[發明專利]一種激光加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201610361879.1
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN105921892B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 丁華;李炎蔚;辛強;殷小平;陳俠
• 申請（專利權）人: 蘇州中汽檢測技術服務有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所32253
• 代理人: 蔡棟

技術領域

本發明屬于機械加工領域，具體涉及一種對噴油嘴多個不同平面的噴孔進行同時加工的激光加工裝置以及多路激光器能量平衡的控制。

背景技術

激光加工技術在現代加工中的應用越來越廣泛，尤其是對與激光打孔，由于傳統的加工方式難以完成微小孔徑的加工，而激光打孔恰恰可以克服傳統工藝的不足之處，可以很好的用之于微小孔的加工應用中。噴油嘴作為發動機的主要部件之一，它的性能好壞直接影響到了發動機的性能。而噴油嘴的噴孔作為一種微型孔，是衡量噴油嘴是否合格的重要指標之一，它的孔徑一般要求控制在0.14-0.17mm之間。因此，在目前的技術應用中采用了激光加工噴油嘴噴孔方式。

然而，目前的噴油嘴大多采用的是多孔噴油，而且噴孔處于三維平面之內。因此對于激光加工來說，每加工一個噴油嘴都需要多次加工，甚至需要多次的定位，加工步驟繁瑣，加工效率較低。而激光加工設備由于自身的缺陷，定位方式并沒有普通加工手段那樣靈活，因此采用激光加工噴油嘴難免會影響加工周期，加工效率并不理想，經濟效益較低。因此需要一種更加適合噴油嘴加工的激光裝置以及相應得光路，以用于提高激光加工噴油嘴的效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光加工裝置及方法，以實現在加工噴油嘴的噴孔時可以做到同時對三維分布的噴孔進行加工，簡化加工步驟并提高加工效率。為了解決以上技術問題，本發明采用特殊的激光裝置，包括新型的電控分光器、新的激光光路。將傳統的激光單孔加工提升到對三維分布的噴孔進行同時加工，省去了大量傳統工藝中的移位裝夾時間，有效的提高了激光加工柴油機噴油嘴噴孔的加工效率。

本發明著重考慮了多激光器同時加工時能量的一致性問題，具體包括一種新型電控分光器，通過電磁閥和電控旋轉裝置，實現了分光器兩個或三個工作狀態的轉換。1：1分光狀態：分光器處于開啟狀態時，光束通過分光器的1:1分光鏡，將入射激光束分成兩個不同方向的光束，切能量比為1：1。開啟狀態：分光器處于開啟狀態時，光束通過分光器的留空板，直接穿過分光器，光束不發生任何變化繼續沿原路徑傳遞。1：2分光狀態：當分光器處于1:2分光狀態時，激光束通過1：2分光鏡，將激光束分成兩路方向的激光，且此時分出光線能量比為1：2。由于考慮到分光鏡的分光比在實際中存在些許誤差，因此在各支路上使用了激光衰減裝置，通過激光衰減裝置對各路激光功率進行精確調節，從而達到各路激光能量上的一致性。同時，通過多個電控分光器，可以實現對加工時激光頭開閉的控制，從而實現從單激光器加工到四激光器同時加工的有隨意切換。根據目標作業要求，本裝置可以進行1-4個激光器同時進行加工的隨意切換，大大的提高了激光加工的靈活性以及激光打孔的加工效率。

本發明還包括對原有激光發射光路的改進，由于本裝置會將光路分路，因此本發明在激光發射器后面安裝了擴束鏡。通過擴束鏡，使得激光器射出的激光直徑增加，以便于后續激光的分路。本發明還包括一個光路轉化器，可以將入射的光線延垂直于入射方向的平面平移一段距離后射出。透過光路轉換器，可以將原本呈二維分布的光路轉話為三維分布，從而使得多個激光器能夠呈三維分布，從而實現對三維分布的噴孔進行同時加工。本發明還考慮到了偏振光對激光加工的影響。在每一路的激光器前，光路都依次從過了一個二分之一波片和一個四分之一波片。從而將激光束轉化為圓偏振光。在激光加工中，圓偏振光是最理想的一種偏振形態，能夠有效的提高激光的加工質量與加工速度。本發明采用這種方法，有效的提高了加工噴油嘴噴孔的性能，從而使得孔的質量得到提高。本裝置并不局限與四激光器同時加工，采用本發明的思路，完全可以實現5激光器甚至更多激光器的同時加工，同時可以保持各路激光能量的一致性。

具體的技術方案如下：

一種激光加工裝置，包括激光發射器(1)、擴束鏡(2)、全反射鏡(5)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)和激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)，其特征在于還包括：電控三態分光器(3)、電控雙態分光器A(12)、電控雙態分光器B(13)、光路轉換器(4)、激光衰減裝置(37)；