专利名称：一种激光打孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光打孔微加工装置，尤其涉及到薄型金属行业的加工领域。
背景技术：
随着经济的发展，人们对生活质量的追求越来越高，在房屋的装修上越来越重视。 其中的一个环节，门窗的选材选型的问题。针对家具，商务办公，公共设施等场所的门窗的 装饰，特引进关国外的先进理念，开发一种新型的铝合金门窗，其功能可以再泵体的作用 下，使室内空气保持清新，自然。这种铝合金的量产中一项关键技术问题是通气孔的制作。 在0. 5m, 1. 0m, 2. m等不同长度的铝合金上打出两排孔，孔径为0. 3mm-0. 5mm,孔间距唯5mm， 要求效率高，无形变。对此材料的传统加工方法无法克服及兼顾效率和形变的问题。传统中可以实现对此类型的加工方法有模冲，钻床钻孔，电火花。1模冲，对冲头的要求高，效率可以满足，但是形变最厉害，特别是较长的材料。2钻床钻孔，效率低，形变相对小，钻头及耗损成本高。3电火花打孔，形变满足要求，但是效率低，加工产生变质层，需要进一步的去处， 而且工作液及油雾附着在铝合金的内外表面，很难一次性清洗干净，最后铝合金有气味，完 全失去了环保自然的产品理念，之后的污染处理麻烦。而激光打孔非接触加工方式，速度快，效率高，无工具耗损，无形变，环保，自动一 体化操作，能获得较高的经济效益。专利号为200520144908. 6的中国专利公开了一种激光 打孔装置，包括相互联接的激光器及其光学导光部件、激光聚焦镜部件等；激光聚焦镜部件 从上到下主要是X轴、Y轴45度全反镜、上导轨架、X轴移动架、中间导轨架、Y轴移动架、聚 焦镜头；上导轨架、X轴移动架、中间导轨架Y轴移动架均是中空结构，X轴45度全反镜固 定在X轴移动架上，Y轴45度全反镜下部的Y轴激光导光管和Y轴移动架固定，并固定聚 焦镜头；X轴移动架沿上导轨架X轴向滑动，Y轴移动架沿中间导轨架Y轴向滑动。但这种 激光打孔装置的激光聚焦部件复杂繁琐，传动装置的传动速度不高。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种激光打孔装置，克服了 X-Y数控平移 台的幅面限制和价格昂贵的问题，能够更快、更好、更方便地打孔，实现精密、高质量、高效率。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种激光打孔装置，包括相 互连接的激光器、实现控制的工业控制机、用于显示的电脑显示器、激光聚集系统、激光冷 却系统及激光充电箱、激光放电箱，其特征在于所述的激光聚集系统包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X轴固定架穿置在聚 光腔内并且安置在光聚座上；X轴固定架上固定有全反介质膜片和输出介质膜片，且全反 介质膜片和输出介质膜片分别设置在聚光腔的前、后两头；激光扩束镜组设置在输出介质 膜片的后端且固定在X轴固定架上；45度全反镜固定在X轴固定架和Y轴固定架交叉处，Y轴固定架上从上到下依次设置有聚光镜和聚光头；一传动装置，传动装置设置在聚光头的正下方，加工板材放置在传动装置的传动皮带上，通过传动皮带带动加工板材转动进行打孔。作为改进，所述的激光器采用的是YAG激光器，发射的激光的波长为1064nm。作为改进，所述的全反介质膜片和输出介质膜片的工作介质为Nd:YAG晶体。作为改进，所述的传动装置上设置有控制加工板材的打孔距离的感应式传感器， 使加工板材的打孔距离由采用感应距离为4mm的传感器来控制，检测加工起点，并控制激 光器发射激光的开关。最后所述的工业控制机还连接有感应室内的气温、湿度和含氧量的感应器和控制 空气清新、自然的正逆相风机。与现有技术相比，本实用新型的优点在于激光与传动装置相结合，克服了 X-Y数 控平移台的幅面限制和价格昂贵的问题，打孔速度快、效果好、效率高、无变形，方便快捷， 结构简单实用。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的光学原理图；图3为新型铝合金正视图；图4为本装置换气原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1、2、3所示一种激光打孔装置，包括相互连接的激光器4、实现控制的工 业控制机5、用于显示的电脑显示器3、激光聚集系统2、激光冷却系统6及激光充电箱9、 激光放电箱7、8，激光冷却系统6采用内循环水冷却，水为去离子水、蒸馏水或纯净水，用 制冷机制冷形成冷却系统；激光器4采用的是YAG激光器，YAG激光器的最大输出功率为 300W/400W，功率不稳定度士3%，连续工作时间不大于16小时；YAG激光器发出的激光 发射到激光聚集系统，激光的光斑直径为0. 2-0. 6mm ；激光聚集系统2包括光聚座2. 8、放置在光聚座2. 8上的聚光腔2. 2，X轴固定架 11穿置在聚光腔2. 2内并且安置在光聚座2. 8上；X轴固定架11上固定有全反介质膜片 2. 1和输出介质膜片2. 3，且全反介质膜片2. 1和输出介质膜片2. 3分别设置在聚光腔2. 2 的前、后两头；激光扩束镜组2. 4设置在输出介质膜片2. 3的后端且固定在X轴固定架11 上；45度全反镜2. 5固定在X轴固定架11和Y轴固定架12交叉处，Y轴固定架12上从上 到下依次设置有聚光镜2. 6和聚光头2. 7 ；全反介质膜片2. 1和输出介质膜片2. 3的工作 介质为Nd: YAG晶体；在聚光头2. 7的正下方设置有传动装置1，加工板材1. 1放置在传动 装置1的传动皮带上，通过传动皮带带动加工板材转动进行打孔；加工板材1. 1可以为薄型 金属，如钢铁厚度< 2mm，铝铜厚度< 1mm，金银厚度< 0. 6mm。YAG激光器发射出单脉冲能量为80J，脉冲频率为l_200Hz，脉冲宽度为0. l-20ms 的激光4. 1经过全反介质膜片2. 1、聚集腔2. 2再辐射到输出介质膜片2. 3上，全反介质膜片2. 1和输出介质膜片2. 3形成谐振腔，Nd:YAG晶体发光经过谐振后发出波长为1064nm的脉冲激光，再经过激光扩束镜组2. 4、45度全反镜2. 5、聚光镜2. 6进行扩束、反射、聚焦形成 高能量的脉冲激光束，照射在加工板材1. 1的表面，激光辐射的能量，将加工板材1. 1熔融， 气化，蒸发，形成孔洞，再加以辅助气体，形成打孔功能，最后通过传动装置1上的传动皮带 移动，采用感应距离为4mm的传感器来控制打孔距离，检测加工起点，并控制激光的开关， 实现高质量，高效率的激光打孔。整机的工作电流为100_40(^，供电电源为4038(^士10%，50泡，整机耗电功率为 15KW，打孔功率为150-300W ；传动装置1的传送速度0-100m/min，皮带长度1500_，皮带宽200mm，离地高 度:7500mm，马达功率:60W，电源:220V，50Hz ；传感器的电源6-36VDC，300mA，感应距(S) :4mm，线长3M。上述装置的控制机一端连接有感应器14和正逆相风机15，感应器14来感应室内 的气温、湿度和含氧量，从而决定是否启动正逆相风机15，于是可以保持室内空气清新、自 然。
权利要求一种激光打孔装置，包括相互连接的激光器、实现控制的工业控制机、用于显示的电脑显示器、激光聚集系统、激光冷却系统及激光充电箱、激光放电箱，其特征在于所述的激光聚集系统包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X轴固定架穿置在聚光腔内并且安置在光聚座上；X轴固定架上固定有全反介质膜片和输出介质膜片，且全反介质膜片和输出介质膜片分别设置在聚光腔的前、后两头；激光扩束镜组设置在输出介质膜片的后端且固定在X轴固定架上；45度全反镜固定在X轴固定架和Y轴固定架交叉处，Y轴固定架上从上到下依次设置有聚光镜和聚光头；一传动装置，传动装置设置在聚光头的正下方，加工板材放置在传动装置的传动皮带上，通过传动皮带带动加工板材转动进行打孔。
2.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于所述的激光器采用的是YAG激 光器，发射的激光的波长为1064nm。
3.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于所述的传动装置上设置有控制 加工板材的打孔距离的感应式传感器。
4.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于所述的工业控制机还连接有感 应室内的气温、湿度和含氧量的感应器和控制空气清新、自然的正逆相风机。
专利摘要本实用新型公开了一种激光打孔装置，涉及到激光微加工领域，其特征在于所述的激光聚集系统包括光聚座、放置在光聚座上的聚光腔，X轴固定架穿置在聚光腔内并且安置在光聚座上；X轴固定架上固定有全反介质膜片和输出介质膜片，且全反介质膜片和输出介质膜片分别设置在聚光腔的前、后两头；激光扩束镜组设置在输出介质膜片的后端且固定在X轴固定架上；45度全反镜固定在X轴固定架和Y轴固定架交叉处，Y轴固定架上从上到下依次设置有聚光镜和聚光头；一传动装置，传动装置设置在聚光头的正下方，加工板材放置在传动装置的传动皮带上，通过传动皮带带动加工板材转动进行打孔，完全解决了新型铝合金通风门窗的技术和产量难题。
文档编号B23K26/06GK201565723SQ200920199828
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者俞国麟, 颜业志 申请人:宁波唯尔激光科技有限公司