本发明专利技术公开了一种激光加工装置以及方法。本发明专利技术包括一种新型分光装置，除了对源光束进行分路外，该装置还考虑到了多孔同时加工时能量的一致性问题，通过新型电控分光器，可以实现喷油嘴多孔同时加工，并通过分光器和激光衰减装置对激光加工光束的数量和功率进行控制，保证多激光器可以在相同能量下进行加工作业，从而保证了多孔加工表面质量的一致性。同时本发明专利技术还包括对激光器的发射光路的改进，通过波片，使得输出的激光束转变为圆偏振光，有利于提高激光打孔的加工性能。此外，本发明专利技术通过光路转化器将二维光路转化为三维光路，不同与以往的普通光路，其激光器位于同一平面内，只能加工同一平面物体，本发明专利技术可以将四个激光器处于三维空间中，使得一次性加工喷油嘴的三维分布喷孔成为可能，可应用于对喷油嘴多个不同平面的喷孔进行同时加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种对喷油嘴多个不同平面的喷孔进行同时加工的激光加工装置以及多路激光器能量平衡的控制。
技术介绍
激光加工技术在现代加工中的应用越来越广泛，尤其是对与激光打孔，由于传统的加工方式难以完成微小孔径的加工，而激光打孔恰恰可以克服传统工艺的不足之处，可以很好的用之于微小孔的加工应用中。喷油嘴作为发动机的主要部件之一，它的性能好坏直接影响到了发动机的性能。而喷油嘴的喷孔作为一种微型孔，是衡量喷油嘴是否合格的重要指标之一，它的孔径一般要求控制在0.14-0.17mm之间。因此，在目前的技术应用中采用了激光加工喷油嘴喷孔方式。然而，目前的喷油嘴大多采用的是多孔喷油，而且喷孔处于三维平面之内。因此对于激光加工来说，每加工一个喷油嘴都需要多次加工，甚至需要多次的定位，加工步骤繁琐，加工效率较低。而激光加工设备由于自身的缺陷，定位方式并没有普通加工手段那样灵活，因此采用激光加工喷油嘴难免会影响加工周期，加工效率并不理想，经济效益较低。因此需要一种更加适合喷油嘴加工的激光装置以及相应得光路，以用于提高激光加工喷油嘴的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光加工装置及方法，以实现在加工喷油嘴的喷孔时可以做到同时对三维分布的喷孔进行加工，简化加工步骤并提高加工效率。为了解决以上技术问题，本专利技术采用特殊的激光装置，包括新型的电控分光器、新的激光光路。将传统的激光单孔加工提升到对三维分布的喷孔进行同时加工，省去了大量传统工艺中的移位装夹时间，有效的提高了激光加工柴油机喷油嘴喷孔的加工效率。本专利技术着重考虑了多激光器同时加工时能量的一致性问题，具体包括一种新型电控分光器，通过电磁阀和电控旋转装置，实现了分光器两个或三个工作状态的转换。1：1分光状态：分光器处于开启状态时，光束通过分光器的1:1分光镜，将入射激光束分成两个不同方向的光束，切能量比为1：1。开启状态：分光器处于开启状态时，光束通过分光器的留空板，直接穿过分光器，光束不发生任何变化继续沿原路径传递。1：2分光状态：当分光器处于1:2分光状态时，激光束通过1：2分光镜，将激光束分成两路方向的激光，且此时分出光线能量比为1：2。由于考虑到分光镜的分光比在实际中存在些许误差，因此在各支路上使用了激光衰减装置，通过激光衰减装置对各路激光功率进行精确调节，从而达到各路激光能量上的一致性。同时，通过多个电控分光器，可以实现对加工时激光头开闭的控制，从而实现从单激光器加工到四激光器同时加工的有随意切换。根据目标作业要求，本装置可以进行1-4个激光器同时进行加工的随意切换，大大的提高了激光加工的灵活性以及激光打孔的加工效率。本专利技术还包括对原有激光发射光路的改进，由于本装置会将光路分路，因此本专利技术在激光发射器后面安装了扩束镜。通过扩束镜，使得激光器射出的激光直径增加，以便于后续激光的分路。本专利技术还包括一个光路转化器，可以将入射的光线延垂直于入射方向的平面平移一段距离后射出。透过光路转换器，可以将原本呈二维分布的光路转话为三维分布，从而使得多个激光器能够呈三维分布，从而实现对三维分布的喷孔进行同时加工。本专利技术还考虑到了偏振光对激光加工的影响。在每一路的激光器前，光路都依次从过了一个二分之一波片和一个四分之一波片。从而将激光束转化为圆偏振光。在激光加工中，圆偏振光是最理想的一种偏振形态，能够有效的提高激光的加工质量与加工速度。本专利技术采用这种方法，有效的提高了加工喷油嘴喷孔的性能，从而使得孔的质量得到提高。本装置并不局限与四激光器同时加工，采用本专利技术的思路，完全可以实现5激光器甚至更多激光器的同时加工，同时可以保持各路激光能量的一致性。具体的技术方案如下：一种激光加工装置，包括激光发射器(1)、扩束镜(2)、全反射镜(5)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)和激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)，其特征在于还包括：电控三态分光器(3)、电控双态分光器A(12)、电控双态分光器B(13)、光路转换器(4)、激光衰减装置(37)；所述激光光路描述如下：激光由激光发射器(1)发出，经过扩束镜(2)扩束后进入电控三态分光器(3)当中，根据所需加工状态的不同，激光被该电控三态分光器(3)分成一路或两路光线继续传递；当需要四路光线同时加工时，一路光线通过电控双态分光器A(12)转换成两路光线，另一路经过光路转换器(4)后再通过电控双态分光器B(13)也分成两路光线，得到的四路光线依次通过各路的激光衰减装置(37)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)然后进入各路的激光器当中进行加工作业。所述的电控三态分光器(3)包括分光器底板(20)、折射光线与反射光线能量比为1:1的分光镜(22)、折射光线与反射光线能量比为1：2分光镜(38)、留空板(24)；还包括电磁装置(15)、衔铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)、电控旋钮(16)、连杆(17)、旋转轴(23)；分光器底板(20)起支撑固定作用；通过电控单元A(14)、电控单元B(19)的控制，电控三态分光器(3)实现在三个状态之间进行切换，电控单元A(14)和电控单元B(19)对电信号进行发射与接受；当电控三态分光器(3)处于稳定状态时，电磁装置(15)吸附衔铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)，分光器此时保持稳定状态；当分光器要进行状态转换时，通过电控单元A(14)、电控单元B(19)的控制，电磁装置(15)与衔铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)断开，电控旋钮(16)带动连杆(17)和旋转轴(23)进行旋转，当旋转到需要位置后通过电控单元(14、19)将电磁装置铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)吸附，电控三态分光器(3)再次进入稳定状态；激光线路按要求通过1:1分光镜(22)、1：2分光镜(38)或者留空板(24)；分光镜将入射光分成两路传递出去，从而实现光的分路，且根据分光镜的不同保持各路能量为1：1或1：2；当光线射入留空板时，入射光线能直接从孔洞中穿过，此时分光器不对入射光线产生任何影响，光线按照原光路传递。一种激光加工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，当需要进行四个激光器即激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)同时加工作业时，开启电控三态分光器(3)为1：2分光状态，上下两个电控双态分光器即电控双态分光器A(12)和电控双态分光器B(13)均开启1:1分光状态；步骤二，调节四条支路上各自的激光衰减装置，使得四条支路的激光能量相同；步骤三，根据待加工孔的位置，调节四个激光器即激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)的相对位置，根据工程图确定好相应的角度；步骤四，对待加工物体进行定位装夹，待加工物体在定位装夹时，应先确保待加工物体的轴线与夹具定位轴(27)重合，实现加工物体的准确定位，然后再进行装夹；步骤五，由激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11))对待加工物体进行激光打孔加工作业。本专利技术的工作过程如下：激光由激光发射器发出，经过扩束镜扩束后进入电控三态分光器当中，根据所需加工状态的不同，激光被该电控三态分光器分成一路或两路光线继续传递。当需要四本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光加工装置，包括激光发射器(1)、扩束镜(2)、全反射镜(5)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)和激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)，其特征在于还包括：电控三态分光器(3)、电控双态分光器A(12)、电控双态分光器B(13)、光路转换器(4)、激光衰减装置(37)；所述激光光路描述如下：激光由激光发射器(1)发出，经过扩束镜(2)扩束后进入电控三态分光器(3)当中，根据所需加工状态的不同，激光被该电控三态分光器(3)分成一路或两路光线继续传递；当需要四路光线同时加工时，一路光线通过电控双态分光器A(12)转换成两路光线，另一路经过光路转换器(4)后再通过电控双态分光器B(13)也分成两路光线，得到的四路光线依次通过各路的激光衰减装置(37)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)然后进入各路的激光器当中进行加工作业。
【技术特征摘要】
1.一种激光加工装置，包括激光发射器(1)、扩束镜(2)、全反射镜(5)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)和激光器A(8)、激光器B(9)、激光器C(10)、激光器D(11)，其特征在于还包括：电控三态分光器(3)、电控双态分光器A(12)、电控双态分光器B(13)、光路转换器(4)、激光衰减装置(37)；所述激光光路描述如下：激光由激光发射器(1)发出，经过扩束镜(2)扩束后进入电控三态分光器(3)当中，根据所需加工状态的不同，激光被该电控三态分光器(3)分成一路或两路光线继续传递；当需要四路光线同时加工时，一路光线通过电控双态分光器A(12)转换成两路光线，另一路经过光路转换器(4)后再通过电控双态分光器B(13)也分成两路光线，得到的四路光线依次通过各路的激光衰减装置(37)、二分之一波片(6)、四分之一波片(7)然后进入各路的激光器当中进行加工作业。2.根据权利要求1所述的一种激光加工装置，其特征在于：所述的电控三态分光器(3)包括分光器底板(20)、折射光线与反射光线能量比为1:1的分光镜(22)、折射光线与反射光线能量比为1：2分光镜(38)、留空板(24)；还包括电磁装置(15)、衔铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)、电控旋钮(16)、连杆(17)、旋转轴(23)；分光器底板(20)起支撑固定作用；通过电控单元A(14)、电控单元B(19)的控制，电控三态分光器(3)实现在三个状态之间进行切换，电控单元A(14)和电控单元B(19)对电信号进行发射与接受；当电控三态分光器(3)处于稳定状态时，电磁装置(15)吸附衔铁A(18)、衔铁B(21)、衔铁C(39)，分光器此时保持稳定状态；...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁华，李炎蔚，辛强，殷小平，陈侠，
申请(专利权)人：苏州中汽检测技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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