[發明專利]激光打孔裝置及打孔方法

在審

• 申請號: 201810271893.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108515280A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 黃柏元;呂啟濤;曹洪濤;楊柯;廖文;鄧云強;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/082
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 石佩

本發明涉及一種激光打孔裝置及激光打孔方法，該激光打孔裝置包括激光系統、轉鏡系統和控制系統；其中，轉鏡系統包括多面棱鏡和旋轉驅動件，多面棱鏡呈棱柱狀，具有多個用于反射由激光系統出射的激光束的反射面，多面棱鏡在旋轉驅動件的驅動下旋轉運動，以改變由激光系統出射的激光束入射反射面的入射角度；控制系統根據多面棱鏡的旋轉角度控制激光系統出射激光束，以利用多面棱鏡的反射面將激光束以不同角度反射到待打孔物體進行打孔，由于多面棱鏡旋轉運動時，始終具有對應的反射面對激光束進行反射，從而在多面棱鏡高速旋轉時，仍然能夠精準的將激光束出射到待打孔物體需要打孔的位置進行打孔作業，有效提高了打孔效率。

技術領域

本發明涉及激光打孔技術領域，特別是涉及一種激光打孔裝置及打孔方法。

背景技術

工作效率是各項生產活動中的一個重要參數，在一些流水線生產系統中，某個生產環節的運轉速度需要達到最低要求，以避免影響其他生產環節的正常運行，從而保障整個流水線生產系統的效率。

例如在新能源電池的流水線生產系統中，行業標準要求電池陽極打孔切割需在30m/s以上速度運行，以免該流水線生產系統的其他工序處于等待狀態。

目前采用傳統振鏡電機擺動方式進行激光打孔，常用的10mm鏡片式振鏡的最快運行速度為7m/s，不能滿足新能源電池的生產需求。業內有采用減小鏡片尺寸的方式使電機負載變的更輕些，以提高振鏡速度。但是提升后的速度仍然難以滿足上述新能源電池的生產需求。而且減小鏡片尺寸會縮小打孔范圍，當打孔范圍較大時需要多次對位和校準，限制了打孔作業效率。此外，振鏡電機的啟停工段存在加減速問題，導致它不適合高速運行的應用，也極大的限制了打孔作業效率。

發明內容

基于此，有必要針對目前激光打孔受振鏡速度限制而打孔效率低的問題，提供一種能實提高打孔效率的激光打孔裝置及激光打孔方法。

一種激光打孔裝置，包括：

激光系統，所述激光系統用于出射激光束；

轉鏡系統，所述轉鏡系統包括多面棱鏡和旋轉驅動件，所述多面棱鏡呈棱柱狀，具有多個用于反射由所述激光系統出射的激光束的反射面；多個所述反射面首尾相連地繞所述多面棱鏡的縱向軸線排布；所述旋轉驅動件用于驅動所述多面棱鏡繞所述多面棱鏡的縱向軸線旋轉運動，以改變由所述激光系統出射的激光束入射所述反射面的入射角度；

控制系統，所述控制系統用于控制所述旋轉驅動件工作，以使旋轉驅動件驅動所述多面棱鏡旋轉運動；所述控制系統還用于根據所述多面棱鏡的旋轉角度控制所述激光系統出射激光束，以利用所述多面棱鏡的反射面將所述激光束以不同角度反射到待打孔物體進行打孔。

在其中一個實施例中，旋轉驅動件包括電機和驅動器，所述電機通過所述驅動器與所述控制系統電性相連。

在其中一個實施例中，所述激光系統所出射的激光束入射所述反射面的方向與所述多面棱鏡的縱向軸線相垂直。

在其中一個實施例中，所述多面棱鏡的橫截面呈正多邊形。

在其中一個實施例中，所述反射面為偶數個，且所述反射面兩兩對稱設置。

在其中一個實施例中，還包括移動機構，所述移動機構用于移動待打孔物體，且所述待打孔物體的移動方向與所述多面棱鏡旋轉時所反射的激光束的移動方向相交。

在其中一個實施例中，所述轉鏡系統還包括與所述控制系統電性相連的檢測元件，所述檢測元件設于所述多面棱鏡的一側，且當所述檢測元件檢測到相鄰所述反射面的連接處位于所述激光束入射所述多面棱鏡的光路上時，所述檢測元件產生脈沖控制信號并將該脈沖控制信號傳輸到所述控制系統，所述控制系統根據所述脈沖控制信號以及所述多面棱鏡的旋轉角度控制所述激光系統出射激光束。

相應地，本發明還提供了一種利用上述激光打孔裝置進行激光打孔的方法，該方法包括以下步驟：