[发明专利]一种提高激光打孔深度的装置及其方法

权利要求书

1.一种提高激光打孔深度的装置，其特征在于，包括加工平台(1)、夹具(2)、工件(3)、双聚焦透镜(4)、声光可变焦透镜(5)、扩束器(7)、激光器(8)、激光控制器(9)、声光可变焦透镜控制器(10)、计算机(11)和加工平台控制器(12)；

从上至下依次设置有声光可变焦透镜(5)、双聚焦透镜(4)和工件(3)；所述工件(3)固定在夹具(2)上，所述夹具(2)的安装固定在加工平台(1)上；

所述激光器(8)、扩束器(7)依次位于同一光路上；所述激光控制器(9)的一端与激光器(8)电连接，另一端与计算机(11)电连接；

所述加工平台控制器(12)的一端与加工平台(1)电连接，另一端与计算机(11)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高激光打孔深度的装置，其特征在于，分色镜(6)设置在声光可变焦透镜(5)上方位置，所述分色镜(6)与水平方向呈45°设置；分色镜(6)上方设置有CCD相机(13)；所述激光器(8)发射的激光依次通过扩束器(7)、分色镜(6)、声光可变焦透镜(5)和双焦聚焦镜(4)作用在工件(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种提高激光打孔深度的装置，其特征在于，所述分色镜(6)仅对激光器(8)发出的激光进行全反射，而对其它波长的光可透。

4.根据权利要求1所述的一种提高激光打孔深度的装置，其特征在于，所述声光可变焦透镜(5)为声光控制。

5.根据权利要求1所述的一种提高激光打孔深度的装置，其特征在于，所述双聚焦透镜(4)包括外部曲面与中间曲面，且外部曲面包裹住中间曲面；其中，中间曲面的焦距大于外部曲面焦距。

6.一种利用权利要求1所述提高激光打孔深度的装置的打孔方法，其特征在于，采用双焦聚焦镜(4)对光束进行聚焦，使聚焦光束获得两个焦点，并借助声光可变焦透镜(5)连续快速变焦能力实现两个焦点在垂直方向上的快速往复移动；具体包括以下步骤：

S1、将处理好的工件(3)固定在夹具(2)上，夹具(2)固定在加工平台(1)上；

S2、在CCD相机(13)监测下，利用加工平台控制器控制加工平台(1)，调整工件(3)的位置进行对刀，并通过计算机(11)记录好对刀位置；

S3、通过激光控制器(9)设定激光器(8)输出用于激光加工的激光束的输出参数；

S4、通过声光可变焦透镜控制器(10)设定声光可变焦透镜(5)的工作参数；

S5、通过计算机(11)设定好所有加工位置，并将工件(3)移动到初始加工位置；

S6、同时打开激光器(8)和声光可变焦透镜(5)对工件(3)进行加工，在工件(3)加工区域形成小孔；

S7、小孔加工结束后，先关闭激光器(8)，随后关闭声光可变焦透镜(5)；

S8、利用计算机(11)控制加工平台控制器(12)将加工平台(1)移动到下一个加工位置；

S9、重复以上步骤S6～S8，对工件(3)下一个位置进行加工，直至所有孔加工完毕。

7.根据权利要求6所述的提高激光打孔深度的装置的打孔方法，其特征在于，步骤S2中的对刀方式为将双焦聚焦镜(4)的上焦点聚焦到工件(3)上，并将此位置设定为Z方向0点。

8.根据权利要求6所述的提高激光打孔深度的装置的打孔方法，其特征在于，步骤S4通过声光可变焦透镜控制器(10)设定声光可变焦透镜(5)的工作参数，设定的工作参数主要包括声光可变焦透镜(5)焦点轴向沿Z轴方向往复移动距离，往复移动频率。

9.根据权利要求6所述的提高激光打孔深度的装置的打孔方法，其特征在于，所述激光器(8)为连续激光器或脉冲激光器。

10.根据权利要求9所述的提高激光打孔深度的装置的打孔方法，其特征在于，当激光器(8)为脉冲激光器时，激光脉冲重复频率大于声光可变焦透镜(5)的往复移动频率。