一种提高在线烟支打孔数据稳定性的拨滚装置的制作方法

本发明属于激光打孔，特别涉及一种提高在线烟支打孔数据稳定性的拨滚装置。

背景技术：

1、自在线卷烟激光打孔装置在卷烟降焦减害、提升抽吸舒适性方面应用以来，得到越来越多的市场认可，常规的在线卷烟激光穿孔，采用3点位置的安装以及12点位置的安装，其工作原理是细棒烟支由鼓状旋转轮表面的吸附槽带动进行输送运行，到达打孔位置时，由细棒拨滚将细棒烟支拨离吸附槽沿鼓状旋转轮表面滚动，带动烟支原地360度旋转，期间由脉动的激光光束进行聚集穿孔完成细棒烟支表面打孔。

2、由于安装位置的不同，带来激光聚集光束与烟支相对位置的不同，使得运行过程中数据稳定性出现差异，例如：对于所谓3点位置的穿孔装置，即为：安装在3点方位，聚集光束与烟支拨滚、旋转鼓轮中心连线在轴向的投影之间存在夹角α，受机械空间限制，一般情况下该角度设定为（20-45）°，且光束的聚焦焦点为聚焦光束的光轴与烟支旋转轴的连线与烟支表面的交汇点附近。如图1a和图1b示意图。

3、由于存在夹角α，而这个方向的烟支跳动无法利用烟支拨滚进行制约，所以尽管采用一体式的拨滚来增加稳定性，但是数据往往还是波动大。

4、再例如所谓的12点打孔，即为：安装在12点方位，聚集光束与烟支拨滚、旋转鼓轮中心连线之间夹角α近似为0，其本质为三者在轴向的投影成“三点一线”的组合。如图2a和图2b示意图。

5、可见，由于聚集光束与细棒拨滚、烟支、旋转鼓轮连线之间不存在夹角α即“三点一线”的组合，且聚集光束这个方向烟支的跳动得到烟支拨滚的制约，所以尽管采用分体的拨滚，烟支穿孔数据往往还是比较稳定，但是由于聚集光束需要穿过拨滚的中心附近，所以常规的拨滚一直是左右分离式拨滚，因而拨滚长度较短，与烟支接触长度较短，受到聚集装置宽度的限制（图2b）有时无法到达过滤嘴位置，更不能靠近聚集点附近而遮挡激光，所以阻碍了烟支稳定性的进一步提高。

6、进一步的研究发现：如果烟支中烟丝分布、烟支软硬度都比较均匀的情况下，所谓12点的穿孔方式，相比3点的穿孔方式，具有比较明显的数据稳定性的优势。

7、但是如果烟支中烟丝分布均匀性不好、烟支软硬度不佳都的情况下，所谓3点的穿孔方式由于采用了一体延长式拨滚，而12点的穿孔方式只能采用分体式拨滚（光束需要穿过中心线）相比拨滚长度较短，相比，具有3点方式又具有一定的数据稳定性的优势。

8、对此，本发明人从提高在线卷烟打孔数据稳定性方面，针对拨滚的改进提出了专利申请。

9、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在线细棒拨转式激光穿孔的改进装置，从而克服上述现有技术中的缺陷。

2、一种提高在线烟支打孔数据稳定性的拨滚装置，包括运输细棒的鼓状旋转轮、设于鼓状旋转轮圆周外侧的细棒拨滚以及具有双路几乎平行输出光束的聚集镜组，细棒烟支由鼓状旋转轮表面的吸附槽带动进行输送运行，到达打孔位置时，由细棒拨滚将细棒烟支拨离吸附槽沿鼓状旋转轮表面滚动，由聚集后光束完成细棒烟支表面打孔；鼓状旋转轮、细棒拨滚、聚焦镜组如此地顺序排列：细棒拨滚旋转轴与鼓状旋转轮旋转轴构成平面-1，所述聚集镜组输出的双路光束的光主轴构成平面-2，所述平面-1与平面-2相交形成β角，β为0±15°。针对细棒烟支在打孔时，细棒烟支与烟支拨滚旋转轴与鼓状旋转轮旋转轴连线相对位置（即平面-1）的检测，可以参考一下发明人的另一项专利申请202010127625.x一种打孔轴同步校准装置，文中揭示了一种利用光学标示线进行拨滚和鼓轮中心投影连线，进而进行位置校准的方法，该方案对于利用光学标示线对空间的两个点进行投影连线，为形成平面-1、平面-2提供了很好的技术手段。

3、细棒拨滚的圆周对应双路光束照射到方位设有弧形通光槽或者一系列周向分布的通光孔，所述聚焦镜组用于汇聚外部激光设备射出的激光，外部激光设备和细棒拨滚配合工作具有：当细棒拨滚旋转至通光槽或者通光孔连通细棒烟支和聚焦镜组时、外部激光设备发射激光通过聚焦镜组汇聚至细棒烟支的表面形成孔洞的工作状态，以及当细棒拨滚旋转至通光槽或者若干通光孔背离聚焦镜组时、以及外部激光设备关闭激光的非工作状态。

4、进一步的，β为0°。

5、进一步的，细棒拨滚为长度与烟支细棒长度相匹配，或者细棒拨滚的长度两端小于烟支长度（3-10）mm，如此设置，使得细棒拨滚对细棒烟支进行拨转时，能够避开烟支的点燃端防止烟丝受挤压而脱落，所述通光槽为沿拨滚圆周分布的长弧形槽。

6、进一步的，细棒拨滚的通光槽为沿细棒拨滚圆周分布的长弧形槽，所述弧形槽的弧长与细棒烟支的圆周周长c相对应，当该通光槽连通细棒烟支和聚焦镜组时，确保外部激光设备发射的光束能够无阻挡地通过，从而聚集在细棒烟支圆周表面形成孔洞。

7、进一步的，通光孔为若干沿细棒拨滚圆周分布的一系列的圆孔或者椭圆形孔，所述一系列的圆孔或椭圆形孔沿拨滚圆周上的拨转面分布、与细棒烟支的圆周周长c相对应，当每一圆孔或者椭圆形孔连通细棒烟支和聚焦镜组时、确保外部激光设备发射的光束能够无阻挡地通过、从而聚集在细棒烟支圆周表面与所述圆孔或者椭圆形孔对应的区域形成一个孔洞或者一组孔洞。

8、进一步的，细棒拨滚的圆周由至少两个等份圆周面构成，每个等份的圆周面由滚转面l2和避空面构成，所述滚转面l2为与细棒烟支接触使得细棒滚转的接触面，所述避空面为完成细棒拨转后，方便细棒进入吸附槽的一段直径较小的弧形区域，在此弧形区域内，细棒拨滚与细棒烟支几乎不接触。

9、进一步的，鼓状旋转轮表面的吸附槽节距为l1，所述避空面在滚转面的径向处对应弧长l3，满足节距l1=l2+l3；

10、工作时，所述细棒拨滚的每个等份圆周面的滚转面l2和避空面l3的弧长节距（l2+l3）与鼓状旋转轮表面吸附槽的节距l1对应且同步。

11、进一步的，细棒拨滚的上有二或四或六或八个等份滚转面。

12、进一步的，细棒拨滚为4等份的滚转圆周面。

13、进一步的，卷烟细棒的直径为d，卷烟周长c，所述l2大于等于c。

14、进一步的，所述聚焦镜组由聚焦镜片构成、或者由聚焦镜片和反射镜片的组合构成，聚焦镜组所形成的汇聚到烟支表面的激光聚焦光束的聚焦点，位于所述细棒拨滚旋转轴与鼓状旋转轮旋转轴所构成的平面-1与细棒烟支圆周交汇点附近，靠近细棒拨滚一侧的圆周区域内。

15、进一步的，细棒拨滚为一体化加工的一体化的细棒拨滚，或者为分段加工的多节细棒拨滚进行组装而成。

16、进一步的，当所述细棒拨滚为多节细棒拨滚组装而成时，圆周连接键的长度l4大于圆周连接槽的长度l5，其中（l4-l5）的差值为通光槽轴向宽度，大于所通过激光光束的最大直径。

17、有益效果：本技术在烟支质量不佳情况下，能够适应机器更高的速度，具有更高的打孔数据稳定性。