專利名稱：一種在線滴管帶激光打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光打孔裝置，特別涉及一種在線滴管帶激光打孔裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國對(duì)價(jià)格低廉、出水均勻、抗堵塞、易于安裝管理的新型薄壁滴灌帶的需求很大，而在本市也有著很多應(yīng)用領(lǐng)域各處的城市綠地、綠化帶、污水治理等，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。薄壁滴灌帶的加工主要是在薄壁管帶上均勻打孔，以前采用傳統(tǒng)的機(jī)械式切縫設(shè)備，效率很低。99237723.4塑管激光微孔穿孔機(jī)專利，其所述的裝置是激光器的聚焦點(diǎn)直接在運(yùn)動(dòng)的塑料管上打孔，缺點(diǎn)是激光器只是短時(shí)間開啟，利用率低。01274797.1滴灌管的激光打孔裝置專利，其所述的裝置是旋轉(zhuǎn)滾筒將激光反射聚焦后直接在運(yùn)動(dòng)的塑料管上打孔，缺點(diǎn)是打孔的間距不能調(diào)節(jié)，不能打狹縫。01114374.6薄型材料高速激光方法，其所述的方法是許多面反射鏡將棱鏡旋轉(zhuǎn)來的激光反射聚焦在運(yùn)動(dòng)的塑料管上打孔，缺點(diǎn)是打孔的形狀與其間隔的比例系數(shù)不能調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠打孔或者狹縫，能夠調(diào)節(jié)孔或者狹縫之間的間距，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)狹縫長(zhǎng)短的一種在線滴管帶激光打孔裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特點(diǎn)是，它包括振鏡掃描裝置和速度控制裝置振鏡掃描裝置包括CO2激光器、擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)、由振鏡電源、振鏡電機(jī)及其附著的反射鏡面組成的振鏡系統(tǒng)、f-θ透振鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)，CO2激光器發(fā)出的激光束，經(jīng)過擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)束后，射到振鏡系統(tǒng)的反射鏡面上，向下反射、掃描到f-θ透鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)后聚焦、掃描到置于傳動(dòng)皮帶上的滴管帶上；速度控制裝置包括傳動(dòng)皮帶、伺服電機(jī)、測(cè)速編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、計(jì)算機(jī)，所述的測(cè)速編碼器置于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，測(cè)量傳動(dòng)皮帶速度，所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上還置有一個(gè)開孔轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤光電脈沖的輸出和光電檢測(cè)和整形延遲電路相連接，所述的計(jì)算機(jī)通過數(shù)字信號(hào)處理器與脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路相連接，脈沖寬度調(diào)制電路與激光功率輸出電路連接，寬頻率范圍線性鋸齒波電路和振鏡偏轉(zhuǎn)掃描電路相連接；由裝在皮帶傳動(dòng)伺服電機(jī)上的測(cè)速編碼器測(cè)得傳動(dòng)皮帶的速度信號(hào)和通過計(jì)算機(jī)給定的速度信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器相比較，其差值信號(hào)通過計(jì)算機(jī)接口輸給脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路，控制鋸齒波振蕩器產(chǎn)生寬頻率范圍線性鋸齒波和寬范圍的脈寬調(diào)制，實(shí)現(xiàn)滴管帶運(yùn)行速度和振鏡的掃描速度同步控制。
本實(shí)用新型的有益效果是，由測(cè)速編碼器測(cè)得滴管帶的運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理運(yùn)算后，控制振鏡反射鏡面角速度、使得振鏡反射鏡面反射的激光在滴管帶上聚焦的光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度與滴管帶的運(yùn)動(dòng)速度相同，光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與滴管帶的運(yùn)動(dòng)同步，從而打出圓孔，若少量改變振鏡反射鏡面角速度，就能打出所需長(zhǎng)度的狹縫。調(diào)整反射鏡面反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度時(shí)，就能調(diào)整孔與孔之間或者狹縫與狹縫之間的間距。


圖1為在線滴管帶激光打孔裝置原理示意圖；圖2為速度控制裝置原理框圖；圖3為光電檢測(cè)和整形延遲電路原理圖；圖4為脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路原理圖。
具體實(shí)施方式
由圖1、圖2所示，一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特點(diǎn)是，它包括振鏡掃描裝置和速度控制裝置振鏡掃描裝置包括CO2激光器1、擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)3、由振鏡電源10、振鏡電機(jī)11及其附著的反射鏡面4組成的振鏡系統(tǒng)、f-θ透振鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)5，CO2激光器1發(fā)出的激光束2，經(jīng)過擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)3擴(kuò)束后，射到振鏡系統(tǒng)的反射鏡面4上，向下反射、掃描到f-θ透鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)5后聚焦、掃描到置于傳動(dòng)皮帶6上的滴管帶14上，打出小孔12，并控制間隔將打出下一個(gè)小孔13。
速度控制裝置包括傳動(dòng)皮帶6、伺服電機(jī)15、測(cè)速編碼器7、數(shù)字信號(hào)處理器8、計(jì)算機(jī)9，所述的測(cè)速編碼器置于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，測(cè)量傳動(dòng)皮帶速度，所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上還置有一個(gè)開孔轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤光電脈沖的輸出和光電檢測(cè)和整形延遲電路相連接，所述的計(jì)算機(jī)9通過計(jì)算機(jī)接口與脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路相連接，脈沖寬度調(diào)制電路與激光功率輸出電路連接，寬頻率范圍線性鋸齒波電路和振鏡偏轉(zhuǎn)掃描電路相連接；由裝在皮帶傳動(dòng)伺服電機(jī)15上的測(cè)速編碼器7測(cè)得傳動(dòng)皮帶6的速度信號(hào)和通過計(jì)算機(jī)9給定的速度信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器8相比較，其差值信號(hào)通過計(jì)算機(jī)接口輸給脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路，控制鋸齒波振蕩器產(chǎn)生寬頻率范圍線性鋸齒波和寬范圍的脈寬調(diào)制，實(shí)現(xiàn)滴管帶運(yùn)行速度和振鏡的掃描速度同步控制。
所述的開孔轉(zhuǎn)盤16為光電轉(zhuǎn)盤，在所開孔的一側(cè)放置光敏二極管，光敏二極管與光電檢測(cè)和整形延遲電路相連接，皮帶傳動(dòng)伺服電機(jī)15帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤16一轉(zhuǎn)發(fā)出的光電脈沖信號(hào)經(jīng)光電檢測(cè)和整形延遲電路輸入控制計(jì)算機(jī)9發(fā)出在線滴管帶激光打孔裝置的同步信號(hào)。
由圖3所示，所述的光電檢測(cè)和整形延遲電路包括由光敏二極管BG及其串聯(lián)的電阻R1、電容C1，分壓電阻R2，R3，及旁路電容電容C2及三極管VT1組成的光電檢測(cè)放大電路及由電阻R7、電容C6、C7、施密特觸發(fā)器IC1組成的整形延遲電路，光敏二極管的阻值變化經(jīng)過分壓電阻R2、R3轉(zhuǎn)換為電壓的變化，這一電壓信號(hào)經(jīng)三極管VT1放大后，輸入到施密特觸發(fā)器IC1，利用它特有滯后特性用于脈沖整形延遲，經(jīng)延遲后的脈沖信號(hào)送入計(jì)算機(jī)9，控制計(jì)算機(jī)9發(fā)出在線滴管帶激光打孔裝置的同步信號(hào)。
由圖4所示，脈沖寬度調(diào)制電路電路由二極管D2和數(shù)字電位器及定時(shí)器IC2元件連接而成，由計(jì)算機(jī)通過數(shù)字電位計(jì)產(chǎn)生一可調(diào)電壓輸入到定時(shí)器IC2中，產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)系數(shù)為1％到99％寬范脈寬調(diào)制信號(hào)控制激光器功率大小。所述的寬頻率范圍線性鋸齒波電路由鋸齒波由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC3，和三極管VT2，電阻R10，二極管D4，D5組成的恒流充電電路連接而成，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC3輸出端和三極管VT2集極連接，電阻R10為三極管VT2的射極電阻，二極管D4、D5和電阻R11相串聯(lián)，三極管VT2的基極和二極管D5和電阻R11的公共接點(diǎn)連接，三極管VT2的集極串接有電容C10和二極管D3，三極管VT2的集極輸出和三極管VT3，VT4復(fù)合射極跟隨器連接進(jìn)行阻抗變換，三極管VT3，VT4復(fù)合射極跟隨器輸出和振鏡偏轉(zhuǎn)掃描電路相連接，輸出寬頻范圍的線性鋸齒波信號(hào)去控制振鏡的掃描速度。
本實(shí)用新型經(jīng)試驗(yàn)在滴管帶上打孔，當(dāng)?shù)喂軒魉退俣?00mm/分，振鏡偏轉(zhuǎn)頻率為3.2Hz時(shí)，孔徑為0.3mm。在滴管帶上切縫，當(dāng)?shù)喂軒魉退俣?00mm/分，振鏡偏轉(zhuǎn)頻率為1.96Hz時(shí)，切縫長(zhǎng)為3.5mm。
權(quán)利要求1.一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特征在于，它包括振鏡掃描裝置和速度控制裝置振鏡掃描裝置包括CO2激光器(1)、擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)(3)、由振鏡電源(10)、振鏡電機(jī)(11)及其附著的反射鏡面(4)組成的振鏡系統(tǒng)、f-θ透振鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)(5)，CO2激光器(1)發(fā)出的激光束(2)，經(jīng)過擴(kuò)束望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)系統(tǒng)(3)擴(kuò)束后，射到振鏡系統(tǒng)的反射鏡面(4)上，向下反射、掃描到f-θ透鏡的紅外光學(xué)系統(tǒng)(5)后聚焦、掃描到傳動(dòng)皮帶(6)上的滴管帶(14)上；速度控制裝置包括傳動(dòng)皮帶(6)、伺服電機(jī)(15)、測(cè)速編碼器(7)、數(shù)字信號(hào)處理器(8)、計(jì)算機(jī)(9)，所述的測(cè)速編碼器(7)置于伺服電機(jī)(15)轉(zhuǎn)軸上，測(cè)量傳動(dòng)皮帶(6)速度，所述的伺服電機(jī)(15)轉(zhuǎn)軸上還置有一個(gè)開孔轉(zhuǎn)盤(16)，轉(zhuǎn)盤光電脈沖的輸出和光電檢測(cè)和整形延遲電路相連接，所述的計(jì)算機(jī)(9)通過計(jì)算機(jī)接口與脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路相連接，脈沖寬度調(diào)制電路與激光功率輸出電路連接，寬頻率范圍線性鋸齒波電路和振鏡偏轉(zhuǎn)掃描電路相連接；由裝在皮帶傳動(dòng)伺服電機(jī)(15)上的測(cè)速編碼器(7)測(cè)得傳動(dòng)皮帶(6)的速度信號(hào)和通過計(jì)算機(jī)(9)給定的速度信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器(8)相比較，其差值信號(hào)通過計(jì)算機(jī)接口輸給脈沖寬度調(diào)制電路和寬頻率范圍線性鋸齒波電路，控制鋸齒波振蕩器產(chǎn)生寬頻率范圍線性鋸齒波和寬范圍的脈寛調(diào)制，實(shí)現(xiàn)滴管帶運(yùn)行速度和振鏡的掃描速度同步控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特征在于，在所述的開孔轉(zhuǎn)盤(16)為光電轉(zhuǎn)盤，在所開孔的一側(cè)放置光敏二極管，光敏二極管與光電檢測(cè)和整形延遲電路相連接，皮帶傳動(dòng)伺服電機(jī)(15)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤一轉(zhuǎn)發(fā)出的光電脈沖信號(hào)經(jīng)光電檢測(cè)和整形延遲電路輸入控制計(jì)算機(jī)(9)發(fā)出在線滴管帶激光打孔裝置的同步信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特征在于，所述的脈沖寬度調(diào)制電路電路由二極管D2和數(shù)字電位器及定時(shí)器IC2元件連接而成，由計(jì)算機(jī)通過數(shù)字電位計(jì)產(chǎn)生一可調(diào)電壓輸入到定時(shí)器IC2中，產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)系數(shù)為1％到99％寬范脈寬調(diào)制信號(hào)控制激光器功率大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特征在于，所述的寬頻率范圍線性鋸齒波電路由鋸齒波由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC3，和三極管VT2，電阻R10，二極管D4，D5組成的恒流充電電路連接而成，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC3輸出端和三極管VT2集極連接，電阻R10為三極管VT2的射極電阻，二極管D4、D5和電阻R11相串聯(lián)，三極管VT2的基極和二極管D5和電阻R11的公共接點(diǎn)連接，三極管VT2的集極串接有電容C10和二極管D3，三極管VT2的集極輸出和三極管VT3，VT4復(fù)合射極跟隨器連接進(jìn)行阻抗變換，三極管VT3，VT4復(fù)合射極跟隨器輸出和振鏡偏轉(zhuǎn)掃描電路相連接，輸出寬頻范圍的線性鋸齒波信號(hào)去控制振鏡的掃描速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線滴管帶激光打孔裝置，其特征在于，所述的光電檢測(cè)和整形延遲電路包括由光敏二極管BG及其串聯(lián)的電阻R1、電容C1，分壓電阻R2，R3，及旁路電容電容C2及三極管VT1組成的光電檢測(cè)放大電路及由電阻R7、電容C6、C7、施密特觸發(fā)器IC1組成的整形延遲電路，光敏二極管的阻值變化經(jīng)過分壓電阻R2、R3轉(zhuǎn)換為電壓的變化，這一電壓信號(hào)經(jīng)三極管VT1放大后，輸入到施密特觸發(fā)器IC1，利用它特有滯后特性用于脈沖整形延遲，經(jīng)延遲后的脈沖信號(hào)送入計(jì)算機(jī)(9)，控制計(jì)算機(jī)(9)發(fā)出在線滴管帶激光打孔裝置的同步信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種在線滴管帶激光打孔裝置，特點(diǎn)是，它包括振鏡掃描裝置和速度控制裝置振鏡掃描裝置包括CO
文檔編號(hào)B23K26/42GK2900066SQ200620042080
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者陳益民, 唐武, 陶紅妹 申請(qǐng)人:上海市激光技術(shù)研究所