入透镜幅面数值，根据透镜幅面自动分割大幅面cad图档，形成n1xn2个阵列图档；
捕捉第一个图档的位置坐标和整幅面图档偏移角度并输入到加工软件中，获取其余阵列图档加工坐标；开始加工，u轴载着载物平台上升到加工位，自动吸附膜材；激光光束沿图档路径进行加工，加工完一个单幅面图档后，经由两路飞行光路自动运行到下一个阵列的单幅面图档位置加工，直至所有图档加工完；u轴载着载物平台下降，吸附自动断开，卷绕机右端收料一个完整幅面膜材长度。9.根据权利要求8所述一种膜材打孔高精度大幅面加工方法，其特征在于，加工软件分割图档时，若尺寸不能整数倍，则自动分割得到的n1xn2个阵列图档的整体幅面会略大于输入的cad图档幅面，但加工的整体图档有效尺寸是一样的。10.根据权利要求8所述一种膜材打孔高精度大幅面加工方法，其特征在于，加工软件自动分割后形成的图档，需在图档打标界面设置激光加工的参数，包括：激光器功率、频率、振镜扫描速度、跳转速度、开/关光延时、加工次数。
技术总结本发明公开一种膜材打孔高精度大幅面加工系统及方法，系统沿激光器光路依次设有：激光器、扩束镜、5组反射镜、振镜、透镜、载物平台；还包括辅助装置和控制装置。辅助装置包含卷绕机、抽尘、吸附、红外测高组件，卷绕机用于传送物料放卷和收卷、抽尘组件用于去除加工过程中产生的粉尘、吸附组件用于吸附加工样品和去除残渣、红外测高用于监测载物平台的水平；控制装置包含视觉定位、两路飞行光路、两个升降轴、加工软件，视觉定位用于定位图档加工位置，两路飞行光路用于实现图档大幅面拼接，两个升降轴一个用于控制加工过程焦点，一个用于控制卷绕机传输物料时载物平台的升降，加工软件用于加载大幅面CAD图档进行自动分割加工。加载大幅面CAD图档进行自动分割加工。加载大幅面CAD图档进行自动分割加工。
技术研发人员：库东峰 程伟 刘慧 朱熠 黄伟
受保护的技术使用者：武汉华工激光工程有限责任公司
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/11/1
