[发明专利]一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统及钻孔方法

摘要

本发明公开了一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统及其方法，多束钻孔激光束经过高速旋转调制并进行激光合束后，输出旋转对称轴线空间平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)的旋转钻孔激光束组，然后经过振镜扫描平场聚焦模块，在待加工工件上形成旋转的旋转激光聚焦焦点组，旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点旋转轨迹为同心圆或者近似同心圆，旋转激光聚焦焦点组从时间与空间两个维度对待加工工件的同一加工孔位进行加工，成倍提高激光钻孔效率，结合扫描振镜将激光聚焦焦点组在孔与孔之间进行高速位置切换等技术，实现高效高精度高质量激光钻孔。

主权项

一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，其特征在于，包括激光器组、激光束旋转调制器组、激光合束器、振镜扫描平场聚焦模块、激光钻孔同步控制模块和待加工工件；所述激光器组，包括至少一个激光器，用于发射两束以上的钻孔激光束；所述激光束旋转调制器组，包括两个以上的激光束旋转调制器，每一个激光束旋转调制器对应一束钻孔激光束，每一个所述激光束旋转调制器，用于对对应的钻孔激光束进行运动空间调制，获得对应的旋转钻孔激光束，并入射激光合束器，其中，每一束旋转钻孔激光束的光轴与该旋转钻孔激光束的旋转对称轴之间的夹角大于0弧度小于20毫弧度；所述激光合束器，用于对入射的多束旋转钻孔激光束进行合束，输出旋转钻孔激光束组，其中，合束后的旋转钻孔激光束组内的多束旋转钻孔激光束光轴空间旋转对称轴之间空间平行或同轴或者近似平行或近似同轴，所述近似平行或近似同轴是指所述旋转钻孔激光束组内各旋转钻孔激光束之间的光轴旋转对称轴之间的空间夹角小于1毫弧度；所述振镜扫描平场聚焦模块，包括扫描振镜和扫描平场聚焦镜，所述旋转钻孔激光束组入射扫描振镜后输出振镜扫描光束组，所述振镜扫描光束组入射扫描平场聚焦镜，获得旋转激光聚焦焦点组，其中，所述旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心的运动轨迹为同心圆或者近似同心圆，所述近似同心圆是指旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心运动圆形轨迹的圆心离散度小于50微米，所述同心圆或者近似同心圆的直径小于300微米；所述扫描振镜，用于控制振镜扫描光束组高速切换进而控制旋转激光聚焦焦点组在待加工工件的不同加工孔位之间进行高速切换，或者，用于在待加工工件的一个加工孔位对旋转激光聚焦焦点组进行辅助运动调制；所述激光钻孔同步控制模块，用于控制所述激光器组、激光束旋转调制器组和振镜扫描平场聚焦模块之间协同动作。