一种可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置的制作方法

本发明属于激光钻孔技术领域，具体是涉及一种可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置。

背景技术：
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在工业生产中，用于工件钻孔的方式主要有机械钻孔和激光钻孔两种方式。机械钻孔主要有机械钻、冲床等，机械钻和冲床的加工孔的大小有限，加工质量差。激光钻孔的基本原理是把激光聚焦在待加工的工件表面，结合激光光束的高斯分布以及激光与物质相互作用的机制，使得激光与工件作用后形成的沟槽呈现正椎体，激光钻孔克服了以往加工质量差、较小孔难以加工的问题，受到了广泛的应用。现有激光钻孔加工通常采用二氧化碳激光加工、紫外固体激光加工、固体Nd：YVO₃激光激光、光纤激光加工等。

现有技术中应用最多的是采用二氧化碳激光设备来加工钻孔，二氧化碳激光波长在9.4～10.6um，是一种远红外激光，绝大多数有机材料具有强烈吸收红外线的特点，有机材料在吸收了极高的红外极高能量后，迅速熔化、汽化即燃烧，从而在工件上形成通孔，但是现有的二氧化碳激光钻孔装置对于工件的上料和下料一般采用人工操作，人工操作效率低、误差大，无法满足激光钻孔设备的连续钻孔工作，且当工件较大时，人工上料和下料都比较困难，需要耗费大量的人力，生产效率低、加工速度慢，生产成本高。

技术实现要素：
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为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中二氧化碳激光钻孔装置对于工件的上料和下料一般采用人工操作，人工操作效率低、误差大，无法满足激光钻孔设备的连续钻孔工作，且当工件较大时，人工上料和下料都比较困难，需要耗费大量的人力，生产效率低、加工速度慢，生产成本高，从而提出一种可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置，包括：

机台、第一传送单元、激光钻孔单元、第二传送单元、视觉检测单元、控制单元，所述第一传送单元、所述激光钻孔单元、所述第二传送单元依次设置在所述机台的上方。

所述第一传送单元和所述第二传送单元结构相同，所述第一传送单元包括结构相同且对称设置的两块第一侧板，两块所述第一侧板的侧面均设置有第一传送带。

所述激光钻孔单元包括结构相同且对称设置的两块第二侧板、两块所述第二侧板的侧面均设置有第二传送带，两块所述第二侧板之间设置有升降装置，所述升降装置的上端固定有吸附板，所述吸附板用于吸附工件，两块所述第二侧板的上方设置有激光器和光学系统，所述激光器发出的激光束经过所述光学系统后发射到所述工件上。

所述视觉检测单元包括第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器，所述第一图像传感器设置在所述第一传送单元和所述激光钻孔单元的连接处，所述第二图像传感器设置在所述激光钻孔单元中的升降装置的上方，所述第三图像传感器设置在所述激光钻孔单元和所述第二传送单元的连接处。

所述控制单元分别与所述第一传送单元、激光钻孔单元、第二传送单元、视觉检测单元电连接。

作为上述技术方案的优选，所述激光钻孔单元还包括喷气装置，所述喷气装置设置在所述光学系统和所述工件之间。

作为上述技术方案的优选，所述喷气装置包括喷气口、连接管道、气泵，所述喷气口通过所述连接管道连接所述气泵。

作为上述技术方案的优选，所述升降装置为气缸，所述升降装置包括缸体和活塞杆，所述缸体固定在所述机台上，所述活塞杆的上端固定连接所述吸附板。

作为上述技术方案的优选，所述吸附板上设置有多个吸附孔，所述吸附孔用于吸附所述工件。

作为上述技术方案的优选，所述光学系统包括扩束镜、折返镜、聚焦镜，所述激光器发出的激光束依次经过所述扩束镜、所述折返镜、所述聚焦镜后发射到所述工件上。

作为上述技术方案的优选，所述第一传送带、所述第二传送带结构相同，所述第一传送带包括皮带、皮带轮、同步电机。

本发明的有益效果在于：其通过在激光钻孔单元的两侧分别设置第一传送单元和第二传送单元，将工件从第一传送单元的传送带上传送到激光钻孔单元的传送带上，通过激光钻孔单元中的吸附板将工件固定并开启激光器对工件进行钻孔，将钻孔完成的工件通过传送带传送到第二传送单元的传送带上，第二传送单元将工件传送到下一个加工工艺处，实现了工件的自动上下料的功能，无需人工操作，节省了人力成本，能满足激光钻孔设备对大批量大尺寸工件的连续钻孔工作，生产效率高，加工速度快，生产成本低。其通过在光学系统和工件之间设置喷气装置，利用喷气口对工件进行喷气，将工件表面的烟雾、灰尘和加工残渣等吹除，使激光束与工件充分作用，提高了激光的能量利用率、提高了加工的质量和速度。本装置结构简单、操作方便、稳定性高、可靠性高、适合工业环境使用。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置结构示意图；

图2为本发明一个实施例的一种传送带结构示意图；

图3为本发明一个实施例的一种激光钻孔单元结构示意图；

图4为本发明一个实施例的一种升降装置结构示意图；

图5为本发明一个实施例的一种光学系统结构示意图。

图中符号说明：

1-机台，2-第一传送单元，3-激光钻孔单元，4-第二传送单元，7-工件，201-第一侧板，202-第一传送带，301-第二侧板，302-第二传送带，303-升降装置，304-吸附板，305-激光器，306-光学系统，307-喷气装置，501-第一图像传感器，502-第二图像传感器，503-第三图像传感器，2021-皮带，2022-皮带轮，2023-同步电机，3031-缸体，3032-活塞杆，3061-扩束镜，3062-折返镜，3063-聚焦镜，3071-喷气口，3072-连接管道，3073-气泵。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置，包括：机台1、第一传送单元2、激光钻孔单元3、第二传送单元4、视觉检测单元5(图中未示出)、控制单元6(图中未示出)，所述第一传送单元2、所述激光钻孔单元3、所述第二传送单元4依次设置在所述机台1的上方。

所述第一传送单元2和所述第二传送单元4结构相同，所述第一传送单元2包括结构相同且对称设置的两块第一侧板201，两块所述第一侧板201的侧面均设置有第一传送带202。所述第一传送带202、所述第二传送带302结构相同，如图2所示，所述第一传送带202包括皮带2021、皮带轮2022、同步电机2023。

如图3所示，所述激光钻孔单元3包括结构相同且对称设置的两块第二侧板301、两块所述第二侧板301的侧面均设置有第二传送带302，两块所述第二侧板301之间设置有升降装置303，所述升降装置303的上端固定有吸附板304，所述吸附板304用于吸附工件7，本实施例中，所述升降装置303为气缸，如图4所示，所述升降装置303包括缸体3031和活塞杆3032，所述缸体3031固定在所述机台1上，所述活塞杆3032的上端固定连接所述吸附板304。所述吸附板304上设置有多个吸附孔，所述吸附孔用于吸附所述工件7。两块所述第二侧板301的上方设置有激光器305和光学系统306，所述激光器305发出的激光束经过所述光学系统306后发射到所述工件7上。如图5所示，所述光学系统306包括扩束镜3061、折返镜3062、聚焦镜3063，所述激光器305发出的激光束依次经过所述扩束镜3061、所述折返镜3062、所述聚焦镜3063后发射到所述工件7上。所述激光钻孔单元3还包括喷气装置307，所述喷气装置307设置在所述光学系统306和所述工件7之间。如图5所示，所述喷气装置307包括喷气口3071、连接管道3072、气泵3073，所述喷气口3071通过所述连接管道3072连接所述气泵3073。

所述视觉检测单元5包括第一图像传感器501、第二图像传感器502、第三图像传感器503，所述第一图像传感器501设置在所述第一传送单元2和所述激光钻孔单元3的连接处，所述第二图像传感器502设置在所述激光钻孔单元3中的升降装置303的上方，所述第三图像传感器503设置在所述激光钻孔单元3和所述第二传送单元4的连接处。

所述控制单元6分别与所述第一传送单元1、激光钻孔单元3、第二传送单元4、视觉检测单元5电连接。

工作原理：

控制单元6控制所述第一传送单元1上的传送带将工件7传送到所述第一传送单元1和所述激光钻孔单元2的连接处，所述第一图像传感器501获取工件位置信息，并根据第二图像传感器502判断激光钻孔单元2中是否有工件，若没有，则控制单元6控制所述激光钻孔单元3上的传送带开始运转，带动所述工件7到达所述吸附板304的上方后停止运转，所述升降装置303带动所述吸附板304向上移动，所述吸附板304吸附所述第二传送带302上的工件7并带动所述工件7向上移动到一定位置，同时，控制单元6打开激光器305，所述激光器305发出的激光束依次经过所述扩束镜3061、所述折返镜3062、所述聚焦镜3063后发射到所述工件7上，对工件进行钻孔，钻孔完成后，所述升降装置303带动所述工件7下降到所述第二传送带302上，控制单元6控制所述第二传送带302运转，将所述工件7传送到激光钻孔单元和第二传送单元的连接处，第三图像传感器503获取工件的位置信息并返回给控制单元6，控制单元6控制第二传送单元4上的传送带进行运转将工件7移动到下一个加工工艺处，从而实现了二氧化碳激光钻孔装置的自动上下料，重复上述过程，继续完成下一个工件的钻孔工作。

本实施例所述的可实现自动上下料的二氧化碳激光钻孔装置，包括机台、第一传送单元、激光钻孔单元、第二传送单元、视觉检测单元、控制单元，其通过在激光钻孔单元的两侧分别设置第一传送单元和第二传送单元，将工件从第一传送单元的传送带上传送到激光钻孔单元的传送带上，通过激光钻孔单元中的吸附板将工件固定并开启激光器对工件进行钻孔，将钻孔完成的工件通过传送带传送到第二传送单元的传送带上，第二传送单元将工件传送到下一个加工工艺处，实现了工件的自动上下料的功能，无需人工操作，节省了人力成本，能满足激光钻孔设备对大批量大尺寸工件的连续钻孔工作，生产效率高，加工速度快，生产成本低。本装置结构简单、操作方便、稳定性高、可靠性高、适合工业环境使用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。