激光钻孔系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种激光钻孔的系统，其包括激光器、衍射光学模块以及聚焦光学模块，激光器用于发射第一激光束，衍射光学模块接收激光器发射的第一激光束并对其进行衍射，并产生多个第二激光束，聚焦光学模块接收衍射光学模块衍射的多个第二激光束，并且分别聚焦于工件上，工件上形成多个孔；本发明专利技术还揭示了一种激光钻孔系统的钻孔方法。本申请通过激光器、衍射光学模块以及聚焦光学模块的配合设置进行激光钻孔，提高了激光钻孔的效率，能够满足高速运动条件下的带材在线钻孔的需求。

Laser Drilling System and Method

The invention discloses a laser drilling system, which includes a laser, a diffraction optical module and a focusing optical module. The laser is used to emit the first laser beam, and the diffraction optical module receives and diffracts the first laser beam emitted by the laser, and generates a plurality of second laser beams. The focusing optical module receives a plurality of second laser beams diffracted by the diffraction optical module, and The invention also discloses a drilling method of a laser drilling system. In this application, laser drilling is carried out through the combination of laser, diffraction optical module and focusing optical module, which improves the efficiency of laser drilling and meets the requirement of on-line drilling of strip under high-speed motion conditions.

【技术实现步骤摘要】
激光钻孔系统及方法
本专利技术涉及激光钻孔
，具体的涉及一种激光钻孔系统及方法。
技术介绍
激光以其单色性和相干性好、方向性强等优点，在加工及测量等方面有着广泛的应用，其中激光钻孔是较早达到实用化的激光加工技术，例如在大幅面薄型带材上的激光钻孔。大幅面薄型带材的激光钻孔往往会有严格的孔隙率的要求，特别是在锂离子电池的集流体钻孔这块，集流体的孔隙率会影响到锂离子电池的性能。而现有技术中激光钻孔是采用振镜跳转的方式进行，加工副面会受限于振镜的幅面，且其钻孔方式是逐个加工，加工效率偏低，不能满足高速运动条件下的带材在线钻孔的需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种激光钻孔的系统及方法。一种激光钻孔的系统包括激光器，其用于发射第一激光束；衍射光学模块，其接收激光器发射的第一激光束并对其进行衍射，并产生多个第二激光束；及聚焦光学模块，其接收衍射光学模块衍射的多个第二激光束，并且分别聚焦于工件上，工件上形成多个孔。根据本专利技术一实施方式，衍射光学模块衍射的第二激光束的数量可调节，或/和聚焦光学模块的有效聚焦长度可调节。根据本专利技术一实施方式，其还包括工件移送机构；工件移送机构用于带动工件线性移动。根据本专利技术一实施方式，工件移送机构带动工件线性移动的速度可调节。一种激光钻孔系统的钻孔方法包括：A)工件上进行预钻孔，并测得工件上预钻孔的孔间距；B)判断形成于工件上的孔间距为孔间距预设值，对工件进行激光钻孔。根据本专利技术一实施方式，步骤B)还包括：判断形成于工件上的孔间距不为孔间距预设值，则执行步骤C1)，使聚焦光学模块的有效聚焦长度不变和工件移送机构带动工件线性移动的速度不变，调节衍射光学模块衍射的第二激光束的数量，并使得工件上的孔间距等于孔间距预设值。根据本专利技术一实施方式，步骤B)还包括：判断形成于工件上的孔间距不为孔间距预设值，则执行步骤C2)，使衍射光学模块衍射的第二激光束的数量不变和工件移送机构带动工件线性移动的速度不变，调节聚焦光学模块的有效聚焦长度，并且使得工件上的孔间距等于孔间距预设值。根据本专利技术一实施方式，通过公式D＝F*tan(θs)对聚焦光学模块的有效聚焦长度进行调节；其中，F表示为聚焦光学模块的有效聚焦长度，θs表示为聚焦光学模块聚焦的相邻激光束间的分离角；D表示为孔间距。根据本专利技术一实施方式，步骤B)还包括：判断形成于工件上的孔间距不为孔间距预设值，则执行步骤C3)，使衍射光学模块衍射的第二激光束的数量不变和聚焦光学模块的有效聚焦长度不变，调节工件移送机构带动工件线性移动的速度，并使得工件上的孔间距等于孔间距预设值。根据本专利技术一实施方式，步骤B)还包括：判断形成于工件上的孔间距不为孔间距预设值，则执行步骤C4)，同步调节衍射光学模块衍射的第二激光束的数量、聚焦光学模块的有效聚焦长度以及工件移送机构带动工件线性移动的速度中的二种或三种，并使得工件上的孔间距等于孔间距预设值。同现有技术相比，本申请通过激光器、衍射光学模块以及聚焦光学模块的配合设置进行激光钻孔，提高了激光钻孔的效率，能够满足高速运动条件下的带材在线钻孔的需求。此外，通过调节衍射光学模块衍射的第二激光束的数量，或/和调节聚焦光学模块的有效聚焦长度，或/和调节工件移送机构带动工件线性移动的速度，可达到调节工件上钻孔的孔隙率的目的，且调节过程方便，能够适用各种孔隙率工件的钻孔，在工件上加工出符合孔隙率要求的产品。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为实施例一中激光钻孔系统的结构示意图；图2为实施例一中多组激光钻孔系统的结构示意图。附图标记说明：1、激光器；11、激光器；12、激光头；2、衍射光学模块；3、聚焦光学模块；4、工件移送机构。具体实施方式以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、移动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本专利技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。为能进一步了解本专利技术的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：实施例一参照图1和图2，图1为实施例一中激光钻孔系统的结构示意图，图2为实施例一中多组激光钻孔系统的结构示意图。本实施例中的激光钻孔的系统包括激光器1、衍射光学模块2以及聚焦光学模块3。激光器1用于发射第一激光束。衍射光学模块2接收激光器1发射的第一激光束并对其进行衍射，并产生多个第二激光束。聚焦光学模块3接收衍射光学模块2衍射的多个第二激光束，并且分别聚焦于工件上，工件上形成多个孔。通过激光器1、衍射光学模块2以及聚焦光学模块3的配合设置进行激光钻孔，提高了激光钻孔的效率，能够满足高速运动条件下的带材在线钻孔的需求，在工件上加工出符合孔隙率要求的产品。复参照图1和图2，衍射光学模块2衍射的第二激光束的数量可调节，或/和聚焦光学模块3的有效聚焦长度可调节。通过调节衍射光学模块2衍射的第二激光束的数量，或/和调节聚焦光学模块3的有效聚焦长度，可达到调节工件上钻孔的孔隙率的目的，且调节过程方便，能够适用各种孔隙率工件的钻孔。具体的，激光器1、衍射光学模块2以及聚焦光学模块3的中心轴线重叠。本实施例中的激光器1包括激光器11以及激光头12，激光器11与激光头12通过线材连接，激光器11产生激光通过激光头12以激光束的形式发射出去，通过移动激光头12的位置以及面向衍射光学模块2的角度，可以调节激光头12发射出激光束的方位。具体应用时，激光头12、衍射光学模块2以及聚焦光学模块3的中心轴线重叠，激光器11可根据加工环境进行合理设置，以节省空间。本实施例中衍射光学模块2为衍射镜，具体可选用多焦点衍射镜，激光头12发射出来的第一激光束的数量通过不同规格的衍射光学模块2可衍射出不同数量的第二激光束。也就是说，通过更换不同的规格的衍射光学模块2即可完成衍射光学模块2衍射的第二激光束的数量的调节。本实施例中的聚焦光学模块3为聚焦镜，具体可选用聚焦凸透镜，衍射光学模块2衍射出的多条第二激光束，经过聚焦光学模块3分别进行聚焦，工件处于聚焦光学模块2的焦点位置，聚焦光学模块3形成的聚焦点作用于工件上，可达到在工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光钻孔系统，其特征在于，包括：激光器(1)，其用于发射第一激光束；衍射光学模块(2)，其接收所述激光器(1)发射的第一激光束并对其进行衍射，并产生多个第二激光束；及聚焦光学模块(3)，其接收所述衍射光学模块(2)衍射的多个所述第二激光束，并且分别聚焦于工件上，所述工件上形成多个孔。

【技术特征摘要】
1.一种激光钻孔系统，其特征在于，包括：激光器(1)，其用于发射第一激光束；衍射光学模块(2)，其接收所述激光器(1)发射的第一激光束并对其进行衍射，并产生多个第二激光束；及聚焦光学模块(3)，其接收所述衍射光学模块(2)衍射的多个所述第二激光束，并且分别聚焦于工件上，所述工件上形成多个孔。2.根据权利要求1所述的激光钻孔的系统，其特征在于，所述衍射光学模块(2)衍射的所述第二激光束的数量可调节，或/和所述聚焦光学模块(3)的有效聚焦长度可调节。3.根据权利要求1所述的激光钻孔的系统，其特征在于，其还包括工件移送机构(4)；所述工件移送机构(4)用于带动所述工件线性移动。4.根据权利要求3所述的激光钻孔的系统，其特征在于，所述工件移送机构(4)带动所述工件线性移动的速度可调节。5.一种如权利要求1所述的激光钻孔系统的钻孔方法，其特征在于，包括：A)所述工件上进行预钻孔，并测得所述工件上预钻孔的孔间距；B)判断形成于所述工件上的孔间距为孔间距预设值，对所述工件进行激光钻孔。6.根据权利要求5所述的激光钻孔系统的钻孔方法，其特征在于，步骤B)还包括：判断形成于所述工件上的孔间距不为孔间距预设值，则执行步骤C1)，使所述聚焦光学模块(3)的有效聚焦长度不变和所述工件移送机构(4)带动所述工件线性移动的速度不变，调节所述衍射光学模块(2)衍射的所述第二激光束的数量，并使得所述工件上的孔间距等于孔间距预设值。7.根据权利要求5所述的激光钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宏，陈德，杜义贤，周俊雄，
申请(专利权)人：广东利元亨智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44