卷煙接裝紙激光打孔裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種卷煙接裝紙激光打孔裝置，包括激光器、多棱鏡分光系統、打孔頭和驅動水松紙連續運動的走紙機構，所述走紙機構由收卷輥和放卷輥構成，其特征是所述多棱鏡分光系統由第一聚焦鏡、第二聚焦鏡、多棱鏡、全反鏡以及帶動多棱鏡旋轉的高速電機組成；多棱鏡的面數M≥5，每一個面均為反射面，多棱鏡底面與高速電機相連，高速電機的轉速n為0.5～4萬轉/分，第二聚焦鏡到多棱鏡反射面上掃描點O的距離L等于第二聚焦鏡的焦距f；全反鏡位于第二聚焦鏡射出光束的光軸中心方向，且其鏡面與水平方向成45°角。本實用新型專利技術中激光能量利用率高，保證了光束質量穩定，且機械結構簡單、體積小、降低成本，使用壽命長，生產維護容易。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種激光打孔
，特別是卷煙接裝紙激光打孔裝置。
技術介紹
吸煙有害健康是公認的事實，降低焦油含量對改善吸煙群體的身體健康具有重要意義。各國的卷煙制造商相繼投入了大量的人力、物力和巨額資金，對降低卷煙焦油含量的理論方法、技術以及實踐應用等方面進行了廣泛而深入的研究，并發展了多種降焦技術。卷煙接裝紙作為卷煙過濾嘴專用外包裝用紙，因其外觀類似松木紋而曾得名水松紙。濾嘴通風稀釋技術的原理是通過在水松紙上打孔、使用高透氣度濾棒成型紙或在濾棒上制成凹槽等方式，從而在抽吸卷煙時使外部空氣進入濾嘴內并對主流煙氣進行稀釋，使吸入人體的焦油量相對減少。該項技術已成為國際上采用最廣泛和最有效的降焦技術。目 前美國卷煙市場上有90%左右的卷煙和西歐市場上80%左右的卷煙都采用了通風濾嘴，另外在亞洲的日本等國，通風濾嘴卷煙也占有相當大的比例。采用通風濾嘴這一簡單、成熟且非常可靠的降焦技術，其降焦效果也十分明顯，如美國Carlton牌卷煙采用通風濾嘴后可降低卷煙焦油量70%以上，降低CO高達80%以上，且通過強化加香、加料措施，也使該卷煙的吸味品質保持了較高水平。目前我國過濾嘴香煙的比例已達95 %。隨著人類對于吸煙者健康保護要求的日益提高，能有效降低焦油含量、且減少尼古丁對人們健康傷害的水松紙打孔工藝得到迅速普及。目前開發和利用的水松紙打孔技術主要包括機械打孔、電火花打孔、激光打孔等技術，其中激光打孔由于具有穩定性高和準確性高的特點，成為國際上廣泛采用的方式。激光打孔是利用激光輻射的高功率密度特點，將其聚焦加熱水松紙，使水松紙局部達到汽化溫度，汽化成孔。目前已經推出的水松紙激光打孔機產品，主要采用兩組或者多組反射鏡進行激光傳輸，激光經過兩次或兩次反射傳輸到達加工區域表面，打孔頭對應一路脈沖激光聚焦點輸出，但是實際制造過程中其設備光路系統較為復雜，體積龐大。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種將激光傳輸的雙組或雙組以上反射鏡簡化為單組反射鏡，光束只經過一次反射即進入加工材料表面進行加工，從而達到簡化整機系統、減少激光傳輸能量損耗和提高加工效率的目的卷煙接裝紙激光打孔裝置。為了實現上述目的，本技術所設計的卷煙接裝紙激光打孔裝置，包括激光器、多棱鏡分光系統、打孔頭和驅動水松紙連續運動的走紙機構，所述走紙機構由收卷輥和放卷輥構成，其特征是所述多棱鏡分光系統由第一聚焦鏡、第二聚焦鏡、多棱鏡、全反鏡以及帶動多棱鏡旋轉的高速電機組成；多棱鏡的面數M > 5，每一個面均為反射面，多棱鏡底面與高速電機相連，高速電機的轉速η為O. 5 4萬轉/分，第二聚焦鏡到多棱鏡的反射面上掃描點O的距離L等于第二聚焦鏡的焦距f ;全反鏡位于第二聚焦鏡射出光束的光軸中心方向，且其鏡面與水平方向成45°角。本專利技術創造采用水平放置多棱鏡簡化光路技術，通過一組反射鏡傳輸即到達加工區域材料表面，從而在高速運動的水松紙表面打出N排小孔，其相比于現有技術中采用兩組或者多組反射鏡進行激光傳輸，激光經過兩次或多次反射傳輸到達加工區域表面的方式，大大簡化了加工裝置的結構，很大程度上減少了能量傳輸的損耗。為了對打孔過程中水松紙的運動速度進行實時檢測，本專利技術創造還設有控制系統、水松紙在線速度檢測系統，控制系統分別與激光器、高速電機和水松紙在線速度檢測系統電連接，水松紙在線速度檢測系統位于收卷輥的轉軸上；同時為了對激光器進行冷卻，以保證其正常工作，所述激光器配套有激光器冷卻系統。所述激光器為C02激光器，其輸出功率從50 4000瓦連續可調，激光輸出波長為10. 6 μ mD·本技術提供的卷煙接裝紙激光打孔裝置，其工作步驟如下a.走紙機構的收卷棍和放卷棍之間裝夾水松紙,啟動走紙機構,使收卷棍按設計的轉速旋轉，并帶動水松紙連續運動；b.激光器開始連續射出激光束，連續激光束穿過第一聚焦鏡聚焦于旋轉多棱鏡的反射面上，形成具有一定角度Θ的N路扇形反射掃描光束，N > I ;c.該發散的N路反射掃描光束穿過于其相對應的N個相互獨立的第二聚焦鏡，形成N路具有一定掃描寬度△ L的平行掃描光束；d.該N路平行掃描光束通過于其相對應的N個均與水平面成45°的全反鏡唯一90°導向后，直接進入N個于其相對應排列的打孔頭，形成N路脈沖激光；e.該N路平行掃描的脈沖激光分別經打孔頭聚焦后輸出，每一個打孔頭輸出N個聚焦光點在運動水松紙的表面，水松紙表面就形成N排間隔排布的微細小孔。本技術得到的卷煙接裝紙激光打孔裝置，其采用水平放置多棱鏡簡化光路技術，將連續高功率激光束分成N路聚焦脈沖激光束輸出，分光后激光經過一次傳輸即進入打孔頭。減少了激光的傳輸距離，降低了功率損耗，因此激光能量利用率高，保證了光束質量穩定，并且機械結構簡單、體積小、降低成本，使用壽命長，生產維護容易；同時采用連續高功率C02激光器，技術成熟，工作中無需特殊維護，保證設備長期可靠運行。附圖說明圖I是實施例I的整體示意圖；圖2是實施例2的整體示意圖。圖中激光器I、水松紙2、多棱鏡分光系統3、第一聚焦鏡31、對棱鏡32、反射面321、高速電機33、第二聚焦鏡34、全反鏡35、打孔頭4、走紙機構5、收卷輥51、放卷輥52、水松紙在線速度檢測系統6、激光器冷卻系統7、控制系統8。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。實施例I :如圖I所示，本實施例提供的卷煙接裝紙激光打孔裝置，包括激光器I、多棱鏡分光系統3、打孔頭4和驅動水松紙2連續運動的走紙機構5,所述走紙機構5由收卷棍51和放卷輥52構成，待加工的水松紙2由收卷輥51和放卷輥52進行裝夾，水松紙2由收卷輥51旋轉帶動連續運動；所述多棱鏡分光系統3由第一聚焦鏡31、第二聚焦鏡34、多棱鏡32、全反鏡35以及帶動多棱鏡32旋轉的高速電機33組成；多棱鏡32的面數M > 5，每一個面均為反射面321，多棱鏡32底面與高速電機33相連，高速電機33的轉速η為O. 5 4萬轉/分，第二聚焦鏡34到多棱鏡32的反射面321上掃描點O的距離L等于第二聚焦鏡34的焦距f ;全反鏡35位于第二聚焦 鏡34射出光束的光軸中心方向，且其鏡面與水平方向成45。角。上述激光器I可采用C02激光器，其輸出功率從50 4000瓦連續可調，激光輸出波長為10. 6 μ m ;也可以根據實際需要選擇其它種類的激光器。本實施例得到的卷煙接裝紙激光打孔裝置，其工作步驟如下a.走紙機構5的收卷棍51和放卷棍52之間裝夾水松紙2,啟動走紙機構5,使收卷輥51按設計的轉速旋轉，并帶動水松紙2連續運動；b.激光器I開始連續射出激光束，連續激光束穿過第一聚焦鏡聚31焦于旋轉多棱鏡32的反射面321上，形成具有一定角度Θ的N路扇形反射掃描光束，N^l；c.該發散的N路反射掃描光束穿過于其相對應的N個相互獨立的第二聚焦鏡34，形成N路具有一定掃描寬度△ L的平行掃描光束；d.該N路平行掃描光束通過于其相對應的N個均與水平面成45°的全反鏡35唯一 90°導向后，直接進入N個于其相對應排列的打孔頭4，形成N路脈沖激光；e.該N路平行掃描的脈沖激光分別經打孔頭4聚焦后輸出，每一個打孔頭4輸出N個聚焦光點在運動水松紙2的表面，水松紙2表面就本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種卷煙接裝紙激光打孔裝置，包括激光器(1)、多棱鏡分光系統(3)、打孔頭(4)和驅動水松紙(2)連續運動的走紙機構(5)，所述走紙機構(5)由收卷輥(51)和放卷輥(52)構成，其特征是所述多棱鏡分光系統(3)由第一聚焦鏡(31)、第二聚焦鏡(34)、多棱鏡(32)、全反鏡(35)以及帶動多棱鏡(32)旋轉的高速電機(33)組成；多棱鏡(32)的面數M≥5，每一個面均為反射面(321)，多棱鏡(32)底面與高速電機(33)相連，高速電機(33)的轉速n為0.5～4萬轉/分，第二聚焦鏡(34)到多棱鏡(32)的反射面(321)上掃描點O的距離L等于第二聚焦鏡(34)的焦距f；全反鏡(35)位于第二聚焦鏡(34)射出光束的光軸中心方向，且其鏡面與水平方向成45°角。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳聰聰，王偉，
申請(專利權)人：嘉興奇石光電科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：