朱仁杰,叶 霞,姚红兵,王旭梅,殷 菲,丛嘉伟,朱卫华,李不同

(1.江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212001；2.河海大学理学院,江苏 南京210098)

1 引 言

激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的主要应用领域之一。激光打孔不与工件直接接触且加工时间短,消除了常规机械穿孔带来的残渣,也不存在工具损耗,对被加工材料的氧化、变形、热影响均较小,无需特别保护[1]。如今随着激光打孔行业对孔成型的精度,速度以及被打孔物体表面复杂程度要求越来越高[2],传统的激光聚焦方式存在着如速度慢,打孔应用方式单一,只能实现在平面上聚焦打孔的缺点[3-4],因此在对香烟等柱面物体表面进行打孔时,亟需一种新的激光聚焦方式来实现对柱面物体的表面进行激光打孔。

2 激光打孔的系统方案

本系统选用了波长为10.6 μm的CO2激光器为激光光源,激光器出射光首先经过柱面聚焦镜,柱面镜将激光光束的圆形光斑聚焦为条形光斑,经过柱面聚焦镜的条形光斑将入射至高速旋转反射棱镜,经由旋转反射棱镜不同反射面反射的激光扫描射入弧形柱面聚焦镜中,经由弧形柱面聚焦镜的条形光斑被聚焦成圆形光斑从而实现在香烟烟嘴棒等柱面物体上打孔。激光打孔系统流程图如图1所示。

图1 激光打孔系统流程图

系统主要组成部分分别是光学聚焦和由高速旋转反射棱镜实现的光学扫描。光学聚焦部分主要是解决激光如何在柱面等……