专利名称：卷烟接装纸双头集成激光打孔装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卷烟接装纸双头激光打孔装置。
背景技术：
吸烟有害健康是公认的事实，降低焦油含量对改善吸烟群体的身体健康具有重要 意义。各国的卷烟制造商相继投入了大量的人力、物力和巨额资金，对降低卷烟焦油含量的 理论方法、技术以及实践应用等方面进行了广泛而深入的研究，并发展了多种降焦技术。卷烟接装纸作为卷烟过滤嘴专用外包装用纸，因其外观类似松木纹而曾得名水松 纸。滤嘴通风稀释技术的原理是通过在水松纸上打孔、使用高透气度滤棒成型纸或在滤棒 上制成凹槽等方式，从而在抽吸卷烟时使外部空气进入滤嘴内并对主流烟气进行稀释，使 吸入人体的焦油量相对减少。该项技术已成为国际上采用最广泛和最有效的降焦技术。目 前美国卷烟市场上有90%左右的卷烟和西欧市场上80%左右的卷烟都采用了通风滤嘴， 另外在亚洲的日本等国，通风滤嘴卷烟也占有相当大的比例。采用通风滤嘴这一简单、成熟 且非常可靠的降焦技术，其降焦效果也十分明显，如美国Carlton牌卷烟采用通风滤嘴后 可降低卷烟焦油量70%以上，降低CO高达80%以上，且通过强化加香、加料措施，也使该卷 烟的吸味品质保持了较高水平。目前我国过滤嘴香烟的比例已达95 %。随着人类对于吸烟者健康保护要求的日益 提高，能有效降低焦油含量、且减少尼古丁对人们健康伤害的水松纸打孔工艺得到迅速普 及。目前开发和利用的卷烟接装纸打孔技术主要包括机械打孔、电火花打孔、激光打 孔等技术，其中激光打孔由于具有稳定性高和准确性高的特点，成为国际上广泛采用的方 式。激光打孔是利用激光辐射的高功率密度特点，将其聚焦加热水松纸，使水松纸局 部达到汽化温度，汽化成孔。目前已经推出的卷烟接装纸激光打孔设备产品，以德国和本公司开发的多头系列 卷烟接装纸激光打孔机为主要代表，这种多头系列卷烟接装纸激光打孔机的特点是采用2N 个独立的打孔头，每个打孔头对应一路脉冲激光聚焦光点输出，从而可在高速运动的水松 纸表面打出2N排小孔，由于每一张水松纸在卷烟过程中将卷两支烟，所以每N排小孔对应 一支卷烟，从而在每支卷烟的水松纸上形成N排透气孔。但这种打孔机的缺点也恰恰因为 采用2N个独立的打孔头，每个打孔头只对应一路脉冲激光聚焦光点输出，导致设备结构较 为复杂，体积庞大，并且若要进一步提高这种打孔机的加工效率，则必须再增加打孔头的数 量，这会使整机结构变得更为复杂。
发明内容
本发明目的是提供一种卷烟接装纸双头激光打孔装置，该装置拟采用集成打孔 头技术，将多个分离的打孔头简化为两个独立的集成打孔头，每个集成打孔头均可对应输
3出N > 1个聚焦光点，以便在确保加工效率的同时达到简化装置结构的目的。本发明的技术方案是一种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，包括激光器、多棱 镜分光机构、聚焦机构和驱动水松纸连续运动的走纸机构；所述聚焦机构由沿水松纸宽度 方向排列的第一、第二两个集成打孔头构成，每个集成打孔头均可藉由其内部设有的一组 独立的光学聚焦元件对应输出N个聚焦光点，两个集成打孔头则可在运动的水松纸上形成 2XN排密集排布的小孔，N彡1。本发明中，同现有技术一样，所述激光器为高功率连续激光器，例如高功率连续 CO2激光器，输出功率从50 4000瓦连续可变，激光输出波长为10. 6 μ m ；也可以根据实际 需要选择其它种类的激光器，例如Nd: YAG激光器。而所述多棱镜分光机构具体由多棱镜、 驱动多棱镜旋转的高速电机、全反射镜组、用于将激光器发出的连续激光束聚焦于多棱镜 某个工作面的第一聚焦镜及用于将由该工作面反射形成的扇形扫描光束变换成平行扫描 光束的第二聚焦镜共同构成；所述第二聚焦镜与第一集成打孔头相对，而所述全反射镜组 由与平行扫描光束成45°角布置且互相平行的第一、第二两个反射镜构成，其中第一反射 镜的镜面与第二聚焦镜相对，而第二反射镜的镜面则与第二集成打孔头相对。进一步的，本发明还包括控制系统、水松纸在线速度检测装置和激光器冷却系统， 所述激光器、驱动多棱镜旋转的高速电机及激光器冷却系统均与控制系统电连接；所述水 松纸在线速度检测装置安装在走纸机构上并也与控制系统电连接。所述水松纸在线速度检 测装置用于对打孔过程中水松纸的运动速度进行实时检测，并将其反馈到控制系统；控制 系统根据水松纸的运动速度信息，向激光器和驱动多棱镜旋转的高速电机发送控制信号， 控制脉冲激光的脉冲频率以及脉冲间隔和多棱镜的转速，配合水松纸的连续运动，完成等 间隔或者非等间隔打孔。在打孔过程中，控制系统还实时的对激光器冷却系统进行监控，控 制它对激光器实施冷却，以确保激光器正常工作，当然具体的监控技术为现有技术，不再多 述。更进一步的，本发明中的走纸机构同常规技术一样包括收卷辊与放卷辊，而上述 水松纸在线速度检测装置具体是一个高精度编码器，其安装在收卷辊的转轴上，或者任何 与收卷辊等转速旋转的转轴上，以完成对于水松纸运动速度的实时检测。进一步的，本发明中的多棱镜分光机构中，所述第一聚焦镜为透射式聚焦镜或者 反射式聚焦镜，而所述第二聚焦镜也为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜。进一步的，本发明中的多棱镜分光机构中，所述多棱镜的面数M >5，且其每个工 作表面均为全反射面。本发明的设计核心在于对所述集成打孔头的结构设计，以实现将连续激光束分成 密集排布的多路聚焦脉冲激光束输出。所述单个集成打孔头的结构具体可采用如下这几种 技术方案第一种集成打孔头结构设计方案在每个集成打孔头内设置N个紧密排列的聚焦 透镜，N^ I0相应的集成聚焦打孔工作原理如下由激光器发出的连续激光束进入多棱镜 分光机构，通过第一聚焦镜聚焦于旋转的多棱镜的某个工作面上，形成具有一定角度θ的 扇形反射扫描光束；该发散的反射扫描光束经第二聚焦镜变换后，形成具有一定扫描宽度 AL的平行扫描光束；所述平行扫描光束先扫过第一集成打孔头，并经第一打孔头内设有 N ^ 1个紧密排列的聚焦透镜聚焦后对应输出N ^ 1个聚焦光点；随后所述平行扫描光束
4再经全反射镜组的两次90°导向后，扫过第二集成打孔头，并由第二集成打孔头内设有的 N ^ 1个紧密排列的聚焦透镜聚焦后对应输出N ^ 1个聚焦光点；从而总共形成2N个聚焦 光点，在运动的水松纸上形成2N排密集排布的小孔。第二种集成打孔头结构设计方案在每个集成打孔头内设置一多焦点聚焦镜，该 多焦点聚焦镜具有N个焦点，N > 1。相应的集成聚焦打孔工作原理如下由激光器发出的 连续激光束进入多棱镜分光机构，通过第一聚焦镜聚焦于旋转的多棱镜的某个工作面上， 形成具有一定角度θ的扇形反射扫描光束；该发散的反射扫描光束经第二聚焦镜变换后， 形成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束；所述平行扫描光束先扫过第一集成打孔头， 并经第一集成打孔头内设有的多焦点聚焦透镜聚焦后对应输出N ^ 1个聚焦光点；随后所 述平行扫描光束再经全反射镜组的两次90°导向后，扫过第二集成打孔头，并由第二集成 打孔头内设有的多焦点聚焦透镜聚焦后对应输出N > 1个聚焦光点；从而总共形成2Ν个聚 焦光点，在运动的水松纸上形成2Ν排密集排布的小孔。第三种集成打孔头结构设计方案在每个集成打孔头内设置N个紧密排列且相互 之间成一定角度布置的反射镜以及位于所述N个反射镜的反射光路上的第三聚焦镜，该第 三聚焦镜为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜，N^ I0相应的集成聚焦打孔工作原理如下 由激光器发出的连续激光束进入多棱镜分光机构，通过第一聚焦镜聚焦于旋转的多棱镜的 某个工作面上，形成具有一定角度θ的扇形反射扫描光束；该发散的反射扫描光束经第二 聚焦镜变换后，形成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束；所述平行扫描光束先扫过第 一集成打孔头，并经第一集成打孔头内设有的N ^ 1个紧密排列且互成角度的反射镜导向 分成N > 1束相互成一定小角度的脉冲激光束，这些脉冲激光束再经第三聚焦镜聚焦后对 应输出1个聚焦光点；随后所述平行扫描光束再经全反射镜组的两次90°导向后，扫 过第二集成打孔头，并经第二集成打孔头内设有的N > 1个紧密排列且互成角度的反射镜 导向分成N > 1束相互成一定小角度的脉冲激光束，再经第三聚焦镜聚焦后对应输出N > 1 个聚焦光点；从而总共形成2Ν个聚焦光点，在运动的水松纸上形成2Ν排密集排布的小孔。采用本发明提供的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置对水松纸进行打孔的具体 实施步骤如下1)由走纸机构的收卷辊和放卷辊装夹水松纸；2)启动走纸机构，使收卷辊按设定的转速旋转，并带动水松纸连续运动；3)由激光器发出的连续激光束进入多棱镜分光机构，通过第一聚焦镜聚焦于旋转 的多棱镜的某个工作面上，形成具有一定角度θ的扇形反射扫描光束；该发散的反射扫描 光束经第二聚焦镜变换后，形成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束；4)所述平行扫描光束先扫过第一集成打孔头，并经第一集成打孔头内的一组光学 聚焦元件聚焦后形成N> 1个聚焦光点输出；随后所述平行扫描光束再经全反射镜组的两 次90°导向后，扫过第二集成打孔头，并经第二集成打孔头内的一组光学聚焦元件聚焦后 形成N > 1个聚焦光点输出，从而总共形成2Ν个聚焦光点；5)通过水松纸在线速度检测装置对水松纸的运动速度进行实时检测，并将其速度 信息反馈到控制系统；根据水松纸的运动速度信息，在控制系统对驱动所述多棱镜旋转的 高速电机转速、激光器的出光时序的集中控制下，配合水松纸的连续运动，所述2Ν个聚焦 光点同时对水松纸实施打孔，在水松纸上形成2Ν排密集排布的小孔。且在打孔过程中，控
5制系统还实时对激光器冷却系统进行监控，控制它对激光器实施冷却，以确保激光器正常工作。本发明的优点是本发明与现有的多头系列卷烟接装纸激光打孔机相比较，主要区别如下前述已 开发的多头系列卷烟接装纸激光打孔机采用2N个独立的打孔头，每个打孔头对应一路脉 冲激光聚焦光点输出，从而在高速运动的水松纸表面打出2N排小孔，由于每一张水松纸在 卷烟过程中将卷两支烟，所以每N排小孔对应一支卷烟，从而在每支卷烟的水松纸上形成N 排透气孔。而本发明采用集成打孔头技术，将多个分离的打孔头简化为两个独立的集成打 孔头，每个集成打孔头均可对应输出N个聚焦光点，因而也可在高速运动的水松纸上形成 2N排密集排布的小孔，故在确保加工效率的同时，使得装置整体的结构得到了大大的简化。 具体优点如下(1)利用两个集成打孔头输出2N个聚焦光点，可以同时实现两组多排小孔加工， 且两组孔之间可分别独立调整，因此特别适合分别对应两支烟所用水松纸的独立打孔加 工，调整起来非常方便。(2)采用多棱镜分光技术与集成打孔头技术相结合，将连续激光束分成两组密集 排布的多路聚焦脉冲激光束输出，不需要采用激光调制盘或声光调Q来获得脉冲激光输 出，因此激光能量利用率高，并且结构简单、体积小、成本低，使用寿命长，生产维护容易。(3)由于采用连续高功率激光器(例如高功率连续CO2激光器)作为加工光源，技 术成熟，工作中无需特殊维护，保证装置长期可靠运行。并且本发明由于在技术上对激光功 率没有限制，激光功率能够充分利用以获得非常高的功率输出，因此可以获得非常高的加 工速度。总之，本发明激光能量利用率高、整体结构简单、使用寿命长，并且工作稳定，加工 效率高、产品质量好。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明一种具体实施例的多棱镜分光机构结构示意图；图3为本发明第一种具体实施例中的多棱镜分光机构与单个集成打孔头的聚焦 实现原理图；图4为本发明第二种具体实施例中的多棱镜分光机构与单个集成打孔头的聚焦 实现原理图；图5为本发明第三种具体实施例中的多棱镜分光机构与单个集成打孔头的聚焦 实现原理图；图6为本发明第四种具体实施例中的多棱镜分光机构与单个集成打孔头的聚焦 实现原理图。
具体实施例方式实施例1 首先结合图1、图2所示，本实施例提供的这种卷烟接装纸双头集成激光
6打孔装置，它包括激光器1、控制系统3、多棱镜分光机构4、聚焦机构、驱动水松纸10连续运 动的走纸机构7、水松纸在线速度检测装置11和激光器冷却系统12共同组成。其中所述 激光器1为高功率连续CO2激光器，其输出功率从50 4000瓦连续可变，激光输出波长为 10. 6 μ m。本实施例中的多棱镜分光机构4由多棱镜401、驱动多棱镜401旋转的高速电机 406、全反射镜组、用于将激光器1发出的连续激光束2聚焦于多棱镜401某个工作面的第 一反射式聚焦镜403及用于将由该工作面反射形成的扇形扫描光束变换成平行扫描光束 的第二透射式聚焦镜7共同构成。本实施例中的多棱镜401面数M= 7，每个工作面均为 全反射面。多棱镜401的一侧与高速电机406相连，在高速电机406带动下高速旋转，其转 速由控制系统3控制，转速η = 0. 3 5万转/分。本实施例中的第一聚焦镜即第一反射 式聚焦镜403，而第二聚焦镜则即第二透射式聚焦镜7。并且所述第二透射式聚焦镜7到多 棱镜401工作面上聚焦点0的距离L = f，f为所述第二透射式聚焦镜7的焦距。同时所述 第二透射式聚焦镜7与第一集成打孔头601相对，而所述全反射镜组由与平行扫描光束成 45°角布置且互相平行的第一、第二两个反射镜404、405构成，其中第一反射镜404的镜面 与第二透射式聚焦镜7相对，而第二反射镜405的镜面则与第二集成打孔头602相对。所 述激光器1、驱动多棱镜401旋转的高速电机406及激光器冷却系统12均与控制系统3电 连接；所述水松纸在线速度检测装置11安装在走纸机构7上并也与控制系统3电连接。本 实施例中所述走纸机构7包括收卷辊701与放卷辊702，所述水松纸10装夹在收卷辊701 和放卷辊702上，并由收卷辊701旋转驱动而连续运动；所述水松纸在线速度检测装置11 是一个高精度编码器，其安装在收卷辊701的转轴上，工作时随转轴同步运动，对水松纸10 的运动速度进行实时检测，并将其速度信息反馈到控制系统3。本实施例的核心技术在于对两个集成打孔头的设计，以第一集成打孔头601为 例，结合图3所示，可知其内部设有三个紧密排列且相互之间成一定角度布置的反射镜 801,802,803以及位于所述三个反射镜801、802、803的反射光路上的第三聚焦镜10，且该 第三聚焦镜10为透射式聚焦镜；而所述第二集成打孔头602内部结构与第一集成打孔头 601相同，故不再详述。结合图1、图2和图3所示，对采用本实施例提供的卷烟接装纸双头集成激光打孔 装置对水松纸10进行打孔的具体实施步骤及工作原理一并说明如下1)由走纸机构7的收卷辊701和放卷辊702装夹水松纸10 ；2)启动走纸机构7，使收卷辊701按设定的转速旋转，并带动水松纸10连续运动；3)所述激光器1输出的连续激光束2进入多棱镜扫描机构4，通过第一反射式聚 焦镜403聚焦于高速旋转的多棱镜401的某个工作面上，形成具有一定角度θ的扇形反射 扫描光束；该发散的反射扫描光束经第二透射式聚焦镜7变换后，形成具有一定扫描宽度 AL的平行扫描光束(所述第二透射式聚焦镜7到多棱镜401工作面上的聚焦点0的距离 L = f，f为所述第二透射式聚焦镜7的焦距)；4)所述平行扫描光束首先依次扫过第一集成打孔头601输入端内设的紧密排列 且互成一定角度的N = 3个反射镜801、802、803，使平行扫描光束被重新导向，并分成3束 相互成一定角度的脉冲激光束；所述3束脉冲激光束经第一集成打孔头601输出端内设的 的第三聚焦镜10聚焦后形成N = 3个密集排布的脉冲式聚焦光点输出；随后所述平行扫描 光束再经全反射镜组中的第一、第二反射镜404、405的两次90°导向后，扫过第二集成打
7内设有的3个紧密排列且互成角度的反射镜重新导向， 以及第三聚焦镜聚焦后，同样形成N = 3个密集排布的脉冲式聚焦光点输出，从而总共形成 2N = 6个聚焦光点；5)通过水松纸在线速度检测装置11对水松纸10的运动速度进行实时检测，并将 其速度信息反馈到控制系统3 ；根据水松纸10的运动速度信息，在控制系统3对驱动所述 多棱镜401旋转的高速电机406转速、激光器1的出光时序的集中控制下，配合水松纸10 的连续运动，所述2N = 6个聚焦光点同时对水松纸10实施打孔，在水松纸10上形成2N = 6排密集排布的小孔，实现两支卷烟的透气。且在打孔过程中，控制系统3还实时对激光器 冷却系统12进行监控，控制它对激光器1实施冷却，以确保激光器1正常工作。实施例2 如图4所示，本实施例提供的这种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置， 其外部结构同实施例1，而区别在于它将实施例1涉及的多棱镜分光机构4中的第一反射式 聚焦镜403替换成了第一透射式聚焦镜402，并且同时对两个集成打孔头601、602的内部 结构均进行了重新设计，具体以第一集成打孔头601为例，本实施例在其内部设置了 N = 3 个紧密排列的聚焦透镜901、902、903(图4中省略连接在多棱镜401 —侧的高速电机406)。 本实施例的工作原理参见图1、图2和图4所示说明如下激光器1输出的连续激光束2进 入多棱镜分光机构4，通过第一透射式聚焦镜402聚焦于高速旋转的多棱镜401的某个工作 面上形成具有一定角度θ的扇形反射扫描光束，该发散的反射扫描光束经第二透射式聚 焦镜7变换后，形成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束(所述第二透射式聚焦镜7的 焦点到多棱镜401工作面上的聚焦点0的距离L = f，f为所述第二透射式聚焦镜7的焦 距)。所述平行扫描光束首先依次扫过第一集成打孔头601内紧密排列的N = 3个聚焦透 镜901、902、903，并经它们聚焦后形成N = 3个密集排布的脉冲式聚焦光点输出，随后所述 平行扫描光束再经全反射镜组中的第一、第二反射镜404、405的两次90°导向后，扫过第 二集成打孔头602内紧密排列的N = 3个聚焦透镜，并经它们聚焦后形成N = 3个密集排 布的脉冲式聚焦光点输出；从而总共形成2N = 6个聚焦光点，在连续运动的水松纸10上形 成2N = 6排密集排布的小孔。实施例3 如图5所示，本实施例提供的这种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置， 其外部结构同实施例1，而区别在于它将实施例1涉及的多棱镜分光机构4中的第一反射式 聚焦镜403替换成了第一透射式聚焦镜402，而将第二透射式聚焦镜7替换成了第二抛物面 反射式聚焦镜5 ；并且同时对两个集成打孔头601、602的内部结构均进行了重新设计，具体 以第一集成打孔头601为例，本实施例在其内部设置了 N = 3个紧密排列的聚焦透镜901、 902、903(图4中省略连接在多棱镜401 —侧的高速电机406)。本实施例的工作原理参见 图1、图2和图5所示说明如下激光器1输出的连续激光束2进入多棱镜分光机构4，通 过第一透射式聚焦镜402聚焦于高速旋转的多棱镜401的某个工作面上形成具有一定角度 θ的扇形反射扫描光束，该发散的反射扫描光束经第二抛物面反射式聚焦镜5变换后，形 成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束(所述第二抛物面反射式聚焦镜5的焦点与多棱 镜401工作面上的聚焦点0重合)。所述平行扫描光束首先依次扫过第一集成打孔头601 内紧密排列的N = 3个聚焦透镜901、902、903，并经它们聚焦后形成N = 3个密集排布的脉 冲式聚焦光点输出，随后所述平行扫描光束再经全反射镜组中的第一、第二反射镜404、405 的两次90°导向后，扫过第二集成打孔头602内紧密排列的N = 3个聚焦透镜，并经它们聚
8焦后形成N = 3个密集排布的脉冲式聚焦光点输出；从而总共形成2N = 6个聚焦光点，在 连续运动的水松纸10上形成2N = 6排密集排布的小孔。实施例4 如图6所示，本实施例提供的这种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置， 其外部结构同实施例1，而区别在于它将实施例1涉及的多棱镜分光机构4中的第一反射 式聚焦镜403替换成了第一透射式聚焦镜402，再将第二透射式聚焦镜7替换为第二抛物 面反射式聚焦镜5 ；并且同时对两个集成打孔头601、602的内部结构均进行了重新设计，具 体以第一集成打孔头601为例，本实施例在其内部设置了多焦点聚焦透镜14，该多焦点聚 焦透镜14具有N = 2个焦点(图4中省略连接在多棱镜401 —侧的高速电机406)。本实 施例的工作原理参见图1、图2和图6所示说明如下激光器1输出的连续激光束2进入多 棱镜分光机构4，通过第一透射式聚焦镜402聚焦于高速旋转的多棱镜401的某个工作面 上形成具有一定角度θ的扇形反射扫描光束，该发散的反射扫描光束经第二抛物面反射 式聚焦镜5变换后，形成具有一定扫描宽度AL的平行扫描光束(所述第二抛物面反射式 聚焦镜5的焦点与多棱镜401工作面上的聚焦点0重合)。所述平行扫描光束首先扫过第 一集成打孔头601，并经第一集成打孔头601内设有的多焦点聚焦透镜14聚焦后形成N = 2个密集排布的脉冲式聚焦光点输出，随后所述平行扫描光束再经全反射镜组中的第一、第 二反射镜404、405的两次90°导向后，扫过第二集成打孔头602内的多焦点聚焦透镜，并经 它聚焦后也形成N = 2个密集排布的脉冲式聚焦光点输出；从而总共形成2Ν = 4个聚焦光 点，在连续运动的水松纸10上形成2Ν = 4排密集排布的小孔。当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发 明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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权利要求
一种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，包括激光器(1)、多棱镜分光机构(4)、聚焦机构和驱动水松纸连续运动的走纸机构(7)；其特征在于所述聚焦机构由沿水松纸宽度方向排列的第一、第二两个集成打孔头(601、602)构成，每个集成打孔头均可藉由其内部设有的一组独立的光学聚焦元件对应输出N个聚焦光点，两个集成打孔头则可在运动的水松纸(10)上形成2×N排密集排布的小孔，N≥1。
2.根据权利要求1所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述激光器 (1)为高功率连续激光器，所述多棱镜分光机构(4)由多棱镜(401)、驱动多棱镜(401)旋 转的高速电机(406)、全反射镜组、用于将激光器(1)发出的连续激光束(2)聚焦于多棱镜 (401)某个工作面的第一聚焦镜及用于将由该工作面反射形成的扇形扫描光束变换成平 行扫描光束的第二聚焦镜共同构成；所述第二聚焦镜与第一集成打孔头(601)相对，而所 述全反射镜组由与平行扫描光束成45°角布置且互相平行的第一、第二两个反射镜(404、 405)构成，其中第一反射镜(404)的镜面与第二聚焦镜相对，而第二反射镜(405)的镜面则 与第二集成打孔头(602)相对。
3.根据权利要求2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于还包括控制 系统(3)、水松纸在线速度检测装置(11)和激光器冷却系统(12)，所述激光器(1)、驱动多 棱镜(401)旋转的高速电机(406)及激光器冷却系统(12)均与控制系统(3)电连接；所述 水松纸在线速度检测装置(11)安装在走纸机构(7)上并也与控制系统(3)电连接。
4.根据权利要求3所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述走纸机 构(7)包括收卷辊(701)与放卷辊(702)，所述水松纸在线速度检测装置(11)是一个高精 度编码器，其安装在收卷辊(701)的转轴上，或者任何与收卷辊(701)等转速旋转的转轴 上。
5.根据权利要求2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述第一 聚焦镜为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜，而所述第二聚焦镜为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜。
6.根据权利要求2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述多棱 镜(401)的面数M彡5，且其每个工作表面均为全反射面。
7.根据权利要求1或2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述每 个集成打孔头内均设有N个紧密排列的聚焦透镜(901、902、903)。
8.根据权利要求1或2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述每 个集成打孔头内均设有一多焦点聚焦镜(14)，该多焦点聚焦镜(14)具有N个焦点。
9.根据权利要求1或2所述的卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，其特征在于所述每 个集成打孔头内均设有N个紧密排列且相互之间成一定角度布置的反射镜(801、802、803) 以及位于所述N个反射镜(801、802、803)的反射光路上的第三聚焦镜(10)，该第三聚焦镜 (10)为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜。
全文摘要
本发明公开了一种卷烟接装纸双头集成激光打孔装置，包括激光器、多棱镜分光机构、聚焦机构和驱动水松纸连续运动的走纸机构；其特征在于所述聚焦机构由沿水松纸宽度方向排列的第一、第二两个集成打孔头构成，每个集成打孔头均可藉由其内部设有的一组独立的光学聚焦元件对应输出N个聚焦光点，两个集成打孔头则可在运动的水松纸上形成2×N排密集排布的小孔，N≥1。本发明拟采用集成打孔头技术，将多个分离的打孔头简化为两个独立的集成打孔头，每个集成打孔头均可对应输出N≥1个聚焦光点，故在确保加工效率的同时达到了简化装置结构的目的。
文档编号B23K26/36GK101913026SQ201010214440
公开日2010年12月15日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者孙长东, 王焄, 陈培锋 申请人:苏州市博海激光科技有限公司