專利名稱：一種利用光斑直徑在50到2000μm之間的激光進(jìn)行激光加工特別是加工衛(wèi)生產(chǎn)品和部件的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)，具體而言即涉及所述加工在衛(wèi)生產(chǎn)品上的應(yīng)用以及用 于制造所述產(chǎn)品的部件(包括原材料)。
本發(fā)明可被應(yīng)用于諸如采用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)切削和/或焊接的工藝，以應(yīng)用于一次性 吸附產(chǎn)品的生產(chǎn)線，這些產(chǎn)品諸如嬰兒尿布、尿失禁患者用產(chǎn)品、女用衛(wèi)生護(hù)墊、各 類干濕抹布以及任何類型的單次包裝清潔劑。
背景技術(shù)：
目前，為了對(duì)諸如前述的產(chǎn)品進(jìn)行焊接和Z或切削操作，會(huì)采用通常稱為"頭"的 機(jī)械單元。
為簡(jiǎn)單起見，我們的分析僅限于切削工藝(顯然針對(duì)切削的分析也基本上適用于焊 接工藝)，切削頭通常包括一個(gè)構(gòu)架、 一個(gè)對(duì)刃輥?zhàn)雍鸵粋€(gè)刀刃輥?zhàn)?，以及各種附屬元 件，如用于清洗對(duì)刃和刀刃的系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及施加切削力的系統(tǒng)。該單元采用電 機(jī)驅(qū)動(dòng)，可確保向其可動(dòng)零件傳動(dòng)。
刀刃由專用材料制成。通常，為獲得特別硬從而抗磨的切削刃，可采用專用鋼， 如工具用鋼，或者采用包含碳化鴒(HM)的燒結(jié)材料。采用鋼和HM所獲得的硬度不 可比較實(shí)際上，前者硬度在60到64 HRC之間，而后者可獲得最高1,600 HV10的硬 度。當(dāng)然，刀刃壽命和所需成本也與硬度成正比。
當(dāng)前的切削頭技術(shù)有各種問題。
首先，鋼制刀刃的壽命有限在最佳情形下(即使采取特殊解決方案、專用鋼以及 受控的熱處理)，其壽命也不會(huì)超過(guò)2000萬(wàn)次"切削"，其中術(shù)語(yǔ)"切削"用于表示單次切 削操作。
由硬質(zhì)金屬制成的刀刃有更長(zhǎng)的壽命，可以很容易地達(dá)到l億次切削，但存在刃磨 的問題。對(duì)鋼而言，很容易找到具有相應(yīng)裝備并能夠?qū)Υ祟惖度羞M(jìn)行刃磨的車間，而
要對(duì)采用硬質(zhì)金屬制成的刀刃進(jìn)行正確的刃磨，則需要刀具本身制造商介入。這種需 求不可避免地會(huì)造成采用所述刀刃的生產(chǎn)工序存在"瓶頸"。
當(dāng)前技術(shù)的另 一個(gè)重要局限是改變其規(guī)格的問題(即產(chǎn)品的尺寸和/或形式)。在此 情況下，必須更換整個(gè)頭，從而意味著相當(dāng)大的時(shí)間浪費(fèi)以及由此造成的生產(chǎn)損失。 顯然，切削型面形狀的任何變更，即使是最小的變更，也必須要采購(gòu)新的刀刃輥?zhàn)印?br> 機(jī)械切削技術(shù)的另 一些問題來(lái)源于由生產(chǎn)工藝和與切削工藝本身相關(guān)的問題所導(dǎo) 致的形狀的局限。
具體而言，對(duì)于第一種情況，收斂切削刃圓角的半徑存在局限，不能小于3MM, 而對(duì)于第二種情況，例如，不能進(jìn)行橫切，因?yàn)檫@種情況下必須有非常高的切削壓 力，會(huì)損壞整個(gè)系統(tǒng)，大大縮短刀刃的壽命。
為克服與機(jī)械切削技術(shù)相關(guān)的問題，迄今為止已考慮了采用激光技術(shù)的可能性。
關(guān)于這一點(diǎn)，可參考編號(hào)為P2001-145659的日本專利申請(qǐng)，其中明確介紹了一種 制造吸附性產(chǎn)品的方法，該方法釆用激光設(shè)備來(lái)執(zhí)行沿一規(guī)定加工路徑切削的功能， 對(duì)每一工件，至少?gòu)牡谝恢返降诙愤M(jìn)行。
EP-A-1 447 068號(hào)文件以更為具體的表述介紹了一種采用激光束和預(yù)定義路徑加工 產(chǎn)品的方法，這些產(chǎn)品例如衛(wèi)生產(chǎn)品，它們以給定方向運(yùn)動(dòng)。該加工涉及工件與激光 束之間沿某一路徑的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該路徑對(duì)每一 工件而言均包含至少 一個(gè)第 一 支路和一 個(gè)第二支路。所述的方法設(shè)想存在至少一個(gè)第一激光束和一個(gè)第二激光束，以進(jìn)行加 工。光束以橫向偏轉(zhuǎn)(而相對(duì)于工件的進(jìn)給方向，則為縱向偏轉(zhuǎn))，其中的每一光束則 分別針對(duì)每一工件定義了加工路徑的第 一支路和第二支路。
EP-A-1 447 668號(hào)文件所述為單件加工裝置以及能量沿切削型面正確分布方面的大 幅改進(jìn)，其目的是防止對(duì)所加工的產(chǎn)品造成不良影響。該文件介紹了對(duì)能夠處理至少2 個(gè)激光束的發(fā)生器的選擇，該激光器能夠獨(dú)立工作，以簡(jiǎn)化所需要的加工，提高其績(jī) 效。

發(fā)明內(nèi)容
雖然以EP-A-1 447 668號(hào)文件為代表的解決方案做出了相當(dāng)大的改進(jìn)，仍然需要能 夠?qū)τ绊懏a(chǎn)品(如上述衛(wèi)生產(chǎn)品)以激光技術(shù)加工的工藝和參數(shù)加以干預(yù)乃至控制。
1具體而言，需要有對(duì)機(jī)械、設(shè)備及專用控制器的可用最優(yōu)布局，該布局應(yīng)專門針對(duì) 所述應(yīng)用領(lǐng)域的工藝、原材料及產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。
本發(fā)明的目的是完全滿足上述需求。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的可以通過(guò)具備后文權(quán)利要求中具體特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的裝置。權(quán)利要求是本文給出的涉及本發(fā)明的技術(shù)說(shuō)明的整體組 成部分。


以下將完全通過(guò)非限制性的舉例并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，其中
圖1為能夠按照本發(fā)明所述方案工作的裝置的平面示意圖2以側(cè)視圖更為詳細(xì)地示出了本發(fā)明所述方案的工作條件；
圖3至圖6示出了可用于本發(fā)明所述方案領(lǐng)域的激光源的優(yōu)選特性。
具體實(shí)施例方式
圖1中的圖涉及本發(fā)明裝置的總體配置，它作為一個(gè)整體，對(duì)應(yīng)于前文已提到的 EP-A-1 447 668號(hào)文件中所述的裝置。
在圖1中，參考標(biāo)號(hào)1所指為一激光源(因?yàn)橄挛乃斒龅脑?，所述激光源可?采用2臺(tái))，所述激光源被設(shè)計(jì)用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)激光束，以加工通常以Z向定義的 方向運(yùn)動(dòng)的工件A (此處假設(shè)速度恒定，且采取從右至左的方向，如圖l所示)。
工件A通常由本說(shuō)明書引言部分所述類型的衛(wèi)生產(chǎn)品構(gòu)成。
指向工件A的激光在工件自身上形成一個(gè)交互作用光斑。所述交互作用光斑是要 在工件A上施加沿預(yù)設(shè)路徑的焊接或切削等操作，該路徑可能對(duì)應(yīng)于工件A的自身邊 界。
1即使下文所給出的說(shuō)明不會(huì)再進(jìn)一步引用在工件A上進(jìn)行的焊接和/或切削操作， 仍應(yīng)了解本發(fā)明所述的方案可應(yīng)用于必須釆用激光加工工件(如工件A)或用以生產(chǎn)前 述工件或產(chǎn)品A的部件(原材料、各種性質(zhì)的插件等)的任何場(chǎng)合。
通常，假設(shè)加工可以連續(xù)進(jìn)行，或者斷續(xù)進(jìn)行(即在離散點(diǎn)或區(qū)段)，以形成點(diǎn)焊， 或在離散點(diǎn)或區(qū)段上的穿孔(所謂的刺孔或沖孔)等。
在本發(fā)明所示實(shí)施例(在此重申，僅為示例)中，由光源1 (如前所述，可能有加 倍)生成的一個(gè)或多個(gè)激光束被發(fā)送至兩個(gè)光傳輸單元2，并由此到達(dá)具備掃描功能的 部件3,以控制光束的位置和準(zhǔn)直。
通過(guò)這種方式，可以將至少兩個(gè)不同的激光束指向工件A,并可對(duì)每一激光束獨(dú) 立地施加偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)方向可以為工件A的運(yùn)動(dòng)方向(圖1的Z軸)，也可以為相 對(duì)所述的工件A的運(yùn)動(dòng)方向的橫向(圖1的X軸)。
在優(yōu)選方式下，激光源1為C02型，總功率為2 KW,由此每一光束就可能有1 KW 的可用功率。為實(shí)現(xiàn)較寬的功率選擇范圍，同樣推薦釆用前述類型激光源，在有原材 料類型和/或高加工速度(如最高1000M/MIN)要求的情況下，它最高可以管理5KW 的功率。
通常(這一點(diǎn)將在本說(shuō)明之后更為全面地介紹)，對(duì)于切削加工，激光源1配以 OO模式類型的光束模式工作，而對(duì)于焊接加工，則配以不同的模式，如D模式或Q模 式。
在釆用能夠發(fā)射兩個(gè)功率光束的光源或發(fā)生器l的條件下，可以對(duì)產(chǎn)品或工件A的 每一面采用一個(gè)光束進(jìn)行獨(dú)立的加工，而在需要時(shí)也可以僅采用一個(gè)光束。
例如，假設(shè)要對(duì)傳統(tǒng)型(即市售"開口"式)新生兒用尿褲(尿布)進(jìn)行激光加工 (如用激光切削產(chǎn)品的輪廓)，采用兩個(gè)光束一邊用一個(gè)加工就更為方便和高效。
對(duì)于以垂直于工件A流向Z方向加工的套穿式(市售封口式，有時(shí)也稱為"訓(xùn)纟東-陣") 的類似產(chǎn)品，優(yōu)選僅采用一個(gè)光束加工。在這種情況下，事實(shí)上，片上切口形狀基本 為橢圓形，其中心位于分離兩件相鄰產(chǎn)品的橫向切割線上。在此情況下，激光發(fā)生器 在每一件產(chǎn)品在其前方通過(guò)時(shí)激發(fā)光束，并隨后進(jìn)行切割，然后關(guān)閉光束，直至下一產(chǎn)品到達(dá)。
對(duì)激光束進(jìn)行光束平行校正并控制其位置的掃描器3可以包含以下裝置，如 GENERAL SCANNING INC. OF WATERTOWN(美國(guó))生產(chǎn)的HPM10A型光學(xué)掃描頭， 或SCANLAB (德國(guó))生產(chǎn)的HARRYSCAN 25或POWERSCAN 33產(chǎn)品，或由 RAYLASE (德國(guó))生產(chǎn)的AXIALSCAN或SUPERSCAN等類似產(chǎn)品。
在此情況下，單一或多個(gè)光源1所發(fā)出的激光束在通過(guò)光傳輸單元2之后，將由每 個(gè)掃描器3上的入口接收，并經(jīng)對(duì)進(jìn)行快恢復(fù)電流測(cè)定運(yùn)動(dòng)的鏡片進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，兩鏡片分 別針對(duì)Z軸和X軸動(dòng)作。
每個(gè)激光束在離開掃描器3之后能夠以定位光斑的形式到達(dá)工件A,其尺寸和會(huì)聚 程度可事先確定。加工光束的最小直徑(或系統(tǒng)的衍射極限)由下式給出
D=1.27.F. VD
其中
d為光斑的最小截面(衍射極限)
1.27為比例常數(shù)K
F為所用透《免的焦距
X為;敫光束的波長(zhǎng)
D為掃描器上入射激光束的直徑
上式在其實(shí)際應(yīng)用中要采用以下所述的另外兩個(gè)關(guān)鍵因數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們是所用設(shè) 備性質(zhì)的典型值。
第一個(gè)因數(shù)表示為激光束的品質(zhì)因數(shù)(M2)。此因數(shù)為所用發(fā)生器或光源的典型 值。它描述了激光束相對(duì)理論高斯構(gòu)象的偏差對(duì)于理想的激光源，符合理想高斯構(gòu) 象的光束，因數(shù)Is/P等于l;而對(duì)于實(shí)際的激光束，M2大于1。
第二個(gè)因數(shù)表示為透鏡的球面象差。這是所用透鏡品質(zhì)的固有參數(shù)，與原材料純 度和表面加工精度或類型有關(guān)。
通常這兩個(gè)因數(shù)已包含在比例常數(shù)K中。
關(guān)于這一點(diǎn)，可以注意到，前述激光發(fā)生器有可能發(fā)出一個(gè)或多個(gè)激光束，它有 一個(gè)特定的偏角，該偏角是諧振器輸出鏡面曲率角的函數(shù)。這樣就會(huì)形成并非完全平 行的激光束。
這種偽缺陷可以使到達(dá)偏轉(zhuǎn)單元3的光束直徑按照所用掃描器類型所確定的射入光 直徑進(jìn)行調(diào)整。換言之，在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施方式中，射入光束乃至施加在工件A上的激光光斑的直徑是通過(guò)改變光源1與掃描器3之間光程的方式進(jìn)行調(diào)整。這也會(huì) 使裝置成本降低，并提高其效率，因?yàn)槟軌虮苊庖揽繑U(kuò)展單元和/或透鏡來(lái)校正光束。
以 一般術(shù)語(yǔ)推理，每個(gè)掃描器3在工件A平面上的動(dòng)作范圍可以是一個(gè)正方形或矩 形，其沿X軸和Z軸的橫向尺寸通?？梢栽?00 X 100 MM左右到500 X 500 MM左右 之內(nèi)范圍內(nèi)根據(jù)掃描器3中所用的會(huì)聚透鏡以及所采用的掃描器類型(二軸式、三軸式 等)進(jìn)行變化，該透鏡決定了與工件流動(dòng)平面(加工平面)的距離。
在圖1的示意表達(dá)中，參考號(hào)4所指為一個(gè)H/W電子控制單元(如一個(gè)專用計(jì)算 機(jī)卡)，它監(jiān)控著系統(tǒng)運(yùn)行，控制著掃描器3對(duì)激光束的偏轉(zhuǎn)操作以及對(duì)其功率進(jìn)行的 調(diào)節(jié)。其操作根據(jù)一組傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行。在這里所述的示例實(shí)施方式中，所述 的傳感器組包括以下傳感器傳感器6，負(fù)責(zé)檢測(cè)工件A的位置；傳感器5，負(fù)責(zé)檢測(cè) 工件A沿Z軸進(jìn)給的速度；型面生成中的角位置則由8所示主單元檢測(cè)，其功能分別 包括主單元(8)和從傳感器(5)的功能。所述傳感器通常為光學(xué)傳感器，在6處為 TURK生產(chǎn)的BI2-EG08-APGX-H1341型，而在5處，則為絕對(duì)或增量式編碼器，如 LINDE AB - 6360/2 - 5 V 1000 PPR或ROD 420-5000X2 PPR等。
參考號(hào)7通常指一個(gè)處理單元，如線路控制器(可編程邏輯控制器，PLC)工業(yè)用 個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC),它將監(jiān)控裝有圖1所示裝置的系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
硬件卡4，與激光發(fā)生器l類似，由專用軟件控制和編程，軟件由單元7管理，其 上應(yīng)用控制軟件和操作員圖形界面(圖形用戶界面，即GUI)。
由圖2可以更明確地看出，該裝置還包含一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送系統(tǒng)9，用于工件A 的Z向進(jìn)給。方^更的是，所述系統(tǒng)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送帶系統(tǒng)構(gòu)成，輸送帶可以為 循環(huán)帶，其頂部分支一般沿水平方向延伸，起到輸送工件A的支路作用。
當(dāng)然，在仍屬于本技術(shù)解決方案范圍的條件下，輸送系統(tǒng)9可以采用不同于圖中所 示的類型，在此無(wú)須贅述。
同樣的圖2示出，掃描器3所在位置使激光束對(duì)處于預(yù)先確定的加工區(qū)10內(nèi)的工 件A進(jìn)行加工。在所述區(qū)域內(nèi)，通常配有用于清除一切加工碎屑或廢料的裝置(未示 出，但為已知類型，例如吸氣裝置)。
在加工區(qū)相對(duì)沿工件流方向軸線Z布置的情況下，支承甚至可能會(huì)缺失，而使被 加工工件/材料被滯留在相鄰兩個(gè)輸送帶之間的加工區(qū)內(nèi)發(fā)生延伸。
根據(jù)工作/加工窗口的大小，在加工中工件A的支承可以為固定或移動(dòng)式。例如， 在對(duì)加工速度和被加工工件幾何形狀有較高要求的場(chǎng)合下，工作窗口較寬，優(yōu)選采用 移動(dòng)式支承，例如圖2中示意表示的輸送機(jī)類型，或負(fù)壓滾筒，其表面上推薦采用中性 硅樹脂/合成材料進(jìn)行處理，厚度在0.5 iaM至5 或更厚，條件是該支承允許。在支 承表面以剛毛(合成或非合成材料)實(shí)施高密度加覆也是一種有效的替代方式。
在工作窗口窄和/或相對(duì)較窄的情況下，可以釆用與前文提及乃至闡述的表面具有 相同特性的固定表面，如果元件之間用于沿流向拖動(dòng)以及保證原材料和/或產(chǎn)品一致性 的跳動(dòng)允許，則在真空中進(jìn)行加工。
關(guān)于激光源1的特性，可以看出，在其他所有參數(shù)均相同的條件下，以9.6^M到 11.0 iiM之間的波長(zhǎng)工作可以獲得最佳的加工效果，優(yōu)選在9.6 ^M到10.6 (iM之間選才奪 波長(zhǎng)。10.2 pM目前是特別優(yōu)選的值。
市場(chǎng)上提供的符合這些波長(zhǎng)特性的激光源諸如PRC (美國(guó))、ROFIN-SINAR (德 國(guó))、TRUMPF (德國(guó))或LASERLINE (德國(guó))公司生產(chǎn)銷售的C02或YAG發(fā)生器產(chǎn)品。
盡管并不希望在這一點(diǎn)上受限于任何具體的理論，本申請(qǐng)人仍有理由認(rèn)為，采用 上述值所獲得的結(jié)果的品質(zhì)與通常用于生產(chǎn)所述衛(wèi)生產(chǎn)品的材料的特性在某種程度上 有關(guān)。所述產(chǎn)品與相應(yīng)的構(gòu)成材料一起確定了一種有明確規(guī)定的待加工工件類型。它 們通常為白色或至少大體為淺色的材料，外觀為半透明或乳白色，因此對(duì)可見光具有 高度的反射率。在這一點(diǎn)上，還應(yīng)另外指出，前迷波長(zhǎng)值僅對(duì)應(yīng)于處于遠(yuǎn)紅外范圍內(nèi) 的輻射。
特別地，光源1的選擇要能夠生成一個(gè)或多個(gè)直徑和波長(zhǎng)模式與對(duì)工件A要進(jìn)行的 加工類型(切削和/或焊接)相適應(yīng)的激光束。所述的工件通常在輸送系統(tǒng)9上運(yùn)動(dòng)，如 圖1和圖2所示，輸送系統(tǒng)9沿通常由Z標(biāo)注的軸、以從右向左的輸送方向工作。
通常，裝置布局中激光發(fā)生器l的位置和距離可以平行或垂直于Z軸上工件流動(dòng)的 方向。具體選擇可能取決于多種因素，如可用空間、要進(jìn)行的加工類型、偏轉(zhuǎn)單元3輸 入端上所需的光束大小等。除前述方面之外，還已證明采用多束激光源(可能有多個(gè)發(fā) 生器)在經(jīng)濟(jì)上更有利，即這樣能夠同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)光束，而對(duì)每條光束又可獨(dú)立處理。
在一種優(yōu)選方式中，激光輻射的傳輸在加壓管道上進(jìn)行，以防外界物質(zhì)的污染。 在光傳輸單元類似2所示的情況下(偏轉(zhuǎn)角例如為90。)，它們優(yōu)選為反射系統(tǒng)，加以 偏振并采用冷卻系統(tǒng)冷卻，以確保系統(tǒng)整體的熱穩(wěn)定性，通常溫度范圍在10。C到30°C 之間。在進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3之前，在激光輻射路徑上，可以加入輔助部件，如頭斧正透鏡和 /或?yàn)V光片，以減弱前述系統(tǒng)的光學(xué)缺陷。
通過(guò)偏轉(zhuǎn)單元3，激光束或光束被移動(dòng)、傳輸并會(huì)聚在工作區(qū)或加工窗口上，工作 區(qū)或加工窗口包含待加工工件和/或原材料的一部分或全部。
如前所述，偏轉(zhuǎn)單元或掃描器3和激光發(fā)生器1均為市場(chǎng)上可以購(gòu)得的部件，其選 型要滿足特定加工的需要(要進(jìn)行的加工的類型、待加工原材料的類型等)。
本申請(qǐng)人所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明，在其他所有參數(shù)(如來(lái)自發(fā)生器的射入光束的類型和 尺寸)相同的情況下，投射在工作表面(即工件A)上的輸出激光光斑的直徑具有特別 重要的意義。
光斑的直徑通常是前述物理量的函數(shù)，而掃描器3或稱偏轉(zhuǎn)單元的選擇則參照原材 料或待加工材料流動(dòng)的速度，以及待加工產(chǎn)品的尺寸。
同樣鑒于前文已解釋的理由，參照光源l所生成輻射的波長(zhǎng)，即對(duì)能量注入非常敏 感的原材料和/或被加工產(chǎn)品的物理和化學(xué)組成特性，確保激光加工的能量以足夠平衡 的方式進(jìn)行傳遞或傳輸就非常重要。
由于圖1中4所指的硬件，以及其對(duì)加工變量(如激光束功率、激光光斑瞬時(shí)速度 以及激光光斑自身尺寸)的實(shí)時(shí)控制作用，以上結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)。
速度和功率是沿所跟蹤的整條曲線逐點(diǎn)調(diào)節(jié)的，例如，以相隔20NS至50 的頻 度，根據(jù)由機(jī)械連接在加工裝置主單元8上的編碼器5和傳感器6給出的工件流動(dòng)速 度、位置和相位反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了更好地解釋本發(fā)明所述解決方案中速度和功率特性以及激光光斑尺寸等規(guī)定 的重要性，可以參照通常對(duì)金屬板進(jìn)行的焊接和/或切削加工。
當(dāng)采用常規(guī)技術(shù)(如覆蓋電弧式系統(tǒng))將兩塊金屬板焊接在一起時(shí)，電弧會(huì)使兩金 屬板和電極材料熔化。在熔池的加熱和冷卻步驟中，與焊縫相鄰的區(qū)域發(fā)生熱交換， 同時(shí)伴隨晶粒增大，其結(jié)果是材料變脆。實(shí)際上在這些情況下可能發(fā)現(xiàn)，并不一定在 焊縫本身處失效，而是在與焊縫相鄰處失效，這里即所謂的熱影響區(qū)(HAZ)。
在其他所有參數(shù)相同的情況下，熱影響區(qū)的寬度與焊接速度成反比，而焊接速度 又與熔池尺寸非正比相關(guān)，即熔池越大，焊接速度越低，熱影響區(qū)也越大。采用激光 技術(shù)對(duì)金屬板進(jìn)行焊接的速度更快，焊縫極小，因此熱影響區(qū)也較小。
類似地，照射在聚合材料(如制造大多數(shù)衛(wèi)生產(chǎn)品的材料)上的光斑實(shí)際上也應(yīng)盡 可能小，其目的也是縮小HAZ (通常為硬化和擴(kuò)大的邊緣)。
如前所述，發(fā)生器1與偏轉(zhuǎn)單元3之間的光束在不透明且加壓的管道中傳送，以防 止來(lái)自外界的任何污染，同時(shí)防止操作人員受到任何輻射和/或意外燒傷。
光束方向的任何改變均通過(guò)反射系統(tǒng)(如表面重疊和冷卻的銅鏡)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)發(fā)生 器相對(duì)偏轉(zhuǎn)單元3的位置，每個(gè)激光束有一個(gè)或多個(gè)反射系統(tǒng)。
如前所述，屬于本發(fā)明所述解決方案范疇內(nèi)的原材料和/或被加工產(chǎn)品對(duì)于能量注 入非常敏感，因?yàn)樗鼈兤毡橛伤芰喜牧现瞥?，或?yàn)楹铣苫驗(yàn)槠渌?，如PE、 PP、粘合樹 脂、纖維素等。它們經(jīng)常是極薄且厚度可變的膜，無(wú)論怎樣其厚度在10pM到 1000 μM之間。
被加工織物的厚度通常是多種材料結(jié)合在一起的結(jié)果。在此情況下，加工完成的 片的厚度可以在毫米量級(jí)。
對(duì)于切削，邊緣的質(zhì)量存在結(jié)構(gòu)劣化的風(fēng)險(xiǎn)(熔化、燃燒、硬化等)，且與被加工 型面的寬度乃至進(jìn)行加工的光斑尺寸有關(guān)，這往往會(huì)要求將直徑減至最小值。
典型情況下(優(yōu)選但非強(qiáng)制參照前述波長(zhǎng)值)，所述的直徑在50μM至2000 μM 之間，具體根據(jù)要進(jìn)行的切削或焊接加工確定。
典型情況下，對(duì)于切削加工，取值在50 μM至800 μM之間，優(yōu)選值在100 μM至 300 μM之間。
對(duì)于焊接加工，可以采用更寬的范圍，從100 到2000 μM,典型值在100 μM 到1000 μM之間，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所表述的要求相符。
圖3至圖6所示為輻照的圖象，并有可釆用的不同模式光源(OO模式、D模式或 Q模式)的相對(duì)能量分布圖。
特別地，圖3示出了 3種所述模式的輻照強(qiáng)度典型圖象I/I0,相對(duì)基準(zhǔn)值 I0 = 2P/3，141W2進(jìn)行正規(guī)化，其中P為總功率，W為"OO"模式的光束半徑乘以因數(shù) (1/E2 )。圖3橫坐標(biāo)的標(biāo)度表示相對(duì)因數(shù)W正規(guī)化之后的極坐標(biāo)R。
圖4至圖6為圖3中三個(gè)圖象的三維表達(dá)。
如前所述，給定特定的高斯曲線，對(duì)于切削加工，優(yōu)選00模式，因?yàn)樗谇€中 間區(qū)域具有較高的能量集中度。
另外兩種光束模式Q模式和D模式，由于其形狀具有非常寬的能量峰面，優(yōu)選用 于焊接加工。
在任何情況下，均優(yōu)選釆用偏轉(zhuǎn)單元3下的專用光學(xué)器件，它能夠減小和/或消除 光束的外周橢圓化缺陷，該缺陷由視差和/或球面象差和Z或透鏡原材料的質(zhì)量引起。這 些優(yōu)選的光學(xué)器件類型有SE (單透鏡)，可使畸變降低50%; DE (雙透鏡)，可將 誤差極限降為30%;以及TCE(三重透鏡)，可使誤差接近于0%。
如前所述，激光束在工件A上"尋跡"的功率和瞬時(shí)速度值由^f莫塊4進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制 和調(diào)相。如前所述，所述模塊能夠在加工中自行實(shí)時(shí)交互，以便憑借在裝置編程中在 預(yù)定時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)的能力，沿所尋跡的整條曲線即時(shí)地控制所涉及的變量。
對(duì)衛(wèi)生產(chǎn)品專用材料的加工不能改變材料本身的性質(zhì)。本發(fā)明所述的解決方案可 以實(shí)現(xiàn)這一效果，因?yàn)樗梢跃_地調(diào)節(jié)加工中所涉及的主要變量，如
激光束的功率P;
激光束相對(duì)被加工材料板的瞬時(shí)相對(duì)速度V; 加工光斑的瞬時(shí)直徑D。
例如，本申請(qǐng)人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，可以獲得具有良好品質(zhì)的切口 ，確保以下關(guān)系 得到驗(yàn)證
功率/光斑速度≥k
由此我們得到<formula>complex formula see original document page 19</formula>K值量綱為:<formula>complex formula see original document page 19</formula>
特別地，以25至1000 KJ/M2的K值可以獲得良好的切削結(jié)果，對(duì)于由分別基于聚 丙烯和聚乙烯的兩種材料的組合，優(yōu)選值在100至300 KJ/N^之間。
應(yīng)該指出，在K值定義中涉及的3個(gè)物理量均為變量，具體而言，速度和功率為因 變量，而光斑的直徑為自變量。
換言之，當(dāng)光束位于掃描器3工作窗口的中心時(shí)，光斑的直徑為最小值，而當(dāng)光束 轉(zhuǎn)向工作窗口邊緣時(shí)，其尺寸將增加。光斑尺寸的這種增加取決于以下情況當(dāng)光束 在中間區(qū)域工作時(shí)，它實(shí)際上是一個(gè)圓形，而當(dāng)它在工作區(qū)邊緣工作時(shí)，就變?yōu)橐粋€(gè) 橢圓，其小徑等于圓形光斑的直徑。在后一種情況下定義K的公式中須計(jì)入的D即為 橢圓的大徑。
顯然工作區(qū)的大小取決于所要獲得的產(chǎn)品的形狀，因此它不能被改變(自變量)。
為保持K值總大于實(shí)現(xiàn)可接受切削質(zhì)量所需的最小值，對(duì)功率和速度這兩個(gè)因變 量的調(diào)整將聯(lián)合或單獨(dú)進(jìn)行。為了能夠控制速度和功率，采用模塊4并以典型方式配置，以便
對(duì)應(yīng)1個(gè)工件的比率機(jī)械連接至加工的主單元上；編碼器的分辨率取決于加工速度和被 加工型面的復(fù)雜程度，通常每轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)在1000至10,000之間；
-按照工件沿Z軸流動(dòng)中定義的型面加工起始和結(jié)束來(lái)調(diào)整時(shí)鐘相位；這是通過(guò)主傳 感器(編碼器)8實(shí)現(xiàn)的，其位置要保證沿Z軸作用；
-將尋跡瞬時(shí)速度矢量的強(qiáng)度作為光斑尋跡曲線上位置的函數(shù)以及裝置的加速和減 速斜坡瞬變中工件A流動(dòng)速度的函H以此對(duì)其實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
-在曲線尋跡過(guò)程中即時(shí)調(diào)節(jié)光斑速度矢量橫向分量的強(qiáng)度和方向(該分量沿垂直于 工件進(jìn)給Z向的X軸定義)，以保證合成的瞬時(shí)切向速度適于確保所需的最小K值；前述速度調(diào)節(jié)還有另外的好處，即可以減小Z向的工作窗口，繼而減小由于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3 中光學(xué)會(huì)聚器件的視差和/或球面象差而造成的光束橢圓化結(jié)果；以及
-將切削/焊接用光斑的功率強(qiáng)度作為光斑尋跡曲線上位置的函數(shù)以及工件A流動(dòng)速 度的函數(shù)，以此對(duì)其實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而確保瞬時(shí)功率適于生成在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和裝置的加速 和減速斜坡瞬變期間均需要的最小K值。
功率調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)，即控制單元4對(duì)一個(gè)0-10-V模擬輸出模塊進(jìn)行處理，該模塊 可驅(qū)動(dòng)激光源，因?yàn)橛糜诳刂瓢l(fā)生器功率的卡可接受該模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
當(dāng)然，在不違背本發(fā)明原理的條件下，構(gòu)造和實(shí)施方式的具體情況可能與本發(fā)明 完全以非限制性示例說(shuō)明和圖示的內(nèi)容有很大差別，而又不超出所附權(quán)利要求中規(guī)定 的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)工件A進(jìn)行激光加工的方法，所述工件A選自衛(wèi)生產(chǎn)品與所述產(chǎn)品的部件，該激光加工涉及對(duì)所述工件以激光光斑進(jìn)行加工，其特征是所述激光光斑的直徑在50μm到2000μm之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法 的直徑在50 /am至800 f_im之間。
3 、 如權(quán)利要求2所述的方法 的直徑在100 至300 之間。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法 的直徑在100 fim至2000 |im之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法 的直徑在100 (am至1000 (im之間。
6、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述激光光斑的波長(zhǎng)在 9.6 (im至11.0 )im之間。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，所迷激光光斑的波長(zhǎng)在9.6 至10.6 之間選取，優(yōu)選為10.2pm。
8、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述激光光斑的光束模式 在00模式、D模式和Q模式三者中進(jìn)行選取。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光斑 的光束才莫式為OO才莫式。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光斑 的模式在D模式和Q模式二者中選取。
11、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作 以一個(gè)非平行激光束光源(1)生成所述激光光斑，以及以改變所述光源(1)與所述工件A之間光程的方式調(diào)節(jié)所述激光光斑的直徑。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，還包括以下操作 通過(guò)至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元(3 )對(duì)所述工件A施用所述激光光斑，以及,其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光斑 ,其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光斑 ,其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光斑 ,其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光斑以改變所述光源(1)與所述至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元(3)之間距離的方式調(diào)節(jié)所述激光 光斑的直徑。
13、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作 以一個(gè)激光束光源(1)生成所述激光光斑，以及 將所述激光束由所述光源(1 )經(jīng)壓力管道轉(zhuǎn)至所述工件A。
14、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作 以一個(gè)激光束光源(1 )生成所述激光光斑，以及將所述激光束由所述光源(1)經(jīng)至少一個(gè)反射系統(tǒng)(2)轉(zhuǎn)至所述工件A。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征是，還包括對(duì)所述反射系統(tǒng)(2)的冷卻操作。
16、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括在100 W至1000 W 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)所述激光光斑相應(yīng)功率的操作。
17、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括在所述激光光斑 與所述工件A之間形成(3, 9)掃描相對(duì)運(yùn)動(dòng)的操作。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，還包括以下操作將所述激光光斑的 相應(yīng)功率作為工件A的速度、光斑在其自身對(duì)所述工件A的掃描線上的瞬時(shí)位置這二 者中至少一個(gè)的函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)(4)。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，還包括以下操作保持激光光斑對(duì)所 述工件A的瞬時(shí)掃描速度基本恒定。
20、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，還包括以下操作通過(guò)所述工件以方 向z的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與所述激光光斑的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(3)的合成，形成(3, 9)所述的掃描相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至少有一個(gè)分量處于相對(duì)所述工件A的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向z的橫向 方向x。
21、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，還包括以下操作根據(jù)在所述掃描運(yùn) 動(dòng)中達(dá)到的位置，對(duì)所述激光光斑有選擇地保持其有效或停用。
22、如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作聯(lián)合調(diào) 節(jié)所述激光光斑的功率、所述激光光斑相對(duì)被加工工件A的瞬時(shí)相對(duì)速度以及加工用 激光光斑的瞬時(shí)直徑，以滿足以下關(guān)系其中P為所述激光光斑的功率；V為所述激光光斑相對(duì)被加工工件的瞬時(shí)相對(duì)速度；D為激光光斑的瞬時(shí)直徑；K為閾值。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其特征是，所述閾值K在25 kJ/n^至1000 kJ/m2 之間選取。
24、 如權(quán)利要求22所述的方法，其特征是，所述閾值K在100 kJ/n^至300 kJ/m2 之間選取。
25、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作通過(guò)特 定光學(xué)器件抵消所述激光光斑外周橢圓化的缺陷。
26、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作通過(guò)輸 送帶和/或滾筒元件支承所述工件A。
27、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作通過(guò)溫 度受控元件支承所述工件A。
28、 如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，還包括以下操作通過(guò)至 少一個(gè)涂有一層抗粘合材料的元件支承所述工件A，所述抗粘合材料如中性硅樹脂。
29、 一種對(duì)工件A進(jìn)行激光加工的裝置，所述工件A選自衛(wèi)生產(chǎn)品與所述產(chǎn)品的 部件，所述激光加工涉及對(duì)所述工件以激光光斑進(jìn)行加工，其特征是，所述裝置包括激 光束光源(1),該光源被配置(2, 3)為對(duì)所述工件A施用直徑在50fam至2000 pm 之間的激光光斑。
30、 如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光 斑的直徑在50 μm至800 μm之間。
31、 如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光 斑的直徑在100 μm至300 μm之間。
32、 如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光 斑的直徑在100 μm至2000 μm之間。
33、 如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光 斑的直徑在100 μm至2000 μm之間。
34、 如權(quán)利要求29至33中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述激光光斑的波長(zhǎng) 在9.6 μm至11.0 μm之間。
35、 如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征是，所述激光光斑的波長(zhǎng)在9.6 pm至 10.6 μm之間選取，優(yōu)選為10.2 μm。
36、 如權(quán)利要求29至35中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述激光光斑的光束 模式在00模式、D模式和Q模式三者中進(jìn)行選取。
37、 如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征是，所述加工為切削加工，且所述激光光 斑的光束模式為OO模式。
38、 如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征是，所述加工為焊接加工，且所述激光光 斑的模式在D模式和Q模式二者中選取。
39、 如權(quán)利要求29至38中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述光源(1)為非 平行激光束光源，且所述光源(1 )與所述工件A之間的光程可以變化，以調(diào)節(jié)所述激 光光斑的直徑。
40、 如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征是，還包含至少一個(gè)用于對(duì)所述工件A施 用所述激光光斑的偏轉(zhuǎn)單元(3),且所述光源(1)與所述至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元(3)之 間的距離可以變化，以調(diào)節(jié)所述激光光斑的直徑。
41、 如權(quán)利要求29至40中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括壓力管道， 用以將所述激光束由所述光源(1)轉(zhuǎn)至所述工件A。
42、 如權(quán)利要求29至41中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括至少一個(gè)反 射系統(tǒng)(2),用以將所述激光束由所述光源(1)轉(zhuǎn)至所述工件A。
43、 如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征是，所述反射系統(tǒng)(2 )帶有冷卻和/或偏振。
44、 如權(quán)利要求29至43中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述激光光斑的相應(yīng) 功率在100 W至1000 W范圍內(nèi)。
45、 如權(quán)利要求29至44中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括至少一個(gè)運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)(3， 9)，以便在所述激光光斑與所述工件A之間形成掃描運(yùn)動(dòng)。
46、 如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征是，還包括一個(gè)控制單元(4),所述控制 單元被配置為將所述激光光斑的相應(yīng)功率作為工件A的速度、光斑在其自身對(duì)所述 工件A的掃描線上的瞬時(shí)位置這二者中至少一個(gè)的函數(shù)進(jìn)行調(diào)整和/或調(diào)節(jié)。
47、 如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征是，還包括一個(gè)控制單元(4),所述控制 單元被配置為保持工件A的速度及光斑沿預(yù)定標(biāo)記周界的瞬時(shí)位置基本恒定，繼而 保持合成矢量的瞬時(shí)強(qiáng)度也基本恒定。
48、 如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征是，所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)輸送機(jī)(9)，用于以一個(gè)方向z生成所述工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；以及至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元(3)，用于調(diào)整或生成所述激光光斑的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(3),所述運(yùn) 動(dòng)至少有一個(gè)分量處于相對(duì)所述工件A進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向z的橫向方向x上。
49、 如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征是，還包括一個(gè)控制單元(4),所述控制 單元被配置為根據(jù)在所述掃描運(yùn)動(dòng)中達(dá)到的位置，有選擇地啟動(dòng)和/或停用所述激光 光斑。
50、 如前述權(quán)利要求29至49中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括一個(gè)控制 單元(4),所述控制單元被配置為聯(lián)合調(diào)節(jié)所述激光光斑的功率、所述激光光斑相 對(duì)被加工工件A的瞬時(shí)相對(duì)速度以及加工用激光光斑的瞬時(shí)直徑，以滿足以下關(guān)系其中P為所述激光光斑的功率;V為所述激光光斑相對(duì)被加工工件的瞬時(shí)相對(duì)速度；D為激光光斑的瞬時(shí)直徑；K為閾值。
51、 如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征是，所述閾值K在25 kJ/n^至1000 kJ/m2 之間選取。
52、 如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征是，所述閾值K在100kJ/m2至300kJ/m2 之間選取。
53、 如權(quán)利要求29至52中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括光學(xué)單元，用 于抵消所迷激光光斑外周橢圓化的缺陷。
54、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其特征是，所述光學(xué)單元在SE、 DE和TCE光學(xué) 器件三者中選擇。
55、 如權(quán)利要求29至54中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包含輸送帶和/或 滾筒元件，用于支承所述工件A。
56、 如前述權(quán)利要求29至55中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包含溫度受控 元件，用于支承所述工件A。
57、 如前述權(quán)利要求29至56中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包含至少一個(gè) 涂有一層抗粘合材料的元件，用于支承所述工件A,所述抗粘合材料如中性硅樹脂。
58、 一種對(duì)工件A進(jìn)行連續(xù)激光切削的方法，所述工件A選自衛(wèi)生產(chǎn)品與所述產(chǎn) 品的部件，所述激光切削涉及對(duì)所述工件以直徑在100 到300 |im之間的激光光斑進(jìn) 行加工，并在100 W至IOOOW范圍內(nèi)調(diào)節(jié)所述激光光斑相應(yīng)功率。
59、 如權(quán)利要求58所述的方法，其特征是，還包括以下操作聯(lián)合調(diào)節(jié)所述激光 光斑的功率、所述激光光斑相對(duì)被連續(xù)切削的工件A的瞬時(shí)相對(duì)速度以及激光光斑的 瞬時(shí)直徑，以滿足以下關(guān)系<formula>complex formula see original document page 7</formula>其中P為所述激光光斑的功率；V為所述激光光斑相對(duì)被加工工件的瞬時(shí)相對(duì)速度；D為激光光斑的瞬時(shí)直徑； K為閾值。
60、 如權(quán)利要求59所述的方法，其特征是，所述閾值K在25 kJ/n^至1000 kJ/m2 之間選耳又。
61、 如權(quán)利要求59所述的方法，其特征是，所述閾值K在100 kJ/n^至300 kJ/m2 之間選取。
62、 一種對(duì)工件A進(jìn)行連續(xù)激光切削的裝置，所述工件A選自衛(wèi)生產(chǎn)品與所述產(chǎn) 品的部件，所述激光切削涉及對(duì)所述工件以激光光斑進(jìn)行加工，其特征是，所述裝置包 括一個(gè)激光束光源(1),配置(2, 3)為以直徑在100pm至300 nm之間的激光光斑 施用于所述工件A，其中所述激光光斑的相應(yīng)功率在IOOW至IOOOW范圍內(nèi)。
63、 如權(quán)利要求62所述的裝置，其特征是，還包括一個(gè)控制單元(4)，所述控制 單元被配置為聯(lián)合調(diào)節(jié)所述激光光斑的功率、所述激光光斑相對(duì)被連續(xù)切削工件A 的瞬時(shí)相對(duì)速度以及激光光斑的瞬時(shí)直徑，以滿足以下關(guān)系<formula>complex formula see original document page 8</formula>其中P為所述激光光斑的功率；V為所述激光光斑相對(duì)被加工工件的瞬時(shí)相對(duì)速度；D為激光光斑的瞬時(shí)直徑；K為閾值。
64、 如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征是，所述閾值K在25kJ/m2至1000kJ/m2: 之間選取。
65、 如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征是，所述閾值K在100kJ/m2至300 kJ/m2: 之間選取。
全文摘要
一種對(duì)工件(A)、特別是衛(wèi)生產(chǎn)品與部件(A)中選擇的工件激光加工的裝置，包括激光源(1)，配置(2，3)為直徑50μm至2000μm激光光斑，用于(A)。激光波長(zhǎng)優(yōu)選9μm至11μm，光束模式在OO、D和Q模式選取。(1)發(fā)出非平行光，(1)與反射器(3)間的光程可變，調(diào)整激光直徑。為激光束轉(zhuǎn)向(A)，提供加壓管道，反射系統(tǒng)(2)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(3)。提供運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(3，9)，形成光斑與(A)間掃描運(yùn)動(dòng)；實(shí)時(shí)控制單元(4)，將光斑相應(yīng)功率作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度函數(shù)，調(diào)節(jié)(4)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選輸送機(jī)(9)，方向(z)輸送工件；至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元(3)，給光斑偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，至少一個(gè)分量在工件(A)進(jìn)給方向(z)為橫向的方向(x)。
文檔編號(hào)B23K26/06GK101203353SQ200680022519
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者保羅·帕斯夸洛尼, 塞拉菲諾·盧皮內(nèi)蒂 申請(qǐng)人:法麥凱尼柯設(shè)備有限責(zé)任公司