(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211120457.7 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 河南省联发纸 业有限公司 地址 461500 河南省许昌市长葛市魏武大 道南段西侧 (72)发明人 彭宝剑　郭长喜　李文亚　许宪军　 许浩锋　 (74)专利代理 机构 郑州汇科专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41147 专利代理师 郭小电 (51)Int.Cl. B23K 26/362(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种多棱镜偏摆曲线打孔装置及方法 (57)摘要 本发明属于激光打孔设备技术领域， 具体涉 及一种多棱镜偏摆曲线打孔装置， 包括机架， 机 架上设置有移动推送机构， 移动推送机构上连接 有打孔介质， 打孔介质的上方靠近中心的位置处 设置有透镜， 透镜的上方设置有多棱镜， 多棱镜 的右侧设置有激光器， 透镜和激光器 分别与机架 固定连接， 多棱镜的前后两端面上分别连接有水 平轴， 水平轴与机架旋转连接， 水平轴上连接有 旋转驱动机构， 多棱镜的侧面与水平轴的轴线 方 向之间的夹角大小为0 °≤θ＜90 °； 其通过控制 多棱镜每个 反射面与其轴线 方向之间的夹角， 实 现聚焦光束在垂直于打孔介质运动方向上的偏 摆， 打孔介质 的运动与光束的有规律偏摆的结 合， 可以在打孔介质上形成一定的曲线 （折线） 分 布的标记或孔分布。 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 CN 115476044 A 2022.12.16 CN 115476044 A 1.一种多棱镜偏摆曲线打孔装置， 包括机架， 所述机架上设置有移动推送机构， 所述移 动推送机构上连接有打孔介质， 其特征在于： 所述打孔介质的上方靠近中心的位置处设置 有透镜， 所述透镜的上方设置有多棱镜， 所述多棱镜的右侧设置有激光器， 所述透镜和激光 器分别与机架固定连接， 所述多棱镜的前后两端面上分别连接有水平轴， 所述水平轴与机 架旋转连接， 所述水平轴 上连接有旋转驱动机构， 所述多棱镜的侧 面与水平轴的轴线方向 之间的夹角大小为0 °≤θ＜90°。 2.如权利要求1的一种 多棱镜偏摆曲线打孔装置， 其特征在于： 所述移动推送机构包括 卷筒A和卷筒B， 所述打孔介质的两端分别缠绕在卷筒A和卷筒B上， 所述卷筒B上连接有驱动 电机。 3.如权利要求1的一种 多棱镜偏摆曲线打孔装置， 其特征在于： 所述激光器输出的激光 束经多棱镜侧 面的反射作用后到达透镜处， 透镜将脉冲激光聚焦到打孔介质的表面， 打孔 介质匀速移动， 从而使得激光脉冲在打孔介质的表面打出呈曲线分布的小孔标记， 所述小 孔标记是由曲线单元依次重复连接组成， 且每个曲线 单元有n个小孔组成， 多棱镜的侧面数 量是n的整数倍。 4.如权利要求1 ‑3任一的一种多棱镜偏摆曲线打孔方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 1） 将打孔介质安装在移动推送机构上， 由移动推送机构带动打孔介质匀速前进； 2） 根据打 孔介质上曲线单元 的形状及小孔的数量， 选择合适的多棱镜， 并将其安装在机架上透明的 上方； 3） 由移动推送机构带动打孔介质匀速前进， 同时旋转 驱动机构带动多棱镜不断旋转， 激光器输出的激光束 经多棱镜侧面的反射作用后到达透镜处， 由透镜将脉冲激光聚焦到打 孔介质的表面， 从而在打孔介质的表面打出 呈曲线分布的小孔。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115476044 A 2一种多棱镜偏摆曲线打孔 装置及方法 技术领域 [0001]本发明属于激光打孔设备技术领域， 具体涉及一种多棱镜偏摆曲线打孔装置及方 法。 背景技术 [0002]很多情况下需要在很长的介质上进行连续标记或打孔， 例如在塑料包装袋口进行 易拉线制作， 需要在塑料包装袋口处打一排浅雕刻标记， 经过浅雕刻的塑料强度大大低于 正常塑料强度， 更易于撕开塑料袋口； 再例如在卷烟接装纸上， 经常需要印制长直拉线， 特 别是卷烟接装纸上 的打孔， 空气可以通过打孔后的接装纸进入滤嘴棒， 新鲜空气与烟气的 混合可以促进一氧化碳合成无害的二氧化碳， 同时也可以降低焦油等有害物质的温度使其 更容易沉积在滤嘴棒上， 从而达 到降低卷烟危害性的目的。 [0003]这一类长直连续介质上的标记和打孔， 往往可以通过激光进行制作， 例如在塑料 包装袋口的浅雕刻， 一般采用脉冲激光束 快速将塑料表层气化， 但不穿透塑料袋， 这样就可 以既保证塑料袋的密封又达到易拉线的目的， 卷烟接装纸打孔经历了机械打孔、 电火花打 孔和激光打孔的发展阶段， 目前普遍认为只有激光打孔能够满足对于透气度范围和透气度 稳定性的要求， 目前 卷烟接装纸激光打孔已经成为国际上广泛 采用的基本技 术方案。 [0004]上述的这类长直介质都属于基本消费品， 生产量非常大， 所以生产效率要求非常 高， 进行激光加工时往往必须采用介质连续运动而光束固定的模式， 又 由于所作的标记或 打孔的分布都基本是直线性的， 因此实际的激光加工模式基本都是一致的， 将脉冲激光聚 焦到长直介质表面， 长直介质连续运动， 激光脉冲就在介质表面留下直线性的标记或打出 直线性的小孔。 [0005]由于在长直介质表面进行加工时往往需要同时加工多条直线， 因此往往需要多个 脉冲激光束， 为了避免同时采用多个激光器， 最常见 的方法是通过旋转多棱镜将一束连续 激光分解成多束脉冲激光， 旋转多棱镜一般是多棱圆柱形状， 表面加工出多棱的平面镜形 式， 当连续激光照射到旋转多棱镜上， 其中的平 面镜将入射的激光反射， 由于多棱镜的旋转 反射光将在一定空间角度内反复扫描， 如果在扫描的空间区域内放置多个聚焦镜， 则 当扫 描光束扫到某个聚焦镜上时就会给这个聚焦镜一个激光脉冲， 由于多棱镜反射扫描是重复 扫描， 则这个聚焦镜上就会形成重复的脉冲， 脉冲的重复频率取决于多棱镜的扫描速度， 由 于扫描可以针对多个聚焦都， 所以通过旋转多棱镜就可以将一束连续激光分解成多束 脉冲 激光。 [0006]采用旋转多棱镜扫描分光原理的打孔机已经研制成功 （例如： 中国专利 “水松纸激 光打孔机 ”ZL200820147995.4） ， 在这类卷烟接装纸激光打孔机中， 旋转多棱镜将连续激光 依次重复扫描到N个靠紧排列的聚焦镜中， 将连续激光束分解 成N （4、 8、 16、 32路） 脉冲激光， 每一路脉冲激光聚焦到连续运动的卷烟接装纸表面， 在运动的接装纸上打出一排小透气 孔， 透气孔的大小和间距通过控制聚焦和多棱镜扫描速度进行控制。 [0007]目前已经采用的接装纸打孔技术， 多数是直线型打孔， 华中科技大学提出了一种说　明　书 1/5 页 3 CN 115476044 A 3