[发明专利]聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔方法及装置

权利要求书

1.一种聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔方法，其特征在于：将连续激光器(1)输出的连续激光束聚焦于一高速旋转的且各工作面法线方向与镜轴(a)夹角不一致的多棱镜(2)的某个工作面上，经多棱镜(2)扫描分光形成沿垂直于所述多棱镜(2)的旋转方向快速摆动的K路脉冲激光束，再分别经由K个聚焦头(3)对所述K路脉冲激光束进行聚焦后输出，形成K个沿运动的水松纸(10)横向快速摆动的聚焦光点，在水松纸(10)表面形成K条非直线点阵排布的重复规律打孔分布，其中K≥1。

2.根据权利要求1所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔方法，其特征在于该方法的具体实施步骤如下：

1)由走纸机构的收卷辊(4)和放卷辊(5)装夹水松纸(10)；

2)启动走纸机构，使收卷辊(4)按设定的转速旋转，并带动水松纸(10)连续运动；

3)使连续激光器(1)输出的连续激光束经前端聚焦镜(6)聚焦于高速旋转且各工作面法线方向与镜轴(a)夹角不一致的多棱镜(2)的某个工作面上；

4)多棱镜(2)的该工作面在高速旋转过程中将连续激光束依次扫过K个分光头(7)，K≥1；每个分光头在激光扫过时接受一部分激光，当激光束依次扫过所有分光头时相当于给所有的分光头分配一个激光脉冲；多棱镜

(2)重复扫描时便将连续激光束分成K路脉冲激光输出，并且由于所述多棱镜(2)的各工作面法线方向与其镜轴(a)的夹角不一致，所述每路脉冲激光同时沿垂直于多棱镜(2)的旋转方向快速摆动；

5)上述K路脉冲激光束分别经K个聚焦头(3)聚焦后输出，形成K个沿水松纸(10)横向快速摆动的聚焦光点；通过水松纸在线速度检测装置

(8)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；根据水松纸(10)的运动速度信息，在控制系统对驱动所述多棱镜

(2)旋转的高速电机转速、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，在水松纸(10)上打出非直线点阵排布的重复规律打孔分布小孔。

3.一种用于实现如权利要求1所述加工方法的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，包括激光器(1)、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，其中：所述激光器(1)为高功率连续激光器，多棱镜分光机构包括多棱镜(2)、驱动多棱镜(2)旋转的高速电机、用于将激光器(1)发出的连续激光束聚焦于多棱镜(1)某个工作面的前端聚焦镜(6)及对应多棱镜(2)所述工作面的反射区域呈扇形分布的K个分光头(7)，所述聚焦机构包括置于走纸机构上方的K个聚焦头(3)，各聚焦头(3)的输入端与前述K个分光头(7)的输出端一一对应，K≥1，其特征在于所述多棱镜(2)的各工作面法线方向与镜轴(a)夹角不一致。

4.根据权利要求3所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，其特征在于还包括控制系统、水松纸在线速度检测装置(8)和激光器冷却系统，所述激光器(1)、驱动多棱镜(2)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(8)安装在走纸机构上并也与控制系统电连接。

5.根据权利要求4所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，其特征在于所述走纸机构包括收卷辊(4)与放卷辊(5)，所述水松纸在线速度检测装置(8)是一个高精度编码器，其安装在收卷辊(4)的转轴上，或者任何与收卷辊(4)等转速旋转的转轴上。

6.根据权利要求3所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，其特征在于所述每个聚焦头(3)内设有一个用于将连续激光束进行90°导向的45°反射镜(11)和一个用于将经前述导向后的反射光线会聚输出的聚焦头聚焦透镜(12)。

7.根据权利要求3所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，其特征在于所述每个聚焦头(3)内设有两个对称布置并用于将连续激光束实施两次90°导向的45°反射镜(11)和一个用于将经前述导向后的反射光线会聚输出的聚焦头反射聚焦镜(13)。

8.根据权利要求3或6或7所述的聚焦光点摆动式卷烟接装纸激光打孔装置，其特征在于所述聚焦机构还包括底端聚焦透镜(9)，所述底端聚焦透镜(9)置于所述K个聚焦头(3)的输出端与走纸机构之间。