[發明專利]一種提高激光打孔深度的裝置及其方法

在審

• 申請號: 201910040482.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109702326A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 夏凱波;任乃飛;石春輝;李濤;田佳男
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;B23K26/382;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提高激光打孔深度的裝置，其特征在于，包括加工平臺(1)、夾具(2)、工件(3)、雙聚焦透鏡(4)、聲光可變焦透鏡(5)、擴束器(7)、激光器(8)、激光控制器(9)、聲光可變焦透鏡控制器(10)、計算機(11)和加工平臺控制器(12)；

從上至下依次設置有聲光可變焦透鏡(5)、雙聚焦透鏡(4)和工件(3)；所述工件(3)固定在夾具(2)上，所述夾具(2)的安裝固定在加工平臺(1)上；

所述激光器(8)、擴束器(7)依次位于同一光路上；所述激光控制器(9)的一端與激光器(8)電連接，另一端與計算機(11)電連接；

所述加工平臺控制器(12)的一端與加工平臺(1)電連接，另一端與計算機(11)電連接。

2.根據權利要求1所述的一種提高激光打孔深度的裝置，其特征在于，分色鏡(6)設置在聲光可變焦透鏡(5)上方位置，所述分色鏡(6)與水平方向呈45°設置；分色鏡(6)上方設置有CCD相機(13)；所述激光器(8)發射的激光依次通過擴束器(7)、分色鏡(6)、聲光可變焦透鏡(5)和雙焦聚焦鏡(4)作用在工件(3)上。

3.根據權利要求2所述的一種提高激光打孔深度的裝置，其特征在于，所述分色鏡(6)僅對激光器(8)發出的激光進行全反射，而對其它波長的光可透。

4.根據權利要求1所述的一種提高激光打孔深度的裝置，其特征在于，所述聲光可變焦透鏡(5)為聲光控制。

5.根據權利要求1所述的一種提高激光打孔深度的裝置，其特征在于，所述雙聚焦透鏡(4)包括外部曲面與中間曲面，且外部曲面包裹住中間曲面；其中，中間曲面的焦距大于外部曲面焦距。

6.一種利用權利要求1所述提高激光打孔深度的裝置的打孔方法，其特征在于，采用雙焦聚焦鏡(4)對光束進行聚焦，使聚焦光束獲得兩個焦點，并借助聲光可變焦透鏡(5)連續快速變焦能力實現兩個焦點在垂直方向上的快速往復移動；具體包括以下步驟：

S1、將處理好的工件(3)固定在夾具(2)上，夾具(2)固定在加工平臺(1)上；

S2、在CCD相機(13)監測下，利用加工平臺控制器控制加工平臺(1)，調整工件(3)的位置進行對刀，并通過計算機(11)記錄好對刀位置；

S3、通過激光控制器(9)設定激光器(8)輸出用于激光加工的激光束的輸出參數；

S4、通過聲光可變焦透鏡控制器(10)設定聲光可變焦透鏡(5)的工作參數；

S5、通過計算機(11)設定好所有加工位置，并將工件(3)移動到初始加工位置；

S6、同時打開激光器(8)和聲光可變焦透鏡(5)對工件(3)進行加工，在工件(3)加工區域形成小孔；

S7、小孔加工結束后，先關閉激光器(8)，隨后關閉聲光可變焦透鏡(5)；

S8、利用計算機(11)控制加工平臺控制器(12)將加工平臺(1)移動到下一個加工位置；

S9、重復以上步驟S6～S8，對工件(3)下一個位置進行加工，直至所有孔加工完畢。

7.根據權利要求6所述的提高激光打孔深度的裝置的打孔方法，其特征在于，步驟S2中的對刀方式為將雙焦聚焦鏡(4)的上焦點聚焦到工件(3)上，并將此位置設定為Z方向0點。

8.根據權利要求6所述的提高激光打孔深度的裝置的打孔方法，其特征在于，步驟S4通過聲光可變焦透鏡控制器(10)設定聲光可變焦透鏡(5)的工作參數，設定的工作參數主要包括聲光可變焦透鏡(5)焦點軸向沿Z軸方向往復移動距離，往復移動頻率。

9.根據權利要求6所述的提高激光打孔深度的裝置的打孔方法，其特征在于，所述激光器(8)為連續激光器或脈沖激光器。

10.根據權利要求9所述的提高激光打孔深度的裝置的打孔方法，其特征在于，當激光器(8)為脈沖激光器時，激光脈沖重復頻率大于聲光可變焦透鏡(5)的往復移動頻率。