一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法，包括激光器系统、光学导光系统、X‑Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X‑Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元。

A kind of laser parallel processing device and processing method for the air holes of leather products array

【技术实现步骤摘要】
一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法
本公开涉及皮革制品激光加工
，具体涉及一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法。
技术介绍
皮革制品色泽美丽、柔软舒服、持久耐用等特性优点使得其用途非常广泛，如我们身上穿的皮衣、皮裤，脚上穿的皮鞋，及各种皮革沙发、汽车皮革坐垫、皮革箱包手袋等等，种类繁多随处可见。天然皮革(真皮皮革)由动物皮加工而成，特点是柔软、耐磨、强度高，表面具有毛孔，透气性较好(如牛皮皮革表面毛孔细小，呈圆形，分布均匀而紧密)，但资源有限、价格昂贵。人造皮革(合成皮革，材质以PVC/PU为主)具有成本较低、来源广泛的特点，广泛用于制衣、制鞋、皮革坐垫等行业，但合成皮革表面一般无毛孔，透气性差，而衣服和鞋类用革的高透气性和透湿性才能保证穿着的舒适性与卫生性，尤其是运动量增加或处于高温高湿环境中，较高的透气性和透湿性才能使得汗液能迅速蒸发并排出，避免产生潮湿感和滋生细菌。随着社会经济的快速发展，人们对皮革服装和鞋等的舒适度、耐用性及功能性要求越来越高。因此，现在的合成皮革制品一般都需要在皮革表面制备阵列微细透气孔来增大皮革的透气性。目前，合成皮革阵列透气孔的加工以传统的机械冲孔为主。机械皮革冲孔一般采用气动冲击力为原动力，利用具有各种形状、大小冲针的模具，完成冲压打孔加工过程。机械皮革冲孔的优点是冲压速度快，生产效率高(100～600孔/分钟)，适合单一产品大批量生产。但其缺点也很明显：首先，冲孔模具中的冲针容易损坏(扭曲变形或折断)，影响加工精度和加工效果，因此经常需要更换模具；其次，机械冲孔加工过程中机械应力大，容易对皮革造成撕裂损伤，降低冲孔良率。此外，皮革机械冲孔机运动部件的磨损和塑性变形是不可避免的，由于运动部件的磨损和变形，使部件之间的运动关系(时间与位移)被破坏，从而使皮革冲孔机精度随时间逐渐降低。皮革激光打孔是一种现在应用越来越多的加工方式。皮革激光打孔具有众多优点：首先，激光皮革打孔属于非接触加工，加工过程无机械应力，这就意味着皮革打孔后不会产生变形与撕裂问题；其次，激光束可以通过导光系统聚焦成极小的光斑(<10um)，其可以用于微小孔径透气孔的加工；此外，激光束可操控性强，并有高的适应性和柔性，与自动化设备相结合很方便，容易实现打孔过程的自动化，而且与计算机控制系统相结合，可整张板排料，节省材料。从近年来皮装、皮鞋流行趋势可以发现，很多款式运用了类似于蝴蝶形、方形、菱形等异形孔，这些都需要激光打孔来完成。长远来看，皮革制品激光打孔有逐步取代机械冲孔的趋势。现阶段市场上激光皮革打孔以单光束激光加工为主，因此在大幅面阵列微孔的加工上，就其打孔效率而言，皮革激光打孔与传统机械冲孔还有差距。此外，单光束皮革打孔所需激光能量很小，不能充分发挥现在高功率激光器的性能。
技术实现思路
本公开目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法；该加工装置在对皮革制品透气孔的加工过程中无机械应力，不会产生变形，无撕裂，加工效率、加工精度高。本公开的第一专利技术目的是提出一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，所述二向分色镜的另一面设置有指示红光单元；所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。作为进一步优选的技术方案，所述激光器系统包括二氧化碳激光器，二氧化碳激光器与激光电源装置连接。作为进一步的技术方案，所述二氧化碳激光器与水冷装置连接。作为进一步的技术方案，所述激光分束单元包括DOE分束镜片和镜片相对位置调节装置，所述镜片相对位置调节装置包括用于固定DOE分束镜片的镜筒，镜筒两侧均与滑块连接，滑块与滑轨滑动连接。作为进一步的技术方案，所述滑轨侧部设有刻度。作为进一步的技术方案，所述滑块上设有止动螺钉，止动螺钉端部朝向滑轨设置。作为进一步的技术方案，所述指示红光单元为半导体激光器，半导体激光器的光路出口与二向分色镜另一面相对。此处二向分色镜另一面与前文所述二向分色镜另一面为同一面。作为进一步的技术方案，所述四分之一玻片的两表面均镀有增透膜。作为进一步的技术方案，所述反射镜与激光光束光路的夹角为45°。作为进一步的技术方案，所述反射镜表面镀有介质膜。作为进一步的技术方案，所述可调扩束镜的扩束倍率为1～4倍可调。作为进一步的技术方案，所述可调光阑的通光孔径在1.5mm～12mm。作为进一步的技术方案，所述二向分色镜与激光光束光路的夹角为45°。作为进一步的技术方案，所述二向分色镜反射激光光束的一面镀有介质膜，二向分色镜的另一面镀有增透膜。作为进一步的技术方案，所述X-Y二维蜂窝吸附平台系统包括X-Y二维滑台，所述X-Y二维滑台顶部通过连接板与蜂窝吸附平台连接，X-Y二维滑台与计算机控制系统连接。作为进一步的技术方案，所述蜂窝吸附平台下方设置辅助吸真空装置，所述蜂窝吸附平台上方设置吸气抽尘装置。本公开的第二专利技术目的提出一种如上所述的皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置的加工方法，包括以下步骤：将待加工皮革置于X-Y二维蜂窝吸附平台系统上，调整好相对位置并通过真空吸附固定住待加工皮革；根据所需加工的阵列孔间距大小调节激光分束单元DOE分束镜片的位置并固定；打开指示红光单元开关，调节指示红光单元的激光光斑与待加工皮革的初始相对位置,并保证初始激光焦点位置在待加工皮革上表面；由计算机控制系统设置激光加工工艺参数，保证光学导光系统与X-Y二维蜂窝吸附平台系统根据预加工轨迹同步运作；光学导光系统将激光器系统输出的光束引导至X-Y二维蜂窝吸附平台系统加工区域的待加工皮革表面，扫描振镜与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的配合运动完成皮革表面大幅面阵列透气孔的加工。其中，所述加工工艺参数为扫描速度、激光功率百分比、占空比、重复频率等。相比现有机械冲孔和激光单光束打孔而言，本公开的有益效果在于：本公开的加工装置，对皮革制品透气孔的加工过程无机械应力，不产生变形，无撕裂，加工精度高；柔性大，可加工异形孔(如菱形孔、六边形孔等)，满足多样化孔型的加工需求；运用激光分束并行加工技术，大幅度提升激光阵列透气孔钻孔效率，可达800～1600孔/分钟。本公开的加工装置，采用激光分束装置，具有阵列孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，其特征是，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；/n所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元；/n所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，其特征是，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；
所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元；
所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。


2.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述激光器系统包括二氧化碳激光器，二氧化碳激光器与激光电源装置连接；所述二氧化碳激光器与水冷装置连接。


3.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述激光分束单元包括DOE分束镜片和镜片相对位置调节装置，所述镜片相对位置调节装置包括用于固定DOE分束镜片的镜筒，镜筒两侧均与滑块连接，滑块与滑轨滑动连接。


4.如权利要求3所述的激光并行加工装置，其特征是，所述滑轨侧部设有刻度。


5.如权利要求3所述的激光并行加工装置，其特征是，所述滑块上设有止动螺钉，止动螺钉端部朝向滑轨设置。


6.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述指示红光单元为半导体激光器，半导体激光器的光路出口与二向分色镜另一面相对。


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【专利技术属性】
技术研发人员：邵勇，孙树峰，王萍萍，王津，张强，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37