同步式自动激光打孔机.pdf

本发明是关于激光加工技术领域中的激光打孔设备。
    采用激光进行工业加工是近年来兴起的一门技术，如激光切割、激光热处理、激光打孔等。然而，已有技术的激光打孔设备均是对静止的工件进行单孔加工，工作效率低，而且不适于自动化生产线在动态下的连续性加工。此外，由于现有的激光打孔设备基本都是采用YAG脉冲激光器做为工作源，故使得设备结构复杂、造价昂贵、不易推广。

    本发明的目的是设计一种适于自动化生产线的动态状况下连续工作、即可加工单层孔、又可同时加工双层孔，结构简单、成本低、性能稳的多功能激光打孔机。

    本发明的构思如图1所示，由脉冲式激光源1、激光功率探头2、调光器3、调光器驱动装置4、随动光学系统5、被动式同步工作台6、机械离合器7、复位装置8、工作台限位装置9和固定基座10组成。其中脉冲式激光源1是采用连续CO2激光器，通过调制激光电源形成脉冲CO2激光。随动光学系统5是置于被动式同步工作台6上的导光系统，由导光镜与聚焦镜组成，它可将脉冲式激光源1发出的脉冲激光聚焦在与被动式同步工作台6同步运动的加工工件上。被动式同步工作台6设置在固定基座10上，并可在固定基座10上自由移动。机械离合器7设置在被动式同步工作台6上，它是根据加工工件的形状与大小而设计的机械手，可根据控制指令抱紧或松开加工工件。工作台限位装置9和复位装置8是控制被动式同步工作台6的工作行程并使其复位做往返重复工作的限定机构。

    本发明的工作程序是：机械离合器7根据指令抱紧加工工件，在工件带动下，与被动式同步工作台6一起被动地随工件同步移动;与此同时，由脉冲激光源1发出地脉冲激光，经随动光学系统5输出，实现与加工工件的同步打孔，机械离合器7在工作台限位装置9的制限下松开加工工件，由复位装置8控制复位，等待下一次控制指令，往返重复工作。

    为了达到同时加工不同孔径的多层孔，在脉冲式激光源1和随动光学系统5之间设置激光功率探头2、调光器3和调光器驱动装置4控制脉冲激光功率，以满足加工不同类型孔的需要。

    本发明的最佳实施例是国家“七·五”攻关项目一农业滴灌系统中复壁塑料管生产线上的自动打孔。其结构框图如图2所示。CO2激光器1通过高压脉冲调制电路16，在激光器断水保护机构17的保护下，输出脉冲激光;CO2激光器1输出的激光可通过功率探头2，经放大器11放大，由功率显示器12指示;CO2激光器1输出的脉冲光，经调光器3、随动光学系统5输出工作光，实现对塑料管的同步打孔;置于被动式同步工作台6上的机械离合器7由离合驱动器18控制抱紧生产线上的塑料管，由工作限位装置9控制松开生产线上的塑料管、由复位装置8控制复位，以实现往返重复工作。复位装置8采用二根弹簧构成。可调速时钟脉冲信号源13是本发明的时间基准，控制整个系统的时间程序;工作选择14可选择手动、自动、标定等工作模式，由程序控制电路15分三路输给高压脉冲调制电路16、调光器驱动装置4和离合器驱动装置18，控制整个系统的同步工作。

    本发明实现了自动化生产的动态打孔，复壁塑料管移动速度3-7米/分，孔位和孔径周期性排列，每天工作24小时，连续40多天在20万米左右管道上打孔上百万个，既有单层孔，又有双层孔，准确无误，整机性能稳定，结构简单可靠，适于在自动化连续生产线上推广使用。