[發(fā)明專利]一種Z軸動態(tài)移動的激光高速錯位打孔方法

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• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113500313A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉士鵬;李峰西;邢振宏;陳中莉;豪斯特·?？怂辜{
• 申請（專利權）人: 濟南森峰科技有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/08;B23K26/082;B23K26/064;B23K26/14;B23K26/142;B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 濟南舜昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 37249
• 代理人: 閆曉燕

1.一種Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，步驟如下：

S1.向工控機(1)中輸入加工參數(shù)；

S2.啟動激光發(fā)生系統(tǒng)投射出掃描激光，所述工控機(1)控制X-Y-Z三軸外部運動系統(tǒng)(7)，使激光發(fā)生系統(tǒng)在Z軸方向進行連續(xù)且勻速的上下運動，激光焦點在Z軸方向進行連續(xù)且勻速的上下運動；

S3.掃描激光在靶料上進行二維平面掃描，并進行陣列打孔；

S4.工控機(1)控制X-Y-Z三軸外部運動系統(tǒng)(7)，使加工平臺(8)承載靶料向X軸正方向或負方向移動Δx，同時向Y軸正方向或負方向移動Δy，實現(xiàn)二維平面的錯位排布；

S5.重復步驟S3和S4，在設定的掃描次數(shù)內完成靶料上設定范圍內激光打孔形貌和深度的要求；

S6.完成加工，激光發(fā)生系統(tǒng)、X-Y-Z三軸外部運動系統(tǒng)(7)停止運行。

2.根據(jù)權利要求1所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，在步驟S3中，二維平面掃描包括對設定二維區(qū)域的一定次數(shù)的整體掃描，二維區(qū)域內包括多行打孔位點，整體掃描包括多次行掃描，行掃描的位置分別與多行打孔位點對應，每行打孔位點進行多次行掃描。

3.根據(jù)權利要求1所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，在多次重復的步驟S4中，加工平臺(8)每次沿X軸移動的方向為相同方向，加工平臺(8)每次沿Y軸移動的方向為相同方向。

4.根據(jù)權利要求1所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述激光發(fā)生系統(tǒng)在Z軸方向每分鐘勻速移動±1.5mm，使最大正負離焦量均為1.5mm，所述激光發(fā)生系統(tǒng)的輸出功率為500W，脈沖重復頻率為500kHz，單脈沖能量為1mJ。

5.根據(jù)權利要求1所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述X-Y-Z三軸外部運動系統(tǒng)(7)包括X-Y平面運動裝置和Z軸升降裝置，所述激光發(fā)生系統(tǒng)安裝在Z軸升降裝置上，所述加工平臺(8)安裝在X-Y平面運動裝置上。

6.根據(jù)權利要求1所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述激光發(fā)生系統(tǒng)包括激光發(fā)生裝置(2)，所述激光發(fā)生裝置(2)的發(fā)射源與光束整形器(3)通過光路連接，所述光束整形器(3)的出光孔與轉鏡激光同步掃描裝置(4)通過光路連接，所述轉鏡激光同步掃描裝置(4)的輸出端設有f-θ聚焦透鏡組(5)，所述轉鏡激光同步掃描裝置(4)的輸出端與所述f-θ聚焦透鏡組(5)的輸入端垂直共線，所述f-θ聚焦透鏡組(5)的輸出端位于所述加工平臺(8)的上方，且輸出激光束指向所述加工平臺(8)。

7.根據(jù)權利要求6所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述f-θ聚焦透鏡組(5)的焦距為420mm。

8.根據(jù)權利要求1-7任一所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述加工平臺(8)為負壓吸附平臺，在加工過程中，所述負壓吸附平臺將靶料吸附在平臺表面。

9.根據(jù)權利要求1-7任一所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述加工平臺(8)上設有激光加工吹氣裝置，在打孔過程中，所述激光加工吹氣裝置(6)向靶料表面吹送加工輔助氣體。

10.根據(jù)權利要求9所述的Z軸動態(tài)移動的激光錯位打孔方法，其特征在于，所述加工輔助氣體為體積比80％氬氣與體積比20％氧氣的混合氣體，流量為20L/min。