一种激光打孔装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种激光打孔装置。


背景技术：

2.激光打孔是利用激光器发出的准直激光束通过光学扫描器的反射镜反射和聚焦镜的聚焦后，照射在工件表面上，并与工件表面发生相互作用(如工件的材料发生熔化和气化)形成各种形状的孔，激光打孔装置一般由激光器、光学扫描器、准直镜、聚焦镜和计算机控制系统组成。计算机发出数字信号通过控制光学扫描器来控制激光束的运动轨迹，从而在工件表面打孔(包括贯通孔和盲孔，盲孔也即是未贯通的孔)。
3.但是现有的激光打孔装置在使用时仍存在一下缺陷：1、用于打孔的激光束一般是高斯型能量分布，光束中心的能量密度高，边缘处能量密度低。使用这样的激光束打出来的孔，中心处深度大，边缘处深度小，造成孔的锥度大，打孔质量差；2、激光束只聚焦为一个聚焦点，同一时刻只能打一个孔，因此效率不高。


技术实现要素：

4.本实用新型的就在于为了解决上述激光打孔装置打出的孔质量较差，且打孔效率低的问题而提供一种激光打孔装置，具有可同时打出多个孔，效率高且孔的锥度小，质量更佳的优点。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种激光打孔装置，包括由计算机控制系统控制的激光器和光学扫描器，所述光学扫描器用于将所述激光器产生的激光束引导至待加工工件，所述激光器与所述光学扫描器之间的激光束路径上还安装有平顶光束整形器和衍射分束器，所述平顶光束整形器用于将激光束横截面上的能量分布从高斯型分布变为均匀型能量分布，所述衍射分束器用于将激光束分为两个以上的多束光。
7.优选的，所述激光束路径靠近激光器的位置上安装有用于将激光束整形为平行光束的扩束镜。
8.优选的，所述光学扫描器由x方向-振镜马达、y方向-振镜马达以及两个振镜分别驱动的反射镜片组成，反射镜片位于激光束路径上。
9.优选的，所述激光束路径靠近待加工工件的位置上安装有平场聚焦镜。
10.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过使用平顶光束整形器使激光束的能量均匀分布，这样作用在工件上后打出的孔锥度小，从而提高了打孔质量，并且利用衍射分束器，使激光束可以分为多光束，从而在工件表面形成多个聚焦点，增加打孔数量，有效地提高了打孔效率。
附图说明
11.图1为本实用新型的激光打孔装置整体组成结构示意图；
12.图2为本实用新型的激光束经过平顶光束整形器整形后的能量分布示意图。
13.图3为本实用新型的激光束经过衍射分束器分束后的光斑分布示意图。
14.图中：1、激光器，2、扩束镜，3、平顶光束整形器，4、衍射分束器，5、x方向-振镜马达，6、反射镜片，7、y方向-振镜马达，8、平场聚焦镜，9、计算机控制系统。
具体实施方式
15.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
16.如图1所示，一种激光打孔装置，包括由计算机控制系统9控制的激光器1和光学扫描器，光学扫描器用于将激光器1产生的激光束引导至待加工工件，激光器1与光学扫描器之间的激光束路径上还安装有平顶光束整形器3和衍射分束器4，平顶光束整形器3用于将激光束横截面上的能量分布从高斯型分布变为均匀型能量分布，衍射分束器4用于将激光束分为两个以上的多束光。平定光束整形器3整形后的激光束能量如图2所示，激光束在未整形前横截面的能量分布为中间能量高，边缘能量低，因此在打孔的时候孔的边缘形成一定的锥度，这样的孔质量较差，而经过平顶光束整形器3整形之后，激光束横截面的能量分布均匀，此时打出来的孔内壁接近无锥度，从而提高了打孔质量；衍射分束器4将激光束分为多光束时，如图2所示，由于在工件表面聚焦多个光斑，从而可以同时打出多个孔，光斑之间的间距即为孔之间的间距，这样一次性打出多个孔的方式提高了打孔的效率
17.如图1所示，激光束路径靠近激光器1的位置上安装有用于将激光束整形为平行光束的扩束镜2，扩束镜2有利于将具有一定发散角的激光束整形为直光，这样减少激光的能量流失，光学扫描器由x方向-振镜马达5、y方向-振镜马达7以及两个振镜马达分别驱动的反射镜片6组成，反射镜片6位于激光束路径上，通过计算机控制系统9控制振镜马达工作，从而使反射镜片6转动，这样改变了激光束的轨迹，从而实现工件表面各位置的打孔，激光束路径靠近待加工工件的位置上安装有平场聚焦镜8，平场聚焦镜8可以聚集激光束的能量，使其穿透力更强。
18.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
19.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种激光打孔装置，包括由计算机控制系统(9)控制的激光器(1)和光学扫描器，所述光学扫描器用于将所述激光器(1)产生的激光束引导至待加工工件，其特征在于：所述激光器(1)与所述光学扫描器之间的激光束路径上还安装有平顶光束整形器(3)和衍射分束器(4)，所述平顶光束整形器(3)用于将激光束横截面上的能量分布从高斯型分布变为均匀型能量分布，所述衍射分束器(4)用于将激光束分为两个以上的多束光。2.根据权利要求1所述的一种激光打孔装置，其特征在于：所述激光束路径靠近激光器(1)的位置上安装有用于将激光束整形为平行光束的扩束镜(2)。3.根据权利要求1所述的一种激光打孔装置，其特征在于：所述光学扫描器由x方向-振镜马达(5)、y方向-振镜马达(7)以及两个振镜马达分别驱动的反射镜片(6)组成，反射镜片(6)位于激光束路径上。4.根据权利要求1所述的一种激光打孔装置，其特征在于：所述激光束路径靠近待加工工件的位置上安装有聚焦镜(8)。

技术总结
本实用新型公开了一种激光打孔装置，属于激光加工领域，包括由计算机控制系统控制的激光器和光学扫描器，所述光学扫描器用于将所述激光器产生的激光束引导至待加工工件，所述激光器与所述光学扫描器之间的激光束路径上还安装有平顶光束整形器和衍射分束器，所述平顶光束整形器用于将激光束横截面上的能量分布从高斯型分布变为均匀型能量分布，所述衍射分束器用于将激光束分为两个以上的多束光。通过使用平顶光束整形器使激光束的能量均匀分布，这样作用在工件上后打出的孔锥度小，从而提高了打孔质量，并且利用衍射分束器，使激光束可以分为多光束，从而在工件表面形成多个聚焦点，增加打孔数量，有效地提高了打孔效率。有效地提高了打孔效率。有效地提高了打孔效率。


技术研发人员：王锦军 黎向锋 朱丽
受保护的技术使用者：王锦军
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/10/27