[发明专利]一种脉冲激光打孔系统及打孔方法

权利要求书

1.一种脉冲激光打孔方法，采用的脉冲激光打孔系统包括控制模块、激光发生器、旋转模块、光路调整组件和用于放置待打孔工件的工作平台，激光发生器安装在旋转模块上，通过旋转模块驱动脉冲激光发生器绕其所发出激光的轴心线旋转，所述光路调整组件用于将激光发生器所发出激光导入到工作平台对工件进行打孔；所述激光发生器为功率可调的脉冲激光发生器，所述脉冲激光发生器通过控制模块进行脉冲参数设定并根据所打孔需要调整脉冲激光的功率波形，所述旋转模块通过控制模块设定转速；

所述光路调整组件沿着光路方向依次包括扩束器、反射平面镜和聚焦系统，所述扩束器用于对激光发生器所发出激光进行整形，调整激光的直径和发散角；所述反射平面镜用于改变整形后激光的方向；所述聚焦系统用于将激光聚焦在工件上所需打孔的位置；

其特征在于，脉冲激光打孔方法包括以下步骤：

步骤S1、组装与调试脉冲激光打孔系统；

步骤S2、设置脉冲激光参数；

步骤S3、对脉冲参数处理，使之接近理想脉冲波形，处理方法如下：

将激光的激光脉冲周期T分为四个阶段，每个阶段结束的时间点依次记为T₁、T₂、T₃、T₄，第一阶段起始时间点记为0，第一阶段采用常数函数调整功率波形，第二阶段采用立方函数调整功率波形，第三阶段采用平方函数调整功率波形，第四阶段也采用常数函数调整功率波形，相邻两个阶段之间通过阶跃函数相连形成功率的连续脉冲波形；

步骤S4、设置旋转激光发生器的转速；

步骤S5、启动脉冲激光打孔系统给待打孔的工件进行打孔；

步骤S3中，相邻两个阶段之间通过阶跃函数相连后做平滑处理形成理想脉冲波形；

进行平滑处理前，所述第一阶段和第四阶段脉冲激光的功率函数为相同的常数函数，记为y=0，第二阶段的立方函数记为y=t³+b₂，其中，t为时间，b₂为立方函数的常数；第三阶段的平方函数记为y=-a₃t²+b₃t-c₃，其中，a₃为二次方系数，b₃为一次方系数，c₃为常数，且第三阶段的平方函数以第三阶段的时间中点对称，在该中点处脉冲激光的功率达到激光发生器设定的最大功率P。

2.如权利要求1所述的脉冲激光打孔方法，其特征在于：所述旋转模块包括旋转装置和转速控制器，所述激光发生器安装在旋转装置上或者激光发生器与旋转装置设备一体化设置，所述转速控制器与控制模块相连，通过接收控制模块的控制信号控制旋转装置的转速。

3.如权利要求1所述的脉冲激光打孔方法，其特征在于：所述工作平台上设有用于夹持工件的夹具。

4.如权利要求1所述的脉冲激光打孔方法，其特征在于：所述工作平台上设有使工件上打孔部分处于惰性气体氛围的惰性气体供气系统。

5.如权利要求1所述的脉冲激光打孔方法，其特征在于：所述激光脉冲周期的四个阶段时间长度比值为2:3:6:2。

6.如权利要求1所述的脉冲激光打孔方法，其特征在于：所述激光发生器的转速设定原则如下：

（1）脉冲函数周期T：周期越短，转速越快；

（2）脉冲函数功率P：功率越大，转速越快；

（3）激光占空比τ：占空比越大，转速越快。