[实用新型]薄型材料的激光打孔装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光加工装置，具体的是说一种薄型材料的激光打孔装置。

背景技术

薄型材料是工业材料中的一种基本形式，很多薄型材料需要制备密集的微孔，例如卷烟行业的水松纸激光打孔，又或者是医药行业的橡胶膏剂，再或者是人造革、包装薄膜等也需要进行密集透气孔制备。

以橡胶膏剂这类薄型材料为例，其作为中药的主导剂型产品之一，在中医药的发展中占有重要地位。但传统橡胶膏剂由于透气性差，会给患者带来皮肤红肿、瘙痒、溃烂等副作用。为了解决这个问题，近几年来采用机械接触式冲孔打孔的方法对生产的贴膏产品进行打孔，以增加产品透气性，为橡胶膏剂产品的发展起到了较好的促进作用。该机械打孔方法成本低，但存在刀头难加工、易磨损、产品收率低、外观不美等缺点。近年来，随着科学技术发展，用激光对生产的橡胶膏剂进行打孔，提高了产品收率和质量，且生产效率高，易管理。河南羚锐集团与华中科技大学激光研究院合作进行“CO₂激光超微切孔技术”的研发，成功研制出全自动的“CO₂激光超微切孔设备”，目前该成套设备与工艺已得到了很好的应用。采用该设备生产的密集微孔贴膏受到了患者的广泛欢迎，该项目的设备和工艺申请了一项发明专利和一项实用新型专利：发明专利：非金属薄型材料激光制孔的方法和设备（申请号02139127.0）；实用新型：一种贴膏材料的激光打孔装置（申请号02279414.X）。

上述专利技术的核心是使用多台50瓦和100瓦级射频激励CO₂激光器和高速振镜系统，并采用高速、高精度硬件控制系统，同时配以高精度位移传感单元。打孔设备的控制系统控制多台射频激励CO₂激光器的激光通过振镜反射,在连续运动的贴膏的横向展开扫描，当激光束指向需要打孔的部位时，控制系统指示射频激励激光器发射激光脉冲，打出一个小孔；然后控制系统控制振镜反射到下一个打孔的位置，控制系统再一次指示射频激励激光器发射激光脉冲，再打出一个小孔。该原理的基础是射频激励CO₂激光器具有良好的开关脉冲性能，射频激励CO₂激光器可以在电控制信号的控制下高速开关，从而高速发射激光脉冲。控制系统可以控制振镜系统将激光束指向需要打孔的位置后，再高速打开激光脉冲发射开关，发射合适的激光脉冲。由于振镜的控制和激光脉冲开关的控制可以分别进行，因此控制系统总是以振镜的控制优先，在控制振镜到达指定位置后再控制激光脉冲。这样的控制系统已经成熟，贴膏打孔系统辅以恒温、排烟、安全保障系统，是一套光机电一体化的自动打孔设备，可满足幅宽100毫米、生产线速度6～20米/分钟的生产要求。

采用激光在贴膏上打孔具有速度快、成本低、孔径形式和分布可控、无接触、贴膏损耗少等突出优点，但是目前采用的射频激励CO₂激光打孔方式投资很大，最主要的是射频激励CO₂激光器的价格很高，严重的限制了该技术的应用。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种以连续CO₂激光器取代现有的射频激励CO₂激光器，激光能量充分利用、加工效率很高、技术容易实现、激光功率没有限制的同时，还具有打孔速度快、成本低、孔径形式和分布可控、无接触、薄型材料损耗少等优点的。

技术方案包括激光器及控制系统，所述激光器为连续CO₂激光器，所述连续CO₂激光器至薄型材料表面的激光传输光路上依次布置有开有通光孔的机械斩光盘、振镜系统和平场透镜。

所述机械斩光盘上装有角度传感器，所述控制系统的输入端与角度传感器和薄型材料运动速度传感器相连，输出端与振镜系统及控制机械斩光盘转动的电机的控制器相连。

所述角度传感器为与机械斩光盘同轴安装的编码器。

所述振镜系统包括两个振镜，所述两个振镜的旋转轴相互垂直放置。

所述机械斩光盘的激光入射面为散射面或吸收面或高反射面。

所述机械斩光盘的激光入射面为高反射面时，所述激光传输光路上布置有两套振镜系统和平场透镜，其中一套用于控制通过机械斩光盘通光孔的激光光束，另一套用于控制经机械斩光盘高反射面反射出的激光光束。