一种用于金属片的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用于金属片的激光打孔装置及打孔方法，用于金属片的激光打孔装置包括激光器、光路模块、治具和除尘机构。光路模块用于调节所述激光器发射的激光的传播方向，以及将激光调整为预设尺寸的光斑；治具用于固定金属片的一端，所述治具的表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有冷却液，所述金属片的背面浸入所述冷却液，所述金属片的正面位于所述冷却液外，所述激光器出射的激光由所述正面射入所述金属片，并由所述背面射出；除尘机构用于吸附打孔产生的粉尘。本发明专利技术提供的激光钻孔装置成本低，无需维护，钻孔效率高，每分钟打孔数量可超过200个，且金属片规律变形，可以保证孔的精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属片的激光打孔装置及打孔方法


[0001]本专利技术涉及激光设备
，尤其涉及一种用于金属片的激光打孔装置及打孔方法。

技术介绍

[0002]不锈钢等金属具有优良的耐腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能等优点，可用在各种行业，是工业和生活中常见的一种材料。现有技术中，对0.1
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0.3mm厚的金属片打孔的方式有多种，如机械打孔、电火花打孔、电解打孔、超声打孔、电子束打孔及激光打孔。其中激光打孔采用非接触式打孔，具有效率高、精度高、无耗材、操作简单、孔型可调的优势，应用越来越广泛。但是现有技术中激光打孔存在以下问题：激光打孔装置的维护难度大，成本高；另外，在对0.1
‑
0.3mm厚的金属片，尤其是对易变形的不锈钢打孔时，往往会压住金属片的四周，其目的是为防止金属片变形。但是，在压住金属片的四周后，仍然会导致金属片变形，导致孔的尺寸和位置精度差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的在于提出一种用于金属片的激光打孔装置，以降低激光打孔装置的维护难度和成本；降低因打孔产生的热量而引发的金属片变形，以及使金属片规律变形，保证孔的精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种用于金属片的激光打孔装置，包括：激光器；光路模块，用于调节所述激光器发射的激光的传播方向，以及将所述激光调整为预设尺寸的光斑；治具，用于固定金属片的一端，所述治具的表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有冷却液，所述金属片的背面浸入所述冷却液，所述金属片的正面位于所述冷却液外，所述激光器出射的激光由所述正面射入所述金属片，并由所述背面射出；除尘机构，用于吸附打孔产生的粉尘。
[0005]可选的，所述治具包括：治具座，所述凹槽开设于所述治具座上；压紧块，所述金属片放置于所述治具座上，所述压紧块能够压紧所述金属片的一端。
[0006]可选的，所述治具座与所述压紧块通过磁性吸附。
[0007]可选的，所述激光器为纳秒级的MOPA光纤激光器或调Q纳秒脉冲光纤激光器；所述激光器发射的激光的波长为1064nm，功率为50W~200W，频率为20kHz~200kHz，脉宽为10ns~350ns，光束质量小于1.3，出光口平行光斑直径为6mm~8mm。
[0008]可选的，所述光路模块包括沿激光发射路线依次设置的扩束镜、振镜和场镜。
[0009]可选的，所述振镜通光孔径为10mm~15mm，所述场镜的聚焦焦距为80mm~120mm，所
述扩束镜的倍数为1~2倍，所述光斑的直径为5μm~30μm。
[0010]可选的，所述除尘机构为烟雾净化器或真空除尘器。
[0011]可选的，所述激光器发射脉冲激光，且每间隔第一预设时间发射一次激光。
[0012]可选的，所述第一预设时间为50ms~200ms，发射一次激光的时间为第二预设时间，所述第二预设时间为0.5ms~2ms。
[0013]本专利技术的另一个目的在于提供一种打孔方法，以降低激光打孔装置的维护难度和成本，降低因打孔产生的热量而引发的金属片变形，以及使金属片规律变形，保证孔的精度。
[0014]为达此目的，本专利技术第二方面采用以下技术方案：一种打孔方法，其特征在于，使用如上所述的用于金属片的激光打孔装置为金属片打孔，包括以下步骤：通过所述治具固定所述金属片；向所述治具内通入冷却液，并使所述冷却液浸没所述金属片的背面；打开除尘机构；通过所述激光器和所述光路模块为所述金属片打孔，所述孔的数量为多个，多个所述孔呈矩形阵列排列；压平所述金属片。
[0015]由上可见，本专利技术提供的技术方案，光路模块用于将激光器发射的激光调整为预设尺寸的光斑。除尘机构用于吸附打孔产生的粉尘，从而粉尘不会进入到激光器、光路模块以及大气中，从而减少甚至是无需对激光打孔装置进行清洁和维护。
[0016]由于金属片的正面位于冷却液外，激光器出射的激光由正面射入金属片，因此，冷却液不会影响激光的尺寸和位置，进而可以保证孔的精度。由于金属片的背面浸入冷却液，因此，可以快速地为金属片降温，降低因打孔产生的热量引发金属片变形，从而保证孔的尺寸和位置精度。
[0017]本专利技术提供的激光钻孔装置成本低，无需维护，钻孔效率高，每分钟打孔数量可超过200个。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的用于金属片的激光打孔装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的在打孔过程中，治具和金属片的剖视图；图3是本专利技术实施例提供的光路模块的剖视图。
[0019]图中：1、激光器；2、光路模块；21、盒体；22、X轴振镜；221、X轴镜座；222、X轴镜片；23、Y轴振镜；231、Y轴镜座；232、Y轴镜片；24、场镜；3、治具；31、治具座；311、凹槽；32、压紧块；10、金属片。
具体实施方式
[0020]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0021]本专利技术中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本专利技术保护范围的限制。
[0022]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0023]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]本实施例提供了一种用于金属片的激光打孔装置（以下简称激光打孔装置），主要用于为0.1mm
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0.3mm厚的不锈钢等金属片10打孔，但不限于此，还可以用于为其他类型的金属片10和其他厚度的金属片10打孔，降低激光打孔装置的维护难度和成本；降低因打孔产生的热量而引发的金属片10变形，以及使金属片规律变形，保证孔的精度。
[0025]如图1所示，本实施例提供的激光打孔装置包括激光器1、光路模块2、治具3和除尘机构（图中未示出）。光路模块2用于调节激光器1发射的激光的传播方向，以及将激光调整为预设尺寸的光斑。除尘机构用于吸附打孔产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于金属片的激光打孔装置，其特征在于，包括：激光器（1）；光路模块（2），用于调节所述激光器（1）发射的激光的传播方向，以及将所述激光调整为预设尺寸的光斑；治具（3），用于固定金属片（10）的一端，所述治具（3）的表面开设有凹槽（311），所述凹槽（311）内设置有冷却液，所述金属片（10）的背面浸入所述冷却液，所述金属片（10）的正面位于所述冷却液外，所述激光器（1）出射的激光由所述正面射入所述金属片（10），并由所述背面射出；除尘机构，用于吸附打孔产生的粉尘。2.根据权利要求1所述的用于金属片的激光打孔装置，其特征在于，所述治具（3）包括：治具座（31），所述凹槽（311）开设于所述治具座（31）上；压紧块（32），所述金属片（10）放置于所述治具座（31）上，所述压紧块（32）能够压紧所述金属片（10）的一端。3.根据权利要求2所述的用于金属片的激光打孔装置，其特征在于，所述治具座（31）与所述压紧块（32）通过磁性吸附。4.根据权利要求1所述的用于金属片的激光打孔装置，其特征在于，所述激光器（1）为纳秒级的MOPA光纤激光器或调Q纳秒脉冲光纤激光器；所述激光器（1）发射的激光的波长为1064nm，功率为50W~200W，频率为20kHz~200kHz，脉宽为10ns~350ns，光束质量小于1.3，出光口平行光斑直径为6mm~8mm。5.根据权利要求4所述的用于金属片的激光打孔装...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽丽，闫大鹏，卢昆忠，高辉，许文军，殷雪飞，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：