本發(fā)明屬于激光打孔，特別涉及一種新型棒形物體無損穿洞孔裝置。

背景技術(shù)：

1、檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文件?99125910.6揭示一種穿孔洞輪與前后進(jìn)出料裝置為靜態(tài)交接，交接時棒形物體16吸附在吸槽152中不旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)吸槽帶動棒形物體進(jìn)入穿洞孔區(qū)域附近時吸槽才開始旋轉(zhuǎn)加速，使得棒形物體在1個節(jié)距內(nèi)完成360°的旋轉(zhuǎn)，期間利用光束跟蹤裝置包括驅(qū)動器10和旋轉(zhuǎn)反射鏡6使得激光光束同步跟蹤棒形物體，經(jīng)過固定設(shè)置的聚焦鏡聚焦后從而實現(xiàn)棒形物體的穿洞孔?？梢姶朔桨钢邪粜挝矬w為靜態(tài)交接因而故障率低，但是該技術(shù)方案盡管能夠?qū)崿F(xiàn)棒形物體穿洞，由于其采用了鼓狀輪外側(cè)設(shè)置平行移動光束的跟蹤方案，穿孔的聚焦點為直線分布，而棒形物體沿鼓?輪是弧線運行所以產(chǎn)生聚焦高度的變化形成離焦，為減少離焦的影響，必須使得其打洞孔的區(qū)域盡量短，即在小于等于一個節(jié)距內(nèi)完成打孔否則棒形物體的運行會產(chǎn)生很大離焦進(jìn)而使得穿孔失敗。如此，吸槽吸附棒形物體在小于或者等于一個節(jié)距內(nèi)完成360°的旋轉(zhuǎn)，此時按照高速機每分鐘6000-7000支生產(chǎn)速度進(jìn)行計算，棒形物體旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)3000-3500rpm（雙倍長度條），由于吸槽必須吸附棒形物體，所以吸槽必須具有的不對稱的凹槽結(jié)構(gòu)，該不對稱凹槽結(jié)構(gòu)在如此的高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生巨大的動態(tài)不平衡，所以盡管可以采用慣性補償、輕質(zhì)材料等方法減少動態(tài)不平衡，但是卻無法根本上解決此動態(tài)不平衡的問題，從而造成震動大、噪聲大、傳動容易損壞的問題，根據(jù)本發(fā)明人的實驗情況，具有不對稱結(jié)構(gòu)的吸嘴其最高的能長時間穩(wěn)定工作的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于等于30rps及1800rpm。另外棒形物體在一個節(jié)距內(nèi)，沿鼓狀輪弧線運行，所以對于聚焦光束來說，焦距發(fā)生變化，出現(xiàn)離焦的情況，進(jìn)而也影響打洞孔的穩(wěn)定性和精度。

2、本發(fā)明人的授權(quán)中國專利201980006365?.6揭示一種利用鼓狀輪中心附近設(shè)置的旋轉(zhuǎn)棱鏡，棒形物體吸附在吸槽上隨鼓狀輪進(jìn)行公轉(zhuǎn)，且同時圍繞棒形物體軸線進(jìn)行自轉(zhuǎn)，并利用棱鏡掃描的光束進(jìn)行棒形物體的跟蹤，是一種鼓狀輪與前后進(jìn)出料裝置為動態(tài)交接并利用鼓輪中心附近發(fā)散狀光束進(jìn)行跟蹤的技術(shù)方案。該技術(shù)方案特點為激光光束可以大角度地旋轉(zhuǎn)跟蹤棒形物體的運動而每個吸槽都設(shè)置獨立整形和聚焦鏡所以聚焦準(zhǔn)確。但是該方案中，棒形物體必須始終以一個恒定的速度自旋，為實現(xiàn)與前后進(jìn)出料裝置的順利動態(tài)交接，棒形物體則必須采用盡量低的吸槽旋轉(zhuǎn)速度，因此必須設(shè)定很大的打洞孔區(qū)域一般為鼓狀輪圓周的1/3-1/2的180-120°區(qū)域?，在該區(qū)域內(nèi)棒形物體完成360°的旋轉(zhuǎn)?？梢姶朔桨副M管可行，但存在：1、鼓狀輪1/2-1/3的區(qū)域用于穿孔，所以穿孔造成的灰塵污染區(qū)域大，不利用集中收集和清除，也不利于設(shè)備長期穩(wěn)定地運行，如果按照說明書所述其60-90°范圍區(qū)域內(nèi)設(shè)定打孔，吸槽帶動棒形物體圍繞鼓狀輪運行一圈，就必須圍繞自身中心軸旋轉(zhuǎn)6-4圈，即穿孔區(qū)域設(shè)定越小自旋速度越高，交接時吸嘴相對于進(jìn)出料裝置轉(zhuǎn)速差太大了，容易夾煙，壞煙，以至交接完全失敗。2、棒形物體圍繞鼓狀輪運行的同時始終圍繞吸槽中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，與前后進(jìn)出料裝置是一種動態(tài)交接方式，容易夾壞棒型物，發(fā)生掉落。3、增大穿孔區(qū)域至120°-180°后，對應(yīng)每一反射鏡面掃描的角度也變大至（60-90°），所以入射光束必須整形為線性光束以減小棱鏡反射面的尺寸，然后再通過反向整形恢復(fù)到圓形光斑。所以若干整形鏡使得鼓狀輪內(nèi)部空間更狹小擁擠，光學(xué)調(diào)試也更加困難，同時也增加了生產(chǎn)制作的成本。4、整形鏡的使用，破壞了激光器發(fā)出光束的特性，使得聚焦時穿孔性能下降，影響穿孔質(zhì)量。

3、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新型棒形物體無損穿洞孔裝置，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型棒形物體的無損穿洞孔裝置，設(shè)在進(jìn)料裝置和出料裝置之間，包括一對通過吸槽吸附雙倍長棒型物的鼓狀輪；一對鼓狀輪之間設(shè)有用于撥轉(zhuǎn)雙倍長棒型物自轉(zhuǎn)360°的旋轉(zhuǎn)裝置，穿洞孔區(qū)為鼓狀輪表面吸槽內(nèi)棒形物體節(jié)距的n倍，其中n=2-3（鼓狀輪的1個節(jié)距為鼓狀輪圓周上平均分布的若干棒狀物體吸槽之間的距離）；旋轉(zhuǎn)裝置包括固定設(shè)置帶有曲線槽的凸輪，若干擺臂通過一端端部的小軸在曲線槽內(nèi)滑動，擺臂另一端設(shè)置有扇齒輪，所述擺臂與扇齒輪的連接區(qū)域設(shè)置有旋轉(zhuǎn)銷軸，旋轉(zhuǎn)銷軸通過軸承旋轉(zhuǎn)固定在鼓狀輪的側(cè)面，扇齒輪的齒面與小齒輪相嚙合，小齒輪與吸槽同軸固定，吸槽旋轉(zhuǎn)固定在一對鼓狀輪的安裝孔內(nèi)；

3、凸輪的曲線槽，分別為周向順序連通的穿孔曲線、保持曲線-1、復(fù)位曲線、保持曲線-2；穿孔曲線對應(yīng)的圓周與所述穿孔區(qū)域?qū)?yīng)，當(dāng)所述擺臂端部的小軸在穿孔曲線的槽內(nèi)運行時，帶動擺臂帶動扇齒輪圍繞旋轉(zhuǎn)銷軸正向旋轉(zhuǎn)30°-90°，當(dāng)擺臂端部的小軸在復(fù)位曲線的槽內(nèi)運行時，帶動擺臂帶動扇齒輪圍繞旋轉(zhuǎn)銷軸反問旋轉(zhuǎn)30°-90°，扇齒輪的扇形齒面弧線的長度略大于小齒輪的周長，如此設(shè)置，擺臂帶動扇齒輪旋轉(zhuǎn)使得吸槽圍繞棒形物中心線完成正向或者反向旋轉(zhuǎn)360°的穿孔和復(fù)位。

4、如此設(shè)置，穿孔區(qū)域設(shè)定為鼓狀輪表面吸槽棒形物體節(jié)距的n倍，其中n=2-3，即在上述2-3個節(jié)距內(nèi)吸槽帶動棒形物體旋轉(zhuǎn)360°，此時按照高速機每分鐘6000-7000支生產(chǎn)速度進(jìn)行計算，雙倍長度的棒形物體旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為（3000-3500）rpm的1/2--1/3小于1800rpm，所以本方案的吸槽能長時間穩(wěn)定地工作。

5、同時棱鏡反射面對應(yīng)的掃描角降低為?（n*α/2），反射面旋轉(zhuǎn)時角度變化范圍小，因此入射光斑在反射鏡面上尺寸變化小，無需進(jìn)行整形。

6、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，穿孔曲線為一段凹槽，該凹槽的圓周角長度與穿洞孔區(qū)對應(yīng)的圓周角長度對應(yīng)，此時扇齒輪的齒面與吸槽的小齒輪嚙合并產(chǎn)生相對位移、吸槽帶動棒形物體旋轉(zhuǎn)360°完成穿孔；

7、保持曲線-1為吸槽帶動棒形物完成穿孔后，此時扇齒輪的齒面與吸槽的小齒輪保持相對靜止嚙合、使得吸槽的凹槽始終面向出料裝置的交接點，以便棒形物體從吸槽轉(zhuǎn)移至出料裝置；

8、復(fù)位曲線為：扇齒輪的齒面與吸槽的小齒輪保持嚙合并產(chǎn)生相對位移、吸槽帶動棒形物體與穿孔曲線反向旋轉(zhuǎn)360°，以便再次進(jìn)行下一棒形物體的旋轉(zhuǎn)穿孔；

9、保持曲線-2為吸槽帶動棒形物完成反向旋轉(zhuǎn)后，使得吸槽的凹槽始終面向進(jìn)料裝置的交接點，以便棒形物體從進(jìn)料裝置轉(zhuǎn)移至吸槽。

10、如此設(shè)置，使得所述鼓狀輪的吸槽在與進(jìn)料、出料裝置進(jìn)行棒形物體交接時，與鼓狀輪保持相對靜止?fàn)顟B(tài)。

11、如此設(shè)置，本案的鼓狀輪吸槽在與進(jìn)料、出料裝置進(jìn)行棒形物體交接時，與鼓狀輪保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，因而與進(jìn)料、出料裝置也保持相對靜止，所以棒形物體交接時不會發(fā)生錯位、擠壓、損壞和掉落的情況。

12、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，還包括若干聚焦鏡和棱鏡掃描裝置，所述若干聚焦鏡安裝在鼓輪內(nèi)側(cè)的環(huán)形支架上，所述聚焦鏡與鼓輪的吸槽同步旋轉(zhuǎn)，棱鏡掃描裝置設(shè)在鼓狀輪圓周范圍內(nèi)環(huán)形支架旋轉(zhuǎn)軸線處、用于將外部激光器發(fā)射的激光反射至特定工位的聚焦鏡中，聚焦鏡匯聚的激光投射至對應(yīng)吸槽內(nèi)的雙倍長棒型物上。

13、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，一對鼓狀輪由各自獨立的傳動裝置驅(qū)動且圍繞相同的中心軸進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，安裝有聚焦鏡的環(huán)形支架與一側(cè)鼓狀輪固定設(shè)置旋轉(zhuǎn)或者由獨立的支架及傳動裝置驅(qū)動同步旋轉(zhuǎn)。

14、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，棱鏡掃描裝置由棱鏡支架、棱鏡傳動裝置以及反射棱鏡構(gòu)成，所述反射棱鏡為具有若干反射面，所述棱鏡掃描裝置的旋轉(zhuǎn)軸，與所述中心軸平行且位于中心軸一側(cè)。

15、所述棱鏡掃描裝置的旋轉(zhuǎn)軸或者與棱鏡的反射面平行設(shè)置、或者與旋轉(zhuǎn)軸在反射面內(nèi)的投影之間為45°角。

16、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，鼓狀輪的1個節(jié)距為鼓狀輪圓周上平均分布的若干棒狀物體吸槽之間的距離，其對應(yīng)α圓周角，所述穿孔區(qū)域?qū)?yīng)的n個節(jié)距（穿孔范圍內(nèi)棒形物體間隔數(shù)n），對應(yīng)n*α的圓周角（40°-90°）,穿孔數(shù)n；

17、所述每一個棱鏡反射面完成n*α圓周角的掃描需要：

18、掃描角=（n*α）/2，

19、c面棱鏡反射鏡的掃描角為360/c，

20、所以：360/c=?（n*α）/2，

21、得棱鏡的反射面c=720/（n*α）。

22、優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，n=2。如此設(shè)置，減少扇形齒輪與相鄰扇形齒輪之間的相互干涉，減少實施難道降低制造成本。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

24、本技術(shù)方案中，棒形物體與前后進(jìn)出料裝置進(jìn)行交接時，吸槽為靜止?fàn)顟B(tài)，因而交接效率高，不會產(chǎn)生掉落、損壞的情況；

25、本技術(shù)方案中，采用了在中心軸部位設(shè)置棱鏡掃描裝置，輸出的激光光束為發(fā)散狀跟蹤棒形物體的運行軌跡，因而棒形物體始終位于聚焦鏡的焦距上；

26、本技術(shù)方案，采用了在2-3個節(jié)距范圍內(nèi)完成穿孔的方案，相比較1個節(jié)距內(nèi)的穿孔方案，可以降低吸槽旋轉(zhuǎn)速度的50%-75%?，可以實現(xiàn)吸槽在20-25rps的速度范圍內(nèi)工作，降低了旋轉(zhuǎn)時的動態(tài)不平衡，震動小、噪聲低，降低了傳動所需要軸承的精度，減輕設(shè)計的難度；

27、本技術(shù)方案，棱鏡的面數(shù)采用8-18面，降低了棱鏡傳動裝置的旋轉(zhuǎn)速度，有利于提高跟蹤精度，也降低了傳動裝置的采購成本。