本发明涉及光学镜头，特别涉及一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头及其制造方法。
背景技术：
1、f-theta是一种与振镜配套使用的光学扫描聚焦镜头，将入射到振镜的大直径光束经振镜的反射镜调整入射角度后，聚焦到工件表面,实现在特定的范围内对工件进行钻孔、焊接、切割、标记、内雕等等加工作业。随着3d打印行业的快速发展，激光3d加工技术已广泛应用于各种精加工领域，而带机器视觉的激光加工也成为行业发展的趋势。
2、搭配f-theta扫描镜头的激光打印技术，具有系统结构简单、稳定性高的优点，但也存在扫描范围小、光斑聚焦较为不均以及f-theta畸变的问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头及其制造方法，用以解决上述背景技术中提出的问题的至少一种。
2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，包括沿入射光方向依次排列的透镜一、透镜二、透镜三、透镜四和透镜五，透镜一为曲面朝向入射光的弯月负透镜，透镜二为曲面朝向入射光的弯月负透镜，透镜三为正透镜，透镜四为正透镜，透镜五为曲面朝向入射光的弯月正透镜，f-theta扫描镜头的视场角为±25°。
3、优选的，透镜一包括曲面一和曲面二，曲面一靠近入射光方向，曲面一的曲率半径为-66.713～-58.362mm，曲面二的曲率半径为-73.586～-65.791mm，透镜一的中心厚度为12.56mm～17.68mm，透镜一的折射率为1.76～1.88，透镜一的阿贝数为27.373；
4、透镜二包括曲面三和曲面四，曲面三靠近透镜一，曲面三的曲率半径为-186.362～-167.647mm，曲面四的曲率半径为-213.846～-245.257mm，透镜二的中心厚度为13.62～18.71mm，透镜二的折射率为1.76～1.88，透镜二的阿贝数为27.373；
5、透镜三包括曲面五和曲面六，曲面五靠近透镜二，曲面五的曲率半径为-687.752～-754.422mm，曲面六的曲率半径为-198.963～-247.853mm，透镜三的中心厚度为19.25～24.75mm，透镜三的折射率为1.37～1.68，透镜三的阿贝数为66.293。
6、优选的，透镜四包括曲面七和曲面八，曲面七靠近透镜三，曲面七的曲率半径为-2347.761～-2678.624mm，曲面八的曲率半径为-534.458～-614.856mm，透镜四的中心厚度为8.61～10.23mm，透镜四的折射率为1.37～1.68，透镜四的阿贝数为66.293；
7、透镜五包括曲面九和曲面十，曲面九靠近透镜四，曲面九的曲率半径为-586.324～-678.985mm，曲面十的曲率半径为-297.856～386.497mm，透镜五的中心厚度为18.76～13.87mm，透镜五的折射率为1.37～1.68，透镜五的阿贝数为66.293。
8、一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头的制造方法，用于制作如上所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，包括以下步骤：
9、s1:获取若干半成品透镜一、若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五，依次分批将若干半成品透镜一、若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五放入到激光切割装置中进行切割；
10、s2:然后依次将切割后的半成品透镜一、半成品透镜二、半成品透镜三、半成品透镜四和半成品透镜五放入到打磨装置中进行打磨，获得透镜一、透镜二、透镜三、透镜四和透镜五；
11、s3：获取镜头外壳，将透镜一、透镜二、透镜三、透镜四和透镜五依次装入镜头外壳内。
12、优选的，在步骤s1中，先将若干半成品透镜一放入到激光切割装置内，激光切割装置对若干半成品透镜一进行切割，然后激光切割装置依次对若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五进行切割，其中，激光切割装置包括有底座，底座上固定设置有两个左右对称的u型板，u型板上滑动设置有移动板，其中一个u型板上安装有直线电机一，直线电机一用于驱动移动板在u型板上滑动，移动板上设置有通槽一，通槽一内滑动设置有滑动块，移动板上设置有直线电机二，直线电机二用于驱动滑动块在通槽一内滑动，滑动块下端固定设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆的下侧输出端固定设置有驱动电机，驱动电机的下侧输出端固定连接有转动杆，转动杆下端固定连接有伸缩限位板，伸缩限位板上嵌入安装有激光切割头，底座上还设置有放置板。
13、优选的，伸缩限位板上还固定设置有过滤箱，过滤箱两侧均贯通连接有l型管，l型管固定贯穿伸缩限位板，l型管的另一端指向激光切割头；
14、过滤箱上贯通连接有波纹吸气管，波纹吸气管的另一端贯通连接有气泵，气泵上还贯通连接有出气管，伸缩限位板下表面固定设置有空心漏斗，空心漏斗与转动杆同轴设置，出气管固定贯穿伸缩限位板，且出气管的另一端与空心漏斗贯通连接。
15、优选的，在步骤s2中，先将若干切割后的半成品透镜一放入打磨装置中进行打磨，然后打磨装置依次对切割后的若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五进行切割，其中，打磨装置包括有方形座，方形座上固定安装有安装箱，安装箱上固定设置有水箱，安装箱下端固定设置有四根均匀分布的稳定板，稳定板与方形座前后侧壁固定连接，左右相对的稳定板之间固定连接有t型板，t型板与方形座前后侧壁固定连接，t型板上端与安装箱固定连接，方形座内前后对称设置有伸缩夹持杆，后侧的伸缩夹持杆与方形座后侧壁转动连接，且后侧的伸缩夹持杆转动贯穿后侧的t型板，前侧的伸缩夹持杆转动延伸出前侧的t型板和方形座，方形座前侧固定设置有连接板，连接板上固定设置有打磨电机，打磨电机的后侧输出端固定连接前侧的伸缩夹持杆，方形座内还安装有打磨块。
16、优选的，前后相对的稳定板之间转动连接有旋转杆，旋转杆上固定设置有前后对称的齿轮一，左侧的旋转杆上固定设置有抛光块，抛光块设置于左侧的两个齿轮一之间，右侧的旋转杆上固定设置有打磨块，打磨块设置于右侧的两个齿轮一之间，打磨块上还设置有通道；安装箱内滑动设置有升降板，安装箱上左右对称安装有升降驱动件，升降驱动件的下侧输出端滑动延伸进安装箱内，且升降驱动件的下侧输出端固定连接升降板，升降板下端固定设置有左右对称的升降块，升降块滑动延伸出安装箱，升降块下端固定设置有前后对称的驱动板，驱动板靠近方形座的一侧固定设置有齿板，齿板与齿轮一啮合连接。
17、优选的，升降板中央打断安装有圆筒，圆筒上贯通连接有波纹管，安装箱的上表面和水箱的下表面均开设有对应的孔，波纹管的另一端穿过孔与水箱贯通连接，圆筒下端固定设置有出水管，出水管滑动延伸出安装箱，且出水管的出口端设置有喷水板；圆筒内转动设置有旋转块，旋转块上设置有若干凹槽，凹槽内设置有弹簧，弹簧的一端固定连接在凹槽内，弹簧的另一端固定连接推水板，推水板与凹槽内壁滑动连接，凹槽内还设置有两个限位挡圈。
18、优选的，旋转块中央固定设置有转动轴，安装箱后侧壁上设置有滑槽，转动轴后侧与滑槽滑动连接，安装箱前侧壁上设置通槽二，转动轴从通槽二延伸出安装箱，转动轴前侧还固定设置有齿轮二；打磨电机的后侧输出端上固定设置有带轮一，方形座前侧壁上还转动连接有旋转轴，旋转轴上固定设置有带轮二和齿轮三，带轮一和带轮二上绕设有皮带。
19、与现有技术相比，本发明提供了一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头及其制造方法，具备以下有益效果：通过5片透镜组成的f-theta扫描镜头，能够消除特定所需波段色差，聚焦光斑均匀，通过将5片透镜布局成“负-负-正-正-正”的光焦度系统，使得镜头畸变小，通过将f-theta扫描镜头的视场角定为±25°，扫描的范围更大，扫描速度更快。
1.一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，包括沿入射光方向依次排列的透镜一(1)、透镜二(2)、透镜三(3)、透镜四(4)和透镜五(5)，透镜一(1)为曲面朝向入射光的弯月负透镜，透镜二(2)为曲面朝向入射光的弯月负透镜，透镜三(3)为正透镜，透镜四(4)为正透镜，透镜五(5)为曲面朝向入射光的弯月正透镜，f-theta扫描镜头的视场角为±25°。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，透镜一(1)包括曲面一(101)和曲面二(102)，曲面一(101)靠近入射光方向，曲面一(101)的曲率半径为-66.713～-58.362mm，曲面二(102)的曲率半径为-73.586～-65.791mm，透镜一(1)的中心厚度为12.56mm～17.68mm，透镜一(1)的折射率为1.76～1.88，透镜一(1)的阿贝数为27.373。
3.根据权利要求1所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，透镜二(2)包括曲面三(201)和曲面四(202)，曲面三(201)靠近透镜一(1)，曲面三(201)的曲率半径为-186.362～-167.647mm，曲面四(202)的曲率半径为-213.846～-245.257mm，透镜二(2)的中心厚度为13.62～18.71mm，透镜二(2)的折射率为1.76～1.88，透镜二(2)的阿贝数为27.373。
4.根据权利要求1所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，透镜三(3)包括曲面五(301)和曲面六(302)，曲面五(301)靠近透镜二(2)，曲面五(301)的曲率半径为-687.752～-754.422mm，曲面六(302)的曲率半径为-198.963～-247.853mm，透镜三(3)的中心厚度为19.25～24.75mm，透镜三(3)的折射率为1.37～1.68，透镜三(3)的阿贝数为66.293。
5.根据权利要求1所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，透镜四(4)包括曲面七(401)和曲面八(402)，曲面七(401)靠近透镜三(3)，曲面七(401)的曲率半径为-2347.761～-2678.624mm，曲面八(402)的曲率半径为-534.458～-614.856mm，透镜四(4)的中心厚度为8.61～10.23mm，透镜四(4)的折射率为1.37～1.68，透镜四(4)的阿贝数为66.293。
6.根据权利要求1所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，透镜五(5)包括曲面九(501)和曲面十(502)，曲面九(501)靠近透镜四(4)，曲面九(501)的曲率半径为-586.324～-678.985mm，曲面十(502)的曲率半径为-297.856～386.497mm，透镜五(5)的中心厚度为18.76～13.87mm，透镜五(5)的折射率为1.37～1.68，透镜五(5)的阿贝数为66.293。
7.一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头的制造方法，用于制作如权利要求1-6任一项所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头的制造方法，其特征在于，在步骤s1中，先将若干半成品透镜一放入到激光切割装置内，激光切割装置对若干半成品透镜一进行切割，然后激光切割装置依次对若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五进行切割，其中，激光切割装置包括有底座(6)，底座(6)上固定设置有两个左右对称的u型板(7)，u型板(7)上滑动设置有移动板(8)，其中一个u型板(7)上安装有直线电机一(20)，直线电机一(20)用于驱动移动板(8)在u型板(7)上滑动，移动板(8)上设置有通槽一(21)，通槽一(21)内滑动设置有滑动块(22)，移动板(8)上设置有直线电机二(24)，直线电机二(24)用于驱动滑动块(22)在通槽一(21)内滑动，滑动块(22)下端固定设置有电动伸缩杆(9)，电动伸缩杆(9)的下侧输出端固定设置有驱动电机(10)，驱动电机(10)的下侧输出端固定连接有转动杆(11)，转动杆(11)下端固定连接有伸缩限位板(12)，伸缩限位板(12)上嵌入安装有激光切割头(15)，底座(6)上还设置有放置板(59)。
9.根据权利要求8所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头的制造方法，其特征在于，伸缩限位板(12)上还固定设置有过滤箱(17)，过滤箱(17)两侧均贯通连接有l型管(16)，l型管(16)固定贯穿伸缩限位板(12)，l型管(16)的另一端指向激光切割头(15)；
10.根据权利要求7所述的一种用于高速扫描式3d打印机的f-theta扫描镜头的制造方法，其特征在于，在步骤s2中，先将若干切割后的半成品透镜一放入打磨装置(23)中进行打磨，然后打磨装置(23)依次对切割后的若干半成品透镜二、若干半成品透镜三、若干半成品透镜四和若干半成品透镜五进行切割，其中，打磨装置(23)包括有方形座(25)，方形座(25)上固定安装有安装箱(28)，安装箱(28)上固定设置有水箱(31)，安装箱(28)下端固定设置有四根均匀分布的稳定板(27)，稳定板(27)与方形座(25)前后侧壁固定连接，左右相对的稳定板(27)之间固定连接有t型板(39)，t型板(39)与方形座(25)前后侧壁固定连接，t型板(39)上端与安装箱(28)固定连接，方形座(25)内前后对称设置有伸缩夹持杆(51)，后侧的伸缩夹持杆(51)与方形座(25)后侧壁转动连接，且后侧的伸缩夹持杆(51)转动贯穿后侧的t型板(39)，前侧的伸缩夹持杆(51)转动延伸出前侧的t型板(39)和方形座(25)，方形座(25)前侧固定设置有连接板(53)，连接板(53)上固定设置有打磨电机(54)，打磨电机(54)的后侧输出端固定连接前侧的伸缩夹持杆(51)，方形座(25)内还安装有打磨块(34)。
