CN102489885A - 一种激光钻开锥孔的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光钻开锥孔方法，包括：选择基体上需要钻开锥孔的部位；S2.导入所述的锥孔的预设参数，所述的预设参数包括：锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；S3.按照所述的部位定位激光光束；S4.按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。本发明还公开了一种激光钻开锥孔装置。实施本发明的激光钻开锥孔方法及装置使激光束及锥孔层不断下移，始终保持最大的钻开能量，获得良好的钻开效果。

Description

一种激光钻开锥孔的方法和装置
技术领域
本发明涉及激光应用领域，具体涉及一种激光钻开锥孔方法和装置。
背景技术
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行钻开、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术，激光加工系统包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。
激光机一般靠激光电源带动激光管发光，通过几个反光镜的折射，使光线传输到激光头，再由激光头上安装的聚焦镜将光线汇聚成为一点，而这一点可以达到很高的温度，从而将材料瞬间升华为气体，由抽风机吸走，这样就达到钻开或钻孔的目的。
激光钻开锥孔由于具有非接触、柔性化、自动化及可实现精密钻开和曲线钻开、切缝窄、速度快等特点，同传统的钻开方法如金刚石砂轮钻开法相比，是一种有巨大应用价值和发展潜力的理想锥孔加工方法，人们不断寻找更经济、更方便、更有效率的激光钻孔开槽方法。
发明内容
为了解决以上的技术问题，本发明提供一种激光钻开锥孔方法和装置。
本发明公开了一种激光钻开锥孔的方法，包括：
S1.选择基体上需要钻开锥孔的部位；
S2.导入所述的锥孔的预设参数，所述的预设参数包括：锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
S3.按照所述的部位定位激光光束；
S4.按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
在本发明所述的激光钻开锥孔的方法中，还包括步骤S5，在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
在本发明所述的激光钻开锥孔的方法中，还包括步骤S6，判断是否达到了预设的锥孔深度，若是，进入步骤S7，反馈完成，若否，返回步骤S2。
在本发明所述的激光钻开锥孔的方法中，所述的基体为陶瓷体、玻璃体。
在本发明所述的激光钻开锥孔的方法中，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
本发明公开了一种激光钻开锥孔的装置，用于实现上述的方法，包括：
锥孔部位选择单元，用于选择基体上需要钻开锥孔的部位；
预设参数导入单元，与所述的锥孔部位选择单元相连，用于锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
激光光束定位单元，与所述的预设参数导入单元相连，用于按照所述的部位定位激光光束；
锥孔形成单元，与所述的激光光束定位单元相连，用于按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
在本发明所述的激光钻开锥孔的装置中，还包括压缩空气吹入单元，与所述的锥孔形成单元相连，用于在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
在本发明所述的激光钻开锥孔的装置中，还包括锥孔深度判断单元，与所述的锥孔形成单元相连，用于判断是否达到了预设的锥孔深度。
在本发明所述的激光钻开锥孔的装置中，所述的基体为陶瓷体、玻璃体。
在本发明所述的激光钻开锥孔的装置中，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
实施本发明的一种激光钻开锥孔方法和装置，具有以下有益的技术效果：
1.自动钻开各种形状孔槽，提高了钻开锥孔效率；
2.激光束及锥孔层不断下移，始终保持最大的钻开能量，获得良好的钻开效果。
附图说明
图1是本发明实施例一种激光钻开锥孔方法流程图；
图2是本发明实施例一种激光钻开锥孔装置流程图；
图3为本发明激光束钻开基板锥孔的示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，一种激光钻开锥孔方法，包括：
S1.选择基体上需要钻开锥孔的部位；
基体可为陶瓷体、玻璃体，将基体的需要开锥孔的部位放在激光发生器照射下的区域内。
S2.导入所述的锥孔的预设参数，所述的预设参数包括：用于锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
激光切孔不可能是垂直孔，从微观角度看，是台阶状的锯形，切较大的锥孔时，如本发明中的锥孔角度：10℃～80℃，从微观的角度看，激光扫过后，在槽孔壁上细分成若干的阶梯，如图4所示。
如可导入一组参数：
于基板的正中部切一锥孔，锥孔深度为1mm，上表面的半径为：0.5mm。
S3.按照所述的锥孔位置定位激光光束；所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
为了钻切方便，激光束必须跟着孔槽面不断上下移动、左右移动、前后移动。
S4.按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
本发明中，激光光束根据锥孔角度边缘来回扫描，一圈一圈地汽化基体钻开部位，直到获得我们想要的锥孔为至。
S5.在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
高速气流对激光与基体相互作用区有一定的冷却作用，使激光与基体互相作用产生的热量向基体内部的传导深度降低，从而使由于受热融化快速冷却而产生的重铸层厚度下降，激光束射向基体样品，激光束焦点处的能量密度超过基体的破坏阀值，使得切割处的基体汽化成陶瓷颗粒，通过吹入压缩空气将汽化状态的基体颗粒迅速去除，以免影响下面的加工。
S6.判断是否达到了预设的锥孔深度，若是，进入步骤S61，反馈完成，若否，返回步骤S2。
如果没有达到预设的深度，则需要进行下一轮的扫描。
请参阅图2、一种激光钻开锥孔的装置，用于实现上述的方法，包括：
锥孔部位选择单元10、预设参数导入单元20、激光光束定位单元30、锥孔形成单元40、压缩空气吹入单元50、锥孔深度判断单元60。
锥孔部位选择单元10，用于选择基体上需要钻开锥孔的部位；
预设参数导入单元20，与锥孔部位选择单元10相连，用于锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
激光光束定位单元30，与预设参数导入单元20相连，用于按照锥孔位置定位激光光束；
锥孔形成单元40，与激光光束定位单元30相连，用于按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
较佳地，本装置具有压缩空气吹入单元50，与锥孔形成单元40相连，用于在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
较佳地，本装置具有锥孔深度判断单元60，与锥孔形成单元40相连，用于判断是否达到了预设的锥孔深度。
所述的基体为陶瓷体、玻璃体。
所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
本领域的技术人员应当知道，本发明的一种激光钻开锥孔方法和装置是以软件的形式存在于激光控制系统中，该软件可以置于硬盘、软盘、U盘以及系统的嵌入式的软件中。
请参阅图3，本发明实施例激光束钻开锥孔示意图，包括激光发生器1、基板2以及基板上的锥孔21，图中箭头表示激光束。为了切开锥孔21，激光束1沿着锥孔21边缘扫描，激光束产生的高温让接触处不断地汽化，扫描完第一圈后，激光束下移，又扫一圈，其中，可以根据锥孔21的形状不断调整孔径大小，一圈一圈扫下去，一圈又一圈汽化、钻开、脱落，最终形成我们需要的孔槽。
实施本发明的一种激光钻开锥孔方法和装置，具有以下有益的技术效果：
1.自动钻开各种形状孔槽，提高了钻开锥孔效率；
2.激光束及锥孔层不断下移，始终保持最大的钻开能量，获得良好的钻开效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光钻开锥孔的方法，其特征在于，包括：
S1.选择基体上需要钻开锥孔的部位；
S2.导入所述的锥孔的预设参数，所述的预设参数包括：锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
S3.按照所述的部位定位激光光束；
S4.按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
2.根据权利要求1所述的激光钻开锥孔的方法，其特征在于，还包括步骤S5，在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
3.根据权利要求1所述的激光钻开锥孔的方法，其特征在于，还包括步骤S6，判断是否达到了预设的锥孔深度，若是，进入步骤S7，反馈完成，若否，返回步骤S2。
4.根据权利要求1所述的激光钻开锥孔的方法，其特征在于，所述的基体为陶瓷体、玻璃体。
5.根据权利要求1所述的激光钻开锥孔的方法，其特征在于，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
6.一种激光钻开锥孔的装置，用于实现权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
锥孔部位选择单元，用于选择基体上需要钻开锥孔的部位；
预设参数导入单元，与所述的锥孔部位选择单元相连，用于锥孔斜边与水平面形成的锥孔角度、锥孔深度、锥孔尺寸，所述的锥孔角度取值范围为：10℃～80℃；
激光光束定位单元，与所述的预设参数导入单元相连，用于按照所述的部位定位激光光束；
锥孔形成单元，与所述的激光光束定位单元相连，用于按照所述的锥孔角度及锥孔尺寸来回移动激光光束进行钻开锥孔。
7.根据权利要求6所述的激光钻开锥孔的装置，其特征在于，还包括压缩空气吹入单元，与所述的锥孔形成单元相连，用于在所述的钻开部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或钻开下来的材料。
8.根据权利要求6所述的激光钻开锥孔的装置，其特征在于，还包括锥孔深度判断单元，与所述的锥孔形成单元相连，用于判断是否达到了预设的锥孔深度。
9.根据权利要求6所述的激光钻开锥孔的装置，其特征在于，所述的基体为陶瓷体、玻璃体。
10.根据权利要求6所述的激光钻开锥孔的装置，其特征在于，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
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