CN2900066Y - 一种在线滴管带激光打孔装置 - Google Patents

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陈益民
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Abstract

本实用新型公开了一种在线滴管带激光打孔装置，特点是，它包括振镜扫描装置和速度控制装置：振镜扫描装置包括：CO2激光器、扩束望远镜红外光学系统、由振镜电源、振镜电机及其附着的反射镜面组成的振镜系统、f－θ透振镜的红外光学系统。速度控制装置包括：传动皮带、伺服电机、测速编码器、数字信号处理器、计算机、同步脉冲转盘。本实用新型的有益效果是，由测速编码器测得滴管带速与计算机给定速度比较，其差值控制振镜反射镜面角速度、使得振镜扫描后聚焦的光点运动速度与滴管带的运动速度同步，打出圆孔，少量改变振镜反射镜面角速度，打出所需长度的狭缝。调整反射镜面反方向转动的角速度时，就能调整孔与孔之间或者狭缝与狭缝之间的间距。

Description

一种在线滴管带激光打孔装置
技术领域
本实用新型涉及一种激光打孔装置，特别涉及一种在线滴管带激光打孔装置。
背景技术
目前，我国对价格低廉、出水均匀、抗堵塞、易于安装管理的新型薄壁滴灌带的需求很大，而在本市也有着很多应用领域：各处的城市绿地、绿化带、污水治理等，推广应用前景十分广阔。薄壁滴灌带的加工主要是在薄壁管带上均匀打孔，以前采用传统的机械式切缝设备，效率很低。99237723.4塑管激光微孔穿孔机专利，其所述的装置是激光器的聚焦点直接在运动的塑料管上打孔，缺点是激光器只是短时间开启，利用率低。01274797.1滴灌管的激光打孔装置专利，其所述的装置是旋转滚筒将激光反射聚焦后直接在运动的塑料管上打孔，缺点是打孔的间距不能调节，不能打狭缝。01114374.6薄型材料高速激光方法，其所述的方法是许多面反射镜将棱镜旋转来的激光反射聚焦在运动的塑料管上打孔，缺点是打孔的形状与其间隔的比例系数不能调节。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种能够打孔或者狭缝，能够调节孔或者狭缝之间的间距，能够独立调节狭缝长短的一种在线滴管带激光打孔装置。
本实用新型的技术方案是：一种在线滴管带激光打孔装置，其特点是，它包括振镜扫描装置和速度控制装置：振镜扫描装置包括：CO2激光器、扩束望远镜红外光学系统、由振镜电源、振镜电机及其附着的反射镜面组成的振镜系统、f-θ透振镜的红外光学系统，CO2激光器发出的激光束，经过扩束望远镜红外光学系统扩束后，射到振镜系统的反射镜面上，向下反射、扫描到f-θ透镜的红外光学系统后聚焦、扫描到置于传动皮带上的滴管带上；
速度控制装置包括：传动皮带、伺服电机、测速编码器、数字信号处理器、计算机，所述的测速编码器置于伺服电机转轴上，测量传动皮带速度，所述的伺服电机转轴上还置有一个开孔转盘，转盘光电脉冲的输出和光电检测和整形延迟电路相连接，所述的计算机通过数字信号处理器与脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路相连接，脉冲宽度调制电路与激光功率输出电路连接，宽频率范围线性锯齿波电路和振镜偏转扫描电路相连接；
由装在皮带传动伺服电机上的测速编码器测得传动皮带的速度信号和通过计算机给定的速度信号输入到数字信号处理器相比较，其差值信号通过计算机接口输给脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路，控制锯齿波振荡器产生宽频率范围线性锯齿波和宽范围的脉宽调制，实现滴管带运行速度和振镜的扫描速度同步控制。
本实用新型的有益效果是，由测速编码器测得滴管带的运动速度信号经计算机处理运算后，控制振镜反射镜面角速度、使得振镜反射镜面反射的激光在滴管带上聚焦的光点运动速度与滴管带的运动速度相同，光点运动与滴管带的运动同步，从而打出圆孔，若少量改变振镜反射镜面角速度，就能打出所需长度的狭缝。调整反射镜面反方向转动的角速度时，就能调整孔与孔之间或者狭缝与狭缝之间的间距。
附图说明
图1为在线滴管带激光打孔装置原理示意图；
图2为速度控制装置原理框图；
图3为光电检测和整形延迟电路原理图；
图4为脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路原理图。
具体实施方式
由图1、图2所示，一种在线滴管带激光打孔装置，其特点是，它包括振镜扫描装置和速度控制装置：
振镜扫描装置包括：CO2激光器1、扩束望远镜红外光学系统3、由振镜电源10、振镜电机11及其附着的反射镜面4组成的振镜系统、f-θ透振镜的红外光学系统5，CO2激光器1发出的激光束2，经过扩束望远镜红外光学系统3扩束后，射到振镜系统的反射镜面4上，向下反射、扫描到f-θ透镜的红外光学系统5后聚焦、扫描到置于传动皮带6上的滴管带14上，打出小孔12，并控制间隔将打出下一个小孔13。
速度控制装置包括：传动皮带6、伺服电机15、测速编码器7、数字信号处理器8、计算机9，所述的测速编码器置于伺服电机转轴上，测量传动皮带速度，所述的伺服电机转轴上还置有一个开孔转盘，转盘光电脉冲的输出和光电检测和整形延迟电路相连接，所述的计算机9通过计算机接口与脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路相连接，脉冲宽度调制电路与激光功率输出电路连接，宽频率范围线性锯齿波电路和振镜偏转扫描电路相连接；由装在皮带传动伺服电机15上的测速编码器7测得传动皮带6的速度信号和通过计算机9给定的速度信号输入到数字信号处理器8相比较，其差值信号通过计算机接口输给脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路，控制锯齿波振荡器产生宽频率范围线性锯齿波和宽范围的脉宽调制，实现滴管带运行速度和振镜的扫描速度同步控制。
所述的开孔转盘16为光电转盘，在所开孔的一侧放置光敏二极管，光敏二极管与光电检测和整形延迟电路相连接，皮带传动伺服电机15带动转盘16一转发出的光电脉冲信号经光电检测和整形延迟电路输入控制计算机9发出在线滴管带激光打孔装置的同步信号。
由图3所示，所述的光电检测和整形延迟电路包括由光敏二极管BG及其串联的电阻R1、电容C1，分压电阻R2，R3，及旁路电容电容C2及三极管VT1组成的光电检测放大电路及由电阻R7、电容C6、C7、施密特触发器IC1组成的整形延迟电路，光敏二极管的阻值变化经过分压电阻R2、R3转换为电压的变化，这一电压信号经三极管VT1放大后，输入到施密特触发器IC1，利用它特有滞后特性用于脉冲整形延迟，经延迟后的脉冲信号送入计算机9，控制计算机9发出在线滴管带激光打孔装置的同步信号。
由图4所示，脉冲宽度调制电路电路由二极管D2和数字电位器及定时器IC2元件连接而成，由计算机通过数字电位计产生一可调电压输入到定时器IC2中，产生一个可调系数为1％到99％宽范脉宽调制信号控制激光器功率大小。所述的宽频率范围线性锯齿波电路由锯齿波由单稳态触发器IC3，和三极管VT2，电阻R10，二极管D4，D5组成的恒流充电电路连接而成，单稳态触发器IC3输出端和三极管VT2集极连接，电阻R10为三极管VT2的射极电阻，二极管D4、D5和电阻R11相串联，三极管VT2的基极和二极管D5和电阻R11的公共接点连接，三极管VT2的集极串接有电容C10和二极管D3，三极管VT2的集极输出和三极管VT3，VT4复合射极跟随器连接进行阻抗变换，三极管VT3，VT4复合射极跟随器输出和振镜偏转扫描电路相连接，输出宽频范围的线性锯齿波信号去控制振镜的扫描速度。
本实用新型经试验：
在滴管带上打孔，当滴管带传送速度900mm/分，振镜偏转频率为3.2Hz时，孔径为：0.3mm。在滴管带上切缝，当滴管带传送速度900mm/分，振镜偏转频率为1.96Hz时，切缝长为：3.5mm。

Claims (5)

1.一种在线滴管带激光打孔装置，其特征在于，它包括振镜扫描装置和速度控制装置：
振镜扫描装置包括：CO2激光器(1)、扩束望远镜红外光学系统(3)、由振镜电源(10)、振镜电机(11)及其附着的反射镜面(4)组成的振镜系统、f-θ透振镜的红外光学系统(5)，CO2激光器(1)发出的激光束(2)，经过扩束望远镜红外光学系统(3)扩束后，射到振镜系统的反射镜面(4)上，向下反射、扫描到f-θ透镜的红外光学系统(5)后聚焦、扫描到传动皮带(6)上的滴管带(14)上；
速度控制装置包括：
传动皮带(6)、伺服电机(15)、测速编码器(7)、数字信号处理器(8)、计算机(9)，所述的测速编码器(7)置于伺服电机(15)转轴上，测量传动皮带(6)速度，所述的伺服电机(15)转轴上还置有一个开孔转盘(16)，转盘光电脉冲的输出和光电检测和整形延迟电路相连接，所述的计算机(9)通过计算机接口与脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路相连接，脉冲宽度调制电路与激光功率输出电路连接，宽频率范围线性锯齿波电路和振镜偏转扫描电路相连接；由装在皮带传动伺服电机(15)上的测速编码器(7)测得传动皮带(6)的速度信号和通过计算机(9)给定的速度信号输入到数字信号处理器(8)相比较，其差值信号通过计算机接口输给脉冲宽度调制电路和宽频率范围线性锯齿波电路，控制锯齿波振荡器产生宽频率范围线性锯齿波和宽范围的脉寛调制，实现滴管带运行速度和振镜的扫描速度同步控制。
2.根据权利要求1所述的一种在线滴管带激光打孔装置，其特征在于，在所述的开孔转盘(16)为光电转盘，在所开孔的一侧放置光敏二极管，光敏二极管与光电检测和整形延迟电路相连接，皮带传动伺服电机(15)带动转盘一转发出的光电脉冲信号经光电检测和整形延迟电路输入控制计算机(9)发出在线滴管带激光打孔装置的同步信号。
3.根据权利要求1所述的一种在线滴管带激光打孔装置，其特征在于，所述的脉冲宽度调制电路电路由二极管D2和数字电位器及定时器IC2元件连接而成，由计算机通过数字电位计产生一可调电压输入到定时器IC2中，产生一个可调系数为1％到99％宽范脉宽调制信号控制激光器功率大小。
4.根据权利要求1所述的一种在线滴管带激光打孔装置，其特征在于，所述的宽频率范围线性锯齿波电路由锯齿波由单稳态触发器IC3，和三极管VT2，电阻R10，二极管D4，D5组成的恒流充电电路连接而成，单稳态触发器IC3输出端和三极管VT2集极连接，电阻R10为三极管VT2的射极电阻，二极管D4、D5和电阻R11相串联，三极管VT2的基极和二极管D5和电阻R11的公共接点连接，三极管VT2的集极串接有电容C10和二极管D3，三极管VT2的集极输出和三极管VT3，VT4复合射极跟随器连接进行阻抗变换，三极管VT3，VT4复合射极跟随器输出和振镜偏转扫描电路相连接，输出宽频范围的线性锯齿波信号去控制振镜的扫描速度。
5.根据权利要求1所述的一种在线滴管带激光打孔装置，其特征在于，所述的光电检测和整形延迟电路包括由光敏二极管BG及其串联的电阻R1、电容C1，分压电阻R2，R3，及旁路电容电容C2及三极管VT1组成的光电检测放大电路及由电阻R7、电容C6、C7、施密特触发器IC1组成的整形延迟电路，光敏二极管的阻值变化经过分压电阻R2、R3转换为电压的变化，这一电压信号经三极管VT1放大后，输入到施密特触发器IC1，利用它特有滞后特性用于脉冲整形延迟，经延迟后的脉冲信号送入计算机(9)，控制计算机(9)发出在线滴管带激光打孔装置的同步信号。
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