專利名稱：一種激光打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光打孔微加工裝置，尤其涉及到薄型金屬行業(yè)的加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的追求越來越高，在房屋的裝修上越來越重視。 其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，門窗的選材選型的問題。針對家具，商務(wù)辦公，公共設(shè)施等場所的門窗的 裝飾，特引進(jìn)關(guān)國外的先進(jìn)理念，開發(fā)一種新型的鋁合金門窗，其功能可以再泵體的作用 下，使室內(nèi)空氣保持清新，自然。這種鋁合金的量產(chǎn)中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題是通氣孔的制作。 在0. 5m, 1. 0m, 2. m等不同長度的鋁合金上打出兩排孔，孔徑為0. 3mm-0. 5mm,孔間距唯5mm， 要求效率高，無形變。對此材料的傳統(tǒng)加工方法無法克服及兼顧效率和形變的問題。傳統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)對此類型的加工方法有模沖，鉆床鉆孔，電火花。1模沖，對沖頭的要求高，效率可以滿足，但是形變最厲害，特別是較長的材料。2鉆床鉆孔，效率低，形變相對小，鉆頭及耗損成本高。3電火花打孔，形變滿足要求，但是效率低，加工產(chǎn)生變質(zhì)層，需要進(jìn)一步的去處， 而且工作液及油霧附著在鋁合金的內(nèi)外表面，很難一次性清洗干凈，最后鋁合金有氣味，完 全失去了環(huán)保自然的產(chǎn)品理念，之后的污染處理麻煩。而激光打孔非接觸加工方式，速度快，效率高，無工具耗損，無形變，環(huán)保，自動(dòng)一 體化操作，能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。專利號為200520144908. 6的中國專利公開了一種激光 打孔裝置，包括相互聯(lián)接的激光器及其光學(xué)導(dǎo)光部件、激光聚焦鏡部件等；激光聚焦鏡部件 從上到下主要是X軸、Y軸45度全反鏡、上導(dǎo)軌架、X軸移動(dòng)架、中間導(dǎo)軌架、Y軸移動(dòng)架、聚 焦鏡頭；上導(dǎo)軌架、X軸移動(dòng)架、中間導(dǎo)軌架Y軸移動(dòng)架均是中空結(jié)構(gòu)，X軸45度全反鏡固 定在X軸移動(dòng)架上，Y軸45度全反鏡下部的Y軸激光導(dǎo)光管和Y軸移動(dòng)架固定，并固定聚 焦鏡頭；X軸移動(dòng)架沿上導(dǎo)軌架X軸向滑動(dòng)，Y軸移動(dòng)架沿中間導(dǎo)軌架Y軸向滑動(dòng)。但這種 激光打孔裝置的激光聚焦部件復(fù)雜繁瑣，傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)速度不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種激光打孔裝置，克服了 X-Y數(shù)控平移 臺(tái)的幅面限制和價(jià)格昂貴的問題，能夠更快、更好、更方便地打孔，實(shí)現(xiàn)精密、高質(zhì)量、高效率。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種激光打孔裝置，包括相 互連接的激光器、實(shí)現(xiàn)控制的工業(yè)控制機(jī)、用于顯示的電腦顯示器、激光聚集系統(tǒng)、激光冷 卻系統(tǒng)及激光充電箱、激光放電箱，其特征在于所述的激光聚集系統(tǒng)包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X軸固定架穿置在聚 光腔內(nèi)并且安置在光聚座上；X軸固定架上固定有全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片，且全反 介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片分別設(shè)置在聚光腔的前、后兩頭；激光擴(kuò)束鏡組設(shè)置在輸出介質(zhì) 膜片的后端且固定在X軸固定架上；45度全反鏡固定在X軸固定架和Y軸固定架交叉處，Y軸固定架上從上到下依次設(shè)置有聚光鏡和聚光頭；一傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置設(shè)置在聚光頭的正下方，加工板材放置在傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)皮帶上，通過傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)加工板材轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行打孔。作為改進(jìn)，所述的激光器采用的是YAG激光器，發(fā)射的激光的波長為1064nm。作為改進(jìn)，所述的全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片的工作介質(zhì)為Nd:YAG晶體。作為改進(jìn)，所述的傳動(dòng)裝置上設(shè)置有控制加工板材的打孔距離的感應(yīng)式傳感器， 使加工板材的打孔距離由采用感應(yīng)距離為4mm的傳感器來控制，檢測加工起點(diǎn)，并控制激 光器發(fā)射激光的開關(guān)。最后所述的工業(yè)控制機(jī)還連接有感應(yīng)室內(nèi)的氣溫、濕度和含氧量的感應(yīng)器和控制 空氣清新、自然的正逆相風(fēng)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于激光與傳動(dòng)裝置相結(jié)合，克服了 X-Y數(shù) 控平移臺(tái)的幅面限制和價(jià)格昂貴的問題，打孔速度快、效果好、效率高、無變形，方便快捷， 結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的光學(xué)原理圖；圖3為新型鋁合金正視圖；圖4為本裝置換氣原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1、2、3所示一種激光打孔裝置，包括相互連接的激光器4、實(shí)現(xiàn)控制的工 業(yè)控制機(jī)5、用于顯示的電腦顯示器3、激光聚集系統(tǒng)2、激光冷卻系統(tǒng)6及激光充電箱9、 激光放電箱7、8，激光冷卻系統(tǒng)6采用內(nèi)循環(huán)水冷卻，水為去離子水、蒸餾水或純凈水，用 制冷機(jī)制冷形成冷卻系統(tǒng)；激光器4采用的是YAG激光器，YAG激光器的最大輸出功率為 300W/400W，功率不穩(wěn)定度士3%，連續(xù)工作時(shí)間不大于16小時(shí)；YAG激光器發(fā)出的激光 發(fā)射到激光聚集系統(tǒng)，激光的光斑直徑為0. 2-0. 6mm ；激光聚集系統(tǒng)2包括光聚座2. 8、放置在光聚座2. 8上的聚光腔2. 2，X軸固定架 11穿置在聚光腔2. 2內(nèi)并且安置在光聚座2. 8上；X軸固定架11上固定有全反介質(zhì)膜片 2. 1和輸出介質(zhì)膜片2. 3，且全反介質(zhì)膜片2. 1和輸出介質(zhì)膜片2. 3分別設(shè)置在聚光腔2. 2 的前、后兩頭；激光擴(kuò)束鏡組2. 4設(shè)置在輸出介質(zhì)膜片2. 3的后端且固定在X軸固定架11 上；45度全反鏡2. 5固定在X軸固定架11和Y軸固定架12交叉處，Y軸固定架12上從上 到下依次設(shè)置有聚光鏡2. 6和聚光頭2. 7 ；全反介質(zhì)膜片2. 1和輸出介質(zhì)膜片2. 3的工作 介質(zhì)為Nd: YAG晶體；在聚光頭2. 7的正下方設(shè)置有傳動(dòng)裝置1，加工板材1. 1放置在傳動(dòng) 裝置1的傳動(dòng)皮帶上，通過傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)加工板材轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行打孔；加工板材1. 1可以為薄型 金屬，如鋼鐵厚度< 2mm，鋁銅厚度< 1mm，金銀厚度< 0. 6mm。YAG激光器發(fā)射出單脈沖能量為80J，脈沖頻率為l_200Hz，脈沖寬度為0. l-20ms 的激光4. 1經(jīng)過全反介質(zhì)膜片2. 1、聚集腔2. 2再輻射到輸出介質(zhì)膜片2. 3上，全反介質(zhì)膜片2. 1和輸出介質(zhì)膜片2. 3形成諧振腔，Nd:YAG晶體發(fā)光經(jīng)過諧振后發(fā)出波長為1064nm的脈沖激光，再經(jīng)過激光擴(kuò)束鏡組2. 4、45度全反鏡2. 5、聚光鏡2. 6進(jìn)行擴(kuò)束、反射、聚焦形成 高能量的脈沖激光束，照射在加工板材1. 1的表面，激光輻射的能量，將加工板材1. 1熔融， 氣化，蒸發(fā)，形成孔洞，再加以輔助氣體，形成打孔功能，最后通過傳動(dòng)裝置1上的傳動(dòng)皮帶 移動(dòng)，采用感應(yīng)距離為4mm的傳感器來控制打孔距離，檢測加工起點(diǎn)，并控制激光的開關(guān)， 實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量，高效率的激光打孔。整機(jī)的工作電流為100_40(^，供電電源為4038(^士10%，50泡，整機(jī)耗電功率為 15KW，打孔功率為150-300W ；傳動(dòng)裝置1的傳送速度0-100m/min，皮帶長度1500_，皮帶寬200mm，離地高 度:7500mm，馬達(dá)功率:60W，電源:220V，50Hz ；傳感器的電源6-36VDC，300mA，感應(yīng)距(S) :4mm，線長3M。上述裝置的控制機(jī)一端連接有感應(yīng)器14和正逆相風(fēng)機(jī)15，感應(yīng)器14來感應(yīng)室內(nèi) 的氣溫、濕度和含氧量，從而決定是否啟動(dòng)正逆相風(fēng)機(jī)15，于是可以保持室內(nèi)空氣清新、自 然。
權(quán)利要求一種激光打孔裝置，包括相互連接的激光器、實(shí)現(xiàn)控制的工業(yè)控制機(jī)、用于顯示的電腦顯示器、激光聚集系統(tǒng)、激光冷卻系統(tǒng)及激光充電箱、激光放電箱，其特征在于所述的激光聚集系統(tǒng)包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X軸固定架穿置在聚光腔內(nèi)并且安置在光聚座上；X軸固定架上固定有全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片，且全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片分別設(shè)置在聚光腔的前、后兩頭；激光擴(kuò)束鏡組設(shè)置在輸出介質(zhì)膜片的后端且固定在X軸固定架上；45度全反鏡固定在X軸固定架和Y軸固定架交叉處，Y軸固定架上從上到下依次設(shè)置有聚光鏡和聚光頭；一傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置設(shè)置在聚光頭的正下方，加工板材放置在傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)皮帶上，通過傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)加工板材轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行打孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打孔裝置，其特征在于所述的激光器采用的是YAG激 光器，發(fā)射的激光的波長為1064nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打孔裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)裝置上設(shè)置有控制 加工板材的打孔距離的感應(yīng)式傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打孔裝置，其特征在于所述的工業(yè)控制機(jī)還連接有感 應(yīng)室內(nèi)的氣溫、濕度和含氧量的感應(yīng)器和控制空氣清新、自然的正逆相風(fēng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種激光打孔裝置，涉及到激光微加工領(lǐng)域，其特征在于所述的激光聚集系統(tǒng)包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X軸固定架穿置在聚光腔內(nèi)并且安置在光聚座上；X軸固定架上固定有全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片，且全反介質(zhì)膜片和輸出介質(zhì)膜片分別設(shè)置在聚光腔的前、后兩頭；激光擴(kuò)束鏡組設(shè)置在輸出介質(zhì)膜片的后端且固定在X軸固定架上；45度全反鏡固定在X軸固定架和Y軸固定架交叉處，Y軸固定架上從上到下依次設(shè)置有聚光鏡和聚光頭；一傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置設(shè)置在聚光頭的正下方，加工板材放置在傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)皮帶上，通過傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)加工板材轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行打孔，完全解決了新型鋁合金通風(fēng)門窗的技術(shù)和產(chǎn)量難題。
文檔編號B23K26/06GK201565723SQ200920199828
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者俞國麟, 顏業(yè)志 申請人:寧波唯爾激光科技有限公司