激光打孔装置及打孔方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光打孔装置及激光打孔方法，该激光打孔装置包括激光系统、转镜系统和控制系统；其中，转镜系统包括多面棱镜和旋转驱动件，多面棱镜呈棱柱状，具有多个用于反射由激光系统出射的激光束的反射面，多面棱镜在旋转驱动件的驱动下旋转运动，以改变由激光系统出射的激光束入射反射面的入射角度；控制系统根据多面棱镜的旋转角度控制激光系统出射激光束，以利用多面棱镜的反射面将激光束以不同角度反射到待打孔物体进行打孔，由于多面棱镜旋转运动时，始终具有对应的反射面对激光束进行反射，从而在多面棱镜高速旋转时，仍然能够精准的将激光束出射到待打孔物体需要打孔的位置进行打孔作业，有效提高了打孔效率。

Laser drilling device and drilling method

The invention relates to a laser drilling device and a laser drilling method. The laser drilling device comprises a laser system, a rotating mirror system and a control system, wherein the rotating mirror system comprises a polyhedral prism and a rotating driving part, the polyhedral prism is a prism, and has a plurality of reflecting surfaces for reflecting a laser beam emitted from the laser system. The plane prism rotates under the driving of the rotating part to change the incident angle of the laser beam emitted from the laser system to the reflecting surface; the control system controls the laser beam emitted from the laser system according to the rotating angle of the polyhedral prism to reflect the laser beam to the object to be punched at different angles by using the reflecting surface of the polyhedral prism. Line drilling, because the polyhedral prism rotating motion, always has the corresponding reflector to reflect the laser beam, so when the polyhedral prism rotating at high speed, it can still accurately shoot the laser beam to the position of the object to be punched for drilling operations, effectively improving the punching efficiency.

【技术实现步骤摘要】
激光打孔装置及打孔方法
本专利技术涉及激光打孔
，特别是涉及一种激光打孔装置及打孔方法。
技术介绍
工作效率是各项生产活动中的一个重要参数，在一些流水线生产系统中，某个生产环节的运转速度需要达到最低要求，以避免影响其他生产环节的正常运行，从而保障整个流水线生产系统的效率。例如在新能源电池的流水线生产系统中，行业标准要求电池阳极打孔切割需在30m/s以上速度运行，以免该流水线生产系统的其他工序处于等待状态。目前采用传统振镜电机摆动方式进行激光打孔，常用的10mm镜片式振镜的最快运行速度为7m/s，不能满足新能源电池的生产需求。业内有采用减小镜片尺寸的方式使电机负载变的更轻些，以提高振镜速度。但是提升后的速度仍然难以满足上述新能源电池的生产需求。而且减小镜片尺寸会缩小打孔范围，当打孔范围较大时需要多次对位和校准，限制了打孔作业效率。此外，振镜电机的启停工段存在加减速问题，导致它不适合高速运行的应用，也极大的限制了打孔作业效率。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前激光打孔受振镜速度限制而打孔效率低的问题，提供一种能实提高打孔效率的激光打孔装置及激光打孔方法。一种激光打孔装置，包括：激光系统，所述激光系统用于出射激光束；转镜系统，所述转镜系统包括多面棱镜和旋转驱动件，所述多面棱镜呈棱柱状，具有多个用于反射由所述激光系统出射的激光束的反射面；多个所述反射面首尾相连地绕所述多面棱镜的纵向轴线排布；所述旋转驱动件用于驱动所述多面棱镜绕所述多面棱镜的纵向轴线旋转运动，以改变由所述激光系统出射的激光束入射所述反射面的入射角度；控制系统，所述控制系统用于控制所述旋转驱动件工作，以使旋转驱动件驱动所述多面棱镜旋转运动；所述控制系统还用于根据所述多面棱镜的旋转角度控制所述激光系统出射激光束，以利用所述多面棱镜的反射面将所述激光束以不同角度反射到待打孔物体进行打孔。在其中一个实施例中，旋转驱动件包括电机和驱动器，所述电机通过所述驱动器与所述控制系统电性相连。在其中一个实施例中，所述激光系统所出射的激光束入射所述反射面的方向与所述多面棱镜的纵向轴线相垂直。在其中一个实施例中，所述多面棱镜的横截面呈正多边形。在其中一个实施例中，所述反射面为偶数个，且所述反射面两两对称设置。在其中一个实施例中，还包括移动机构，所述移动机构用于移动待打孔物体，且所述待打孔物体的移动方向与所述多面棱镜旋转时所反射的激光束的移动方向相交。在其中一个实施例中，所述转镜系统还包括与所述控制系统电性相连的检测元件，所述检测元件设于所述多面棱镜的一侧，且当所述检测元件检测到相邻所述反射面的连接处位于所述激光束入射所述多面棱镜的光路上时，所述检测元件产生脉冲控制信号并将该脉冲控制信号传输到所述控制系统，所述控制系统根据所述脉冲控制信号以及所述多面棱镜的旋转角度控制所述激光系统出射激光束。相应地，本专利技术还提供了一种利用上述激光打孔装置进行激光打孔的方法，该方法包括以下步骤：驱动所述多面棱镜旋转运动；根据所述多面棱镜的旋转角度控制所述激光系统出射激光束；所述激光束入射到所述多面棱镜的反射面后，经所述反射面反射至待打孔物体进行打孔。在其中一个实施例中，当所述多面棱镜旋转至相邻所述反射面的连接处位于所述激光束入射所述多面棱镜的光路上时，所述激光系统处于非工作状态而不出射激光束。在其中一个实施例中，所述激光打孔方法还包括步骤：移动所述待打孔物体，且所述待打孔物体的移动方向与所述多面棱镜旋转时激光束经反射面反射后的出射光的移动方向相互垂直。上述激光打孔装置及打孔方法，该激光打孔装置中，通过具有多个反射面的多面棱镜的旋转运动，可将激光束以不同角度反射到待打孔物体进行打孔，由于多面棱镜旋转运动时，始终具有对应的反射面对激光束进行反射，从而在多面棱镜高速旋转时，仍然能够精准的将激光束出射到待打孔物体需要打孔的位置进行打孔作业，有效提高了打孔效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。图1为一实施方式中激光打孔装置的结构示意图；图2为一实施方式中激光打孔方法的步骤流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。请参阅图1，一实施方式中的激光打孔装置包括激光系统100、转镜系统200和控制系统(图未示)。其中，激光系统100用于出射激光束，转镜系统200用于改变激光系统100所出射的激光束的方向，使得激光束连续的或间断的在待打孔物体上进行打孔作业。需要说明的是，在该激光打孔装置中，激光系统100和转镜系统200均受控制系统的调配。例如，在转镜系统200处于某一工作状态下，激光系统100出射的激光束可经转镜系统200在待打孔物体的其中一位置打孔作业；相应的，在转镜系统200处于另一工作状态下，激光系统100出射的激光束经过转镜系统200改变光路后入射到待打孔物体的另一位置打孔作业。该实施方式中，转镜系统200的工作状态可以是转镜系统200对激光束出射方向改变状态，即以不同角度对激光系统100出射的激光束进行反射。可以理解的，控制系统在转镜系统200的工作状态就位后，便可以控制激光系统100出射激光，以在转镜系统200对激光束光路方向的改变下对待打孔物体的不同位置进行打孔。在一些实施方式中，转镜系统200包括多面棱镜210和旋转驱动件。其中，多面棱镜210呈棱柱状，具有多个用于反射由激光系统100出射的激光束的反射面211。多个反射面首尾相连地绕多面棱镜210的纵向轴线W排布。旋转驱动件用于驱动多面棱镜210绕多面棱镜210的纵向轴线W旋转运动，从而多面棱镜210上的反射面211也绕该纵向轴线W转动，改变了由激光系统100出射的激光束入射反射面211的入射角度，最终将激光束以不同的出射方向入射至待打孔物体的不同位置进行打孔作业。具体的，旋转驱动件驱动多面棱镜210旋转运动时，多个反射面211会依次绕纵向轴线W转动经过激光束入射多面棱镜210的光路，也就是说，在需要将激光系统100出射的激光束入射到待打孔物体进行打孔的位置时，转镜系统200中的多面棱镜210始终具有对应的反射面211对激光束进行反射，从而在提高多面棱镜210转速的情况下也能够将激光束出射到待打孔物体需要打孔的位置，进而在不影响打孔精度的情况下提高了打孔效率。需要说明的是，上述实施方式中，激光系统100和旋转驱动件均与控制系统相连，控制系统用于控制旋转驱动件工作，以使旋转驱动件驱动多面棱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光打孔装置，其特征在于，包括：激光系统，所述激光系统用于出射激光束；转镜系统，所述转镜系统包括多面棱镜和旋转驱动件，所述多面棱镜呈棱柱状，具有多个用于反射由所述激光系统出射的激光束的反射面；多个所述反射面首尾相连地绕所述多面棱镜的纵向轴线排布；所述旋转驱动件用于驱动所述多面棱镜绕所述多面棱镜的纵向轴线旋转运动，以改变由所述激光系统出射的激光束入射所述反射面的入射角度；控制系统，所述控制系统用于控制所述旋转驱动件工作，以使旋转驱动件驱动所述多面棱镜旋转运动；所述控制系统还用于根据所述多面棱镜的旋转角度控制所述激光系统出射激光束，以利用所述多面棱镜的反射面将所述激光束以不同角度反射到待打孔物体进行打孔。

【技术特征摘要】
1.一种激光打孔装置，其特征在于，包括：激光系统，所述激光系统用于出射激光束；转镜系统，所述转镜系统包括多面棱镜和旋转驱动件，所述多面棱镜呈棱柱状，具有多个用于反射由所述激光系统出射的激光束的反射面；多个所述反射面首尾相连地绕所述多面棱镜的纵向轴线排布；所述旋转驱动件用于驱动所述多面棱镜绕所述多面棱镜的纵向轴线旋转运动，以改变由所述激光系统出射的激光束入射所述反射面的入射角度；控制系统，所述控制系统用于控制所述旋转驱动件工作，以使旋转驱动件驱动所述多面棱镜旋转运动；所述控制系统还用于根据所述多面棱镜的旋转角度控制所述激光系统出射激光束，以利用所述多面棱镜的反射面将所述激光束以不同角度反射到待打孔物体进行打孔。2.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于，旋转驱动件包括电机和驱动器，所述电机通过所述驱动器与所述控制系统电性相连。3.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于，所述激光系统所出射的激光束入射所述反射面的方向与所述多面棱镜的纵向轴线相垂直。4.根据权利要求1所述的激光打孔装置，其特征在于，所述多面棱镜的横截面呈正多边形。5.根据权利要求4所述的激光打孔装置，其特征在于，所述反射面为偶数个，且所述反射面两两对称设置。6.根据权利要求1-5任一项所述的激光打孔装置，其特征在于，还包括移...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄柏元，吕启涛，曹洪涛，杨柯，廖文，邓云强，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44