CN110560936A - 一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法，包括激光器系统、光学导光系统、X‑Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X‑Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元。

Description

一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法

技术领域

本公开涉及皮革制品激光加工技术领域，具体涉及一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法。

背景技术

皮革制品色泽美丽、柔软舒服、持久耐用等特性优点使得其用途非常广泛，如我们身上穿的皮衣、皮裤，脚上穿的皮鞋，及各种皮革沙发、汽车皮革坐垫、皮革箱包手袋等等，种类繁多随处可见。天然皮革(真皮皮革)由动物皮加工而成，特点是柔软、耐磨、强度高，表面具有毛孔，透气性较好(如牛皮皮革表面毛孔细小，呈圆形，分布均匀而紧密)，但资源有限、价格昂贵。人造皮革(合成皮革，材质以PVC/PU为主)具有成本较低、来源广泛的特点，广泛用于制衣、制鞋、皮革坐垫等行业，但合成皮革表面一般无毛孔，透气性差，而衣服和鞋类用革的高透气性和透湿性才能保证穿着的舒适性与卫生性，尤其是运动量增加或处于高温高湿环境中，较高的透气性和透湿性才能使得汗液能迅速蒸发并排出，避免产生潮湿感和滋生细菌。随着社会经济的快速发展，人们对皮革服装和鞋等的舒适度、耐用性及功能性要求越来越高。因此，现在的合成皮革制品一般都需要在皮革表面制备阵列微细透气孔来增大皮革的透气性。

目前，合成皮革阵列透气孔的加工以传统的机械冲孔为主。机械皮革冲孔一般采用气动冲击力为原动力，利用具有各种形状、大小冲针的模具，完成冲压打孔加工过程。机械皮革冲孔的优点是冲压速度快，生产效率高(100～600孔/分钟)，适合单一产品大批量生产。但其缺点也很明显：首先，冲孔模具中的冲针容易损坏(扭曲变形或折断)，影响加工精度和加工效果，因此经常需要更换模具；其次，机械冲孔加工过程中机械应力大，容易对皮革造成撕裂损伤，降低冲孔良率。此外，皮革机械冲孔机运动部件的磨损和塑性变形是不可避免的，由于运动部件的磨损和变形，使部件之间的运动关系(时间与位移)被破坏，从而使皮革冲孔机精度随时间逐渐降低。

皮革激光打孔是一种现在应用越来越多的加工方式。皮革激光打孔具有众多优点：首先，激光皮革打孔属于非接触加工，加工过程无机械应力，这就意味着皮革打孔后不会产生变形与撕裂问题；其次，激光束可以通过导光系统聚焦成极小的光斑(<10um)，其可以用于微小孔径透气孔的加工；此外，激光束可操控性强，并有高的适应性和柔性，与自动化设备相结合很方便，容易实现打孔过程的自动化，而且与计算机控制系统相结合，可整张板排料，节省材料。从近年来皮装、皮鞋流行趋势可以发现，很多款式运用了类似于蝴蝶形、方形、菱形等异形孔，这些都需要激光打孔来完成。长远来看，皮革制品激光打孔有逐步取代机械冲孔的趋势。现阶段市场上激光皮革打孔以单光束激光加工为主，因此在大幅面阵列微孔的加工上，就其打孔效率而言，皮革激光打孔与传统机械冲孔还有差距。此外，单光束皮革打孔所需激光能量很小，不能充分发挥现在高功率激光器的性能。

发明内容

本公开目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法；该加工装置在对皮革制品透气孔的加工过程中无机械应力，不会产生变形，无撕裂，加工效率、加工精度高。

本公开的第一发明目的是提出一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：

一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；

所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，所述二向分色镜的另一面设置有指示红光单元；

所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。

作为进一步优选的技术方案，所述激光器系统包括二氧化碳激光器，二氧化碳激光器与激光电源装置连接。

作为进一步的技术方案，所述二氧化碳激光器与水冷装置连接。

作为进一步的技术方案，所述激光分束单元包括DOE分束镜片和镜片相对位置调节装置，所述镜片相对位置调节装置包括用于固定DOE分束镜片的镜筒，镜筒两侧均与滑块连接，滑块与滑轨滑动连接。

作为进一步的技术方案，所述滑轨侧部设有刻度。

作为进一步的技术方案，所述滑块上设有止动螺钉，止动螺钉端部朝向滑轨设置。

作为进一步的技术方案，所述指示红光单元为半导体激光器，半导体激光器的光路出口与二向分色镜另一面相对。此处二向分色镜另一面与前文所述二向分色镜另一面为同一面。

作为进一步的技术方案，所述四分之一玻片的两表面均镀有增透膜。

作为进一步的技术方案，所述反射镜与激光光束光路的夹角为45°。

作为进一步的技术方案，所述反射镜表面镀有介质膜。

作为进一步的技术方案，所述可调扩束镜的扩束倍率为1～4倍可调。

作为进一步的技术方案，所述可调光阑的通光孔径在1.5mm～12mm。

作为进一步的技术方案，所述二向分色镜与激光光束光路的夹角为45°。

作为进一步的技术方案，所述二向分色镜反射激光光束的一面镀有介质膜，二向分色镜的另一面镀有增透膜。

作为进一步的技术方案，所述X-Y二维蜂窝吸附平台系统包括X-Y二维滑台，所述X-Y二维滑台顶部通过连接板与蜂窝吸附平台连接，X-Y二维滑台与计算机控制系统连接。

作为进一步的技术方案，所述蜂窝吸附平台下方设置辅助吸真空装置，所述蜂窝吸附平台上方设置吸气抽尘装置。

本公开的第二发明目的提出一种如上所述的皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置的加工方法，包括以下步骤：

将待加工皮革置于X-Y二维蜂窝吸附平台系统上，调整好相对位置并通过真空吸附固定住待加工皮革；

根据所需加工的阵列孔间距大小调节激光分束单元DOE分束镜片的位置并固定；

打开指示红光单元开关，调节指示红光单元的激光光斑与待加工皮革的初始相对位置,并保证初始激光焦点位置在待加工皮革上表面；

由计算机控制系统设置激光加工工艺参数，保证光学导光系统与X-Y二维蜂窝吸附平台系统根据预加工轨迹同步运作；

光学导光系统将激光器系统输出的光束引导至X-Y二维蜂窝吸附平台系统加工区域的待加工皮革表面，扫描振镜与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的配合运动完成皮革表面大幅面阵列透气孔的加工。

其中，所述加工工艺参数为扫描速度、激光功率百分比、占空比、重复频率等。

相比现有机械冲孔和激光单光束打孔而言，本公开的有益效果在于：

本公开的加工装置，对皮革制品透气孔的加工过程无机械应力，不产生变形，无撕裂，加工精度高；柔性大，可加工异形孔(如菱形孔、六边形孔等)，满足多样化孔型的加工需求；运用激光分束并行加工技术，大幅度提升激光阵列透气孔钻孔效率，可达800～1600孔/分钟。

本公开的加工装置，采用激光分束装置，具有阵列孔间距灵活可调的特点；扫描振镜与X-Y二维蜂窝吸附平台系统在计算机控制下的配合运动可以实现大幅面阵列孔的连续加工，为皮革制品大幅面阵列透气孔的高质量、高效率加工提供了一套很好的解决方案。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开的加工装置整体结构示意图；

图2为二维4×4DOE分束原理图；

图3为X-Y二维蜂窝吸附平台系统结构示意图；

图4为铝制蜂窝板上表面结构图；

图中，1.水冷装置，2.激光电源装置，3.CO₂激光器，4.气动光闸，5.四分之一玻片，6.反射镜，7.可调扩束镜，8.可调光阑，9.指示红光单元，10.二向分色镜，11.计算机控制系统，12.激光分束单元，13.扫描振镜，14.f-θ场镜，15.X-Y二维蜂窝吸附平台系统，16.DOE分束镜片，17.聚焦镜，18.焦平面，19.光斑，20.蜂窝吸附平台，21.连接板，22.X-Y二维滑台，23.镜筒，24.滑块，25.滑轨，26.止动螺钉。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术所介绍的，发明人发现，在大幅面阵列微孔的加工上，就其打孔效率而言，皮革制品单光束激光打孔与传统机械冲孔还有差距。此外，单光束皮革打孔所需激光能量很小，不能充分发挥现在高功率激光器的性能，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置。

本申请提供了一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；

所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元；

所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。

实施例1

下面结合附图1-附图4对本实施例公开的加工装置做进一步的说明；

参照附图1所示，皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统、辅助加工系统五大部分。激光器系统的出光口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；光学导光系统将激光器系统输出的激光光束经过整形、扩束、准直、分束、聚焦后引导至X-Y二维蜂窝吸附平台系统加工区域的待加工皮革表面，通过扫描振镜与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的配合运动来实现大幅面阵列透气孔的加工。光学导光系统可保证皮革表面获得所需的光斑形状、个数、尺寸及能量密度。激光器系统、光学导光系统与X-Y二维蜂窝吸附平台系统及部分辅助加工装置均与计算机控制系统相连，计算机控制系统调节激光器系统的各项参数、光学导光系统的导光效果、X-Y二维蜂窝吸附平台系统的运动速度和运动路径等。辅助加工系统对整个加工过程提供必要的辅助，包括待加工皮革的吸附固定，皮革位置初始定位及加工路径的红光预览，加工过程中残渣、烟尘的抽吸清除等。

激光器系统根据设备成本和加工要求的不同可以有多种选择方案，本公开以二氧化碳激光器系统为例进行阐述。激光器系统包括水冷装置1、激光器电源装置2、CO₂激光器3等。其中CO₂激光器3是其中的核心部件，其作用是将电能转变成光能并发出所需要的激光光束用于加工。本发明所采用的CO₂激光器输出激光束波长10.6±0.4um，偏振状态为线偏振，TEM₀₀模式，最大重复频率200kHz，光束质量因子M²≤1.2，最大单脉冲能量375mJ，平均输出功率10～250W，峰值输出功率可达750W，功率波动范围≤±5％。激光器电源装置2为CO₂激光器提供电能，CO₂激光器3与水冷装置1通过两根软管相连，水冷装置1(一般为水冷机)为CO₂激光器进行循环冷却，冷却温度按激光器使用说明书进行设置，一般为20-22℃。激光器的水冷采用现有现有成熟技术，在此不再赘述。激光器及相关光学镜片属于精密光学元器件，对环境温度、湿度及洁净度较敏感。因此，整个激光加工系统需处于无尘、恒温、恒湿度的洁净室环境中。激光器系统与计算机控制系统连接，由计算机终端应用软件控制激光的通断及各项激光参数。

光学导光系统包括气动光闸4、四分之一玻片5、反射镜6、可调扩束镜7、可调光阑8、二向分色镜10、激光分束单元12、扫描振镜13、f-θ场镜14等。光学导光系统是激光并行加工装置的主要组成部分，其作用是对激光器输出的光束进行整形、均匀、扩束、准直、分束和聚焦，使在加工部位获得所需的光斑形状、尺寸及功率密度引导激光束至工件表面。CO₂激光器3输出的激光束依次经过气动光闸4、四分之一玻片5、反射镜6、可调扩束镜7、可调光阑8、二向分色镜10、激光分束单元12、扫描振镜13、f-θ场镜14，经过分束、聚焦后最终到达待加工皮革表面。

气动光闸4为常闭开关，仅在加工过程中由计算机控制系统控制气缸带动光闸打开，目的是为设备调试及操作人员提供双重安全防护。气动光闸4采用现有技术，在此不再赘述。

四分之一玻片5前后表面均镀有AR增透膜，其安装机械结构可以使四分之一玻片绕激光束轴向转动(采用双层套筒结构，松顶针-转动玻片方向-锁紧顶针)，四分之一玻片的光轴面与激光器输出的光束的线偏振方向需呈45°，用于将激光器系统输出的线偏振光转化为圆偏振光，以便获得更好的加工效果一致性。

反射镜6为45°反射镜，其与激光光束光路的夹角为45°，表面镀有特殊介质膜，当激光入射角需在45°±3°范围内时，对10.6um波长的激光的反射率达到98％以上，用于改变激光的传输方向。

二向分色镜10即为合束镜，其与可调光阑8相对的一面镀有10.6um介质膜的反射镜，可以很好的反射CO₂激光器产生的波长为10.6um的激光，而其他波长的光可以顺利通过；同时另一面镀有AR增透膜，便于指示红光单元产生的波长为635nm的红光可以完全通过。经过调试后，经过二向分色镜的反射光和透射光必须完全同轴。二向分色镜与激光光束光路的夹角为45°，更方便设计各部分部件的位置及光路的调试，同时更利于激光光束的传播。

可调扩束镜7由一个输入负透镜和一个输出正透镜做成，输入负透镜将一个虚焦点光束传送给输出正透镜，可以实现激光的扩束功能，从而压缩光束发散角，利于获得更小的聚焦光斑。本公开的可调扩束镜7的扩束倍率为1～4倍可调，通过调节两块透镜之间的距离来调节扩束倍数以获得所需大小的光斑，最大入射光直径为8mm，最大出射光直径为32mm。

可调光阑8的通光孔径在1.5mm～12mm，可通过转动调节手柄来调节光阑通光直径，其用于过滤掉扩束后光束边缘杂光，获得较好的圆形光斑，从而使光束聚焦后的光斑在径向的均匀分布，保证了聚焦光斑质量。利用可调通光孔径的光阑8与可调扩束镜7的配合使用，可以获得所需直径大小的高质量的光束。

激光分束单元12是实现本公开并行加工的核心装置，包括DOE分束镜片和镜片相对位置调节装置。DOE分束镜片可以把一束入射激光均匀地分配成N束出射光，出射光的光束直径、发散角和波前完全和入射激光相同，只是传播方向发生改变。根据输出光斑的分布，分束器可以分为一维分束、二维分束、点阵分束等，将DOE分束镜片运用在激光加工中，可以成倍地提高加工效率。本公开采用二维4×4DOE分束镜，其材质为硒化锌，镜片尺寸大小为25.4mm，厚度为3mm，二维分束角度设计为0.94°×0.94°，两面均镀AR增透膜，衍射效率可以达到85％-95％，分束后能量和波前一致性好，光束之间的能量差异≤3％，可以将一束激光分成16束激光用于激光并行加工。镜片相对位置的调节装置包括：用于固定DOE镜片的镜筒23、橡胶垫圈和螺纹压板(图中未标出)，用于镜筒左右移动的滑块24和滑轨25，镜筒23与滑块24通过卡槽结构连接，滑轨25的一侧标有相关刻度，滑块24与滑轨25之间设有一止动螺钉26，当移动滑块24到滑轨25适当位置时，旋紧止动螺钉26，固定DOE镜片在滑轨25上的位置。通过调节DOE镜片的相对位置，可以实现孔间距的调节。

图2为二维4×4DOE分束原理图。激光经由4×4DOE分束镜片16、聚焦镜17分束成16束激光至焦平面18形成16个光斑19。根据衍射光学元件分束原理，分束后的16束激光二维分束角度为θ×θ，每束光的直径、光束质量、偏振方向等与原入射光束保持一致。由公式：可以计算最终的光斑直径。式中d——聚焦光斑直径(mm)，f——聚焦镜焦距(mm)，λ——波长(nm),D——聚焦前光束直径(mm)，M²——光束质量因子，为常数，由激光器决定。由公式：t＝WD×tanθ可以计算光斑之间的距离。式中θ为分束角度，为固定值，由DOE镜片设计时决定；t为焦平面18上光斑之间的距离；WD为DOE分束镜片16到焦平面18直接的距离。由公式t＝WD×tanθ可知当DOE分束镜片16离焦平面18的距离越近(即WD值越小)，光斑之间的距离t越小，即孔间距越小；当DOE分束镜片16离焦平面18的距离越远(即WD值越大)，光斑之间的距离t越大，即孔间距越大。因此可以通过调节DOE镜片16的距离(即WD值)，来调节最终的阵列孔间距大小。

扫描振镜聚焦单元是激光加工系统中主要组件之一，具有速度快及灵活性高等优点。其主要包括扫描振镜13和f-θ场镜14，f-θ场镜用于对扫描振镜输出的多光束组的各光束进行聚焦形成聚焦光束组，扫描振镜用于控制聚焦光束组的各个激光焦点在不同加工单元之间的空间位置高速切换。扫描振镜包括两个由精密马达驱动的X-Y片转扫描反射镜，扫描振镜与计算机控制系统连接，使激光光束经过由X扫描镜后反射至Y扫描镜，最后经过f-θ场镜进行聚焦在计算机控制系统控制下完成指定路径二维图形扫描。f–θ场镜14所起的作用是在进行大范围扫描的时候，使作用在物件表面的加工结构保持一致性，不随偏转角度的变化而变化。本公开中f–θ场镜采用远心平场扫描聚焦镜，其标准输入光束直径≤15mm，焦距为150mm，扫描范围为200mm×200mm，可将激光束聚焦成约为24μm的高能密度光斑，用于皮革表面透气孔的加工。

图3为X-Y二维蜂窝吸附平台系统，其机械结构主要包括X-Y二维滑台22、连接板21、蜂窝吸附平台20等，具备响应速度快，重复定位精度高等特点。X-Y二维滑台22采用滚珠丝杆副传动，用联轴器直接连接直线伺服电机与丝杆，实现将电机的旋转运动转换为运动平台的直线运动。最快运动速度可达1m/s，重复定位精度0.01mm。X-Y二维滑台22采用现有技术，在此不再赘述。X-Y二维滑台22由计算机控制系统11控制其运动。连接板21用于将蜂窝吸附平台20和X-Y二维滑台22连接起来，另外也便于留出足够的空间在侧面安装抽尘吸真空管道。X-Y二维滑台22通过连接板21带动蜂窝吸附平台20进行运动，X-Y二维蜂窝吸附平台系统与扫描振镜的配合使用可以实现大面积阵列孔的连续加工。本公开的蜂窝吸附平台20采用现有产品，使用时只需选型即可，在此不再赘述。

图4为蜂窝吸附平台的铝制蜂窝板上表面结构图。蜂窝吸附平台顶部设置铝制蜂窝板，平台中间区域全部为菱形蜂窝芯状，采用铝合金材料，重量轻，刚性优良。因分束后的激光能量密度达不到损失阈值，激光加工过程中不损伤铝制蜂窝板。

计算机控制系统11主要用于对CO₂激光器3、气动光闸4、指示红光单元9、扫描振镜13、X-Y二维蜂窝吸附平台系统15等的控制和终端应用软件显示及对加工孔型及加工路径绘制。计算机控制系统11通过与控制板块、PLC等下位机通信来控制激光器系统的输出功率、重复频率、占空比等，扫描振镜13的扫描速度、扫描路径方式以及控制X-Y二维蜂窝吸附平台系统15的运动速度和运动路径，并与抽尘、吸真空固定等辅助设备互相配合，最终实现皮革制品大幅面阵列透气孔的连续加工。

辅助加工系统主要包括指示红光单元9、吸气抽尘装置等。辅助加工系统能配合加工过程，能让工作人员便于操作(红光定位、运动轨迹预览等)或使加工质量提高等。辅助吸真空装置用于待加工皮革的吸附固定，打孔后切除材料的收集，辅助吸真空装置安装在蜂窝吸附平台侧下方的连接板处，辅助吸真空装置可采用现有真空吸气装置；另外，在激光与材料的相互作用过程中，气化的皮革材料在加工区域附近内会产生大量烟尘和残渣，污染待加工皮革表面和阻挡光束的传播，所以需要在加工区域上方安装有吸气抽尘装置(图中未示出)，吸气抽尘装置安装在扫描振镜和蜂窝吸附平台之间，属于外加的集尘器设备，用于去除烟尘和残渣保证待加工皮革表面清洁和保护f-θ场镜及光束传播路径无遮挡。吸气抽尘装置的开启和关闭由计算机控制。指示红光单元9是本公开激光并行加工系统中不可或缺的组成部分。指示红光单元9具有结构稳固、稳定、长寿命等优点，指示红光单元9采用半导体激光器，半导体激光器的光路出口与二向分色镜10镀有AR增透膜的一面相对，本公开所选半导体激光器模组波长635nm，光束模式是TEM₀₀模，光斑直径0.8mm，输出功率15mW，偏振方向为线偏振，发散角1.2mrad。指示红光单元9与计算机控制系统连接，用于实现加工中的初始红光定位和加工路径预览。

本公开还提出采用如上所述的加工装置的加工皮革制品阵列透气孔的方法，具体步骤过程为：

使用设备预置的画图软件设计出皮革透气孔的形状和相对位置(也可以导入预先设计的PLT、DXF、BMP等格式文件)；

皮革的固定及初始定位：将待加工皮革置于X-Y二维蜂窝吸附平台系统15上，调整好相对位置并打开辅助吸真空装置开关，固定待加工皮革位置；

根据需要加工的阵列孔间距调节激光分束单元12衍射光学元件(DOE)镜片的位置并用止动螺钉26固定；

打开指示红光预览开关，调节激光光斑与待加工皮革的初始相对位置,并保证初始激光焦点位置在待加工皮革上表面(即焦距位置)；

由计算机控制系统设置激光加工工艺参数：扫描速度、激光功率、占空比、重复频率等(工艺参数根据对不同材料、不同厚度皮革多次加工实验优选而来)，保证光学导光系统与X-Y二维蜂窝吸附平台根据预加工轨迹同步运作；

光学导光系统将激光器系统输出的光束引导至X-Y二维蜂窝吸附平台系统15加工区域的待加工皮革表面，最后由激光器系统、扫描振镜、X-Y二维蜂窝吸附平台系统15及辅助加工装置等互相配合完成大幅面皮革阵列透气孔的连续加工。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置，其特征是，包括激光器系统、光学导光系统、X-Y二维蜂窝吸附平台系统、计算机控制系统，所述激光器系统的光路出口与光学导光系统的光路入口相对，光学导光系统的光路出口与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的工作区域相对；

所述光学导光系统包括气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜、激光分束单元、扫描振镜；激光器系统输出的激光光束光路依次是气动光闸、四分之一玻片、反射镜、可调扩束镜、可调光阑、二向分色镜的一面、激光分束单元、扫描振镜、待加工皮革表面，二向分色镜的另一面设置指示红光单元；

所述激光器系统、气动光闸、指示红光单元、扫描振镜均与计算机控制系统连接。

2.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述激光器系统包括二氧化碳激光器，二氧化碳激光器与激光电源装置连接；所述二氧化碳激光器与水冷装置连接。

3.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述激光分束单元包括DOE分束镜片和镜片相对位置调节装置，所述镜片相对位置调节装置包括用于固定DOE分束镜片的镜筒，镜筒两侧均与滑块连接，滑块与滑轨滑动连接。

4.如权利要求3所述的激光并行加工装置，其特征是，所述滑轨侧部设有刻度。

5.如权利要求3所述的激光并行加工装置，其特征是，所述滑块上设有止动螺钉，止动螺钉端部朝向滑轨设置。

6.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述指示红光单元为半导体激光器，半导体激光器的光路出口与二向分色镜另一面相对。

7.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述四分之一玻片的两表面均设有增透膜；所述反射镜与激光光束光路的夹角为45°；所述反射镜表面设有介质膜；所述可调扩束镜的扩束倍率为1～4倍可调。

8.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述可调光阑的通光孔径在1.5mm～12mm；所述二向分色镜与激光光束光路的夹角为45°；所述二向分色镜反射激光光束的一面设有介质膜，二向分色镜的另一面设有增透膜。

9.如权利要求1所述的激光并行加工装置，其特征是，所述X-Y二维蜂窝吸附平台系统包括X-Y二维滑台，所述X-Y二维滑台顶部通过连接板与蜂窝吸附平台连接，X-Y二维滑台与计算机控制系统连接；所述蜂窝吸附平台下方设置辅助吸真空装置，所述蜂窝吸附平台上方设置吸气抽尘装置。

10.如权利要求1-9任一项所述的激光并行加工装置的加工方法，其特征是，包括以下步骤：

将待加工皮革置于X-Y二维蜂窝吸附平台系统上，调整好相对位置并通过真空吸附固定住待加工皮革；

根据所需加工的阵列孔间距大小调节激光分束单元DOE分束镜片的位置并固定；

打开指示红光单元开关，调节指示红光单元的激光光斑与待加工皮革的初始相对位置,并保证初始激光焦点位置在待加工皮革上表面；

由计算机控制系统设置激光加工工艺参数，保证光学导光系统与X-Y二维蜂窝吸附平台系统根据预加工轨迹同步运作；

光学导光系统将激光器系统输出的光束引导至X-Y二维蜂窝吸附平台系统加工区域的待加工皮革表面，扫描振镜与X-Y二维蜂窝吸附平台系统的配合运动完成皮革表面大幅面阵列透气孔的加工。