激光加工裝置及激光加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光加工裝置及激光加工方法，該激光加工裝置包括用于產(chǎn)生切割光束的切割激光發(fā)生器；用于對切割光束的射入待切割工件的位置進行調(diào)整的切割光束位置調(diào)節(jié)模塊；用于放置待切割工件的煙霧容器；用于收集切割時外漏的煙霧以及待切割工件的殘渣的回收模塊；以及用于控制切割光束位置調(diào)節(jié)模塊進行調(diào)節(jié)操作的工控機。本發(fā)明還提供一種激光加工方法，本發(fā)明的激光加工裝置及激光加工方法通過設(shè)置煙霧容器以及回收模塊增加了材料對激光的吸收率，提高了切割效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的激光加工裝置的生產(chǎn)成本較高或生產(chǎn)效率較低的技術(shù)問題。
【專利說明】激光加工裝置及激光加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，特別是涉及一種激光加工裝置及激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光精密加工范圍的不斷擴大，越來越多的材料可以使用激光進行精密加工。其中，對于一些如銅、銀、陶瓷等具有高反射性的材料，在進行激光切割時，由于該材料對激光的吸收率低，難以達到較高的切割速度及切割效果。
[0003]針對上述現(xiàn)象，現(xiàn)在通常采用的應對辦法是將深色油墨涂覆在待加工工件表面，再進行激光切割加工，提聞材料對激光的吸收率，從而提聞切割效率。但是，進行深色油墨涂覆操作需要加入相應的油墨清洗操作，這樣會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)成本，降低了產(chǎn)品的市場競爭力。
[0004]故，有必要提供一種激光加工裝置及激光加工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例的目的在于提供一種激光加工裝置及激光加工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的激光加工裝置的生產(chǎn)成本較高或生產(chǎn)效率較低的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0007]提供一種激光加工裝置，其包括:
[0008]切割激光發(fā)生器，用于產(chǎn)生切割光束；
[0009]切割光束位置調(diào)節(jié)模塊，用于對所述切割光束的射入所述待切割工件的位置進行調(diào)整；
[0010]煙霧容器，用于放置所述待切割工件，其中設(shè)置有覆蓋所述待切割工件的煙霧；
[0011]回收模塊，用于收集切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣；以及
[0012]工控機，用于控制所述切割光束位置調(diào)節(jié)模塊進行調(diào)節(jié)操作。
[0013]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述回收模塊包括:
[0014]氣嘴，用于噴射高壓氣體，所述高壓氣體的噴射方向約垂直于所述切割光束的入射方向；
[0015]氣體收集口，沿所述高壓氣體的噴射方向，設(shè)置在所述氣嘴的出口處，用于收集所述高壓氣體、所述切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣；以及
[0016]回收孔，由所述氣嘴和所述氣體收集口之間的間隙構(gòu)成，用于將所述切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣引導至所述氣體收集口中。
[0017]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述激光加工裝置還包括:
[0018]運動電機，用于移動所述回收模塊，使所述回收孔在所述待切割工件的切割面上的投影覆蓋所述待切割工件的切割面的切割區(qū)域。
[0019]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述回收模塊還包括:[0020]廢料收集器，用于收集所述氣體收集口中的所述待切割工件的殘渣，并將所述高壓氣體以及所述切割時外漏的煙霧返回至所述煙霧容器。
[0021]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述回收模塊還包括:
[0022]高壓氣體源，用于提供所述高壓氣體，所述高壓氣體源通過壓縮空氣氣閥與所述氣嘴連接。
[0023]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述煙霧容器包括:
[0024]進氣孔，用于輸入所述煙霧；以及
[0025]出氣孔，用于排出所述煙霧；
[0026]所述激光加工裝置還包括:
[0027]煙霧生成器，用于產(chǎn)生所述煙霧，所述煙霧生成器通過進煙電磁閥與所述進氣孔連接；以及
[0028]風機，用于排出所述煙霧，所述風機通過排煙電磁閥與所述出氣孔連接。
[0029]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述激光加工裝置還包括:
[0030]煙霧氣體回收管道，設(shè)置于所述風機和所述煙霧生成器之間，用于將所述風機收集到的煙霧返回至所述煙霧生成器。
[0031]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述煙霧容器還包括:
[0032]煙霧狀態(tài)探測器，用于檢測所述煙霧容器內(nèi)的煙霧濃度；
[0033]其中所述進煙電磁閥根據(jù)所述煙霧狀態(tài)探測器的信號進行開關(guān)操作，所述排煙電磁閥根據(jù)所述煙霧狀態(tài)探測器的信號進行開關(guān)操作。
[0034]在本發(fā)明所述的激光加工裝置中，所述煙霧容器包括:
[0035]透明玻璃蓋板，用于將所述切割光束引導至所述待切割工件上。
[0036]本發(fā)明還提供一種激光加工方法，用于激光加工裝置，其包括步驟:
[0037]在所述待切割工件表面覆蓋對切割光束具有吸收作用的煙霧；以及
[0038]所述切割光束通過所述煙霧在所述待切割工件的切割區(qū)域進行切割操作。
[0039]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的激光加工裝置及激光加工方法通過設(shè)置煙霧容器以及回收模塊增加了材料對激光的吸收率，提高了切割效率；解決了現(xiàn)有技術(shù)中的激光加工裝置的生產(chǎn)成本較高或生產(chǎn)效率較低的技術(shù)問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的回收模塊的氣流場分布圖；
[0042]圖3為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的回收模塊工作時的狀態(tài)示意圖；
[0043]圖4為本發(fā)明的激光加工方法的優(yōu)選實施例的流程圖；
[0044]其中，附圖標記說明如下:
[0045]100、激光加工裝置；
[0046]101、切割激光發(fā)生器；
[0047]102、切割光束位置調(diào)節(jié)模塊；
[0048]1021、擴束鏡；
[0049]1022、切割頭；[0050]1023、聚焦鏡；
[0051]1024、全反鏡；
[0052]103、煙霧容器；
[0053]1031、進氣孔；
[0054]1032、出氣孔；
[0055]1033、煙霧狀態(tài)探測器；
[0056]104、回收模塊；
[0057]1041、氣嘴；
[0058]1042、氣體收集口 ；
[0059]1043、回收孔；
[0060]1044、廢料收集器；
[0061]1045、高壓氣體源；
[0062]105、工控機；
[0063]106、運動電機；
[0064]107、煙霧生成器；
[0065]108、風機；
[0066]109、煙霧氣體回收管道；
[0067]110、待切割工件；
[0068]111、進煙電磁閥；
[0069]112、排煙電磁閥；
[0070]113、壓縮空氣氣閥。
【具體實施方式】
[0071]以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。
[0072]請參照圖1，圖1為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本優(yōu)選實施例的激光加工裝置100包括切割激光發(fā)生器101、切割光束位置調(diào)節(jié)模塊102、煙霧容器103、回收模塊104、工控機105、運動電機106、煙霧生成器107、風機108以及煙霧氣體回收管道109。
[0073]切割激光發(fā)生器101用于產(chǎn)生切割光束；切割光束位置調(diào)節(jié)模塊102用于對切割光束的射入待切割工件110的位置進行調(diào)整；煙霧容器103用于放置待切割工件110，其中設(shè)置有覆蓋待切割工件110的煙霧；回收模塊104用于收集切割時外漏的煙霧以及待切割工件的殘渣；工控機105用于控制切割光束位置調(diào)節(jié)模塊102進行調(diào)節(jié)操作；運動電機106用于移動回收模塊104，使回收模塊104的回收孔1043在待切割工件110的切割面上的投影覆蓋待切割工件110的切割面的切割區(qū)域；煙霧生成器107用于產(chǎn)生煙霧，其通過進煙電磁閥111與進氣孔1031連接；風機108用于排出煙霧，其通過排煙電磁閥112與出氣孔1032連接；煙霧氣體回收管道109設(shè)置在風機108和煙霧生成器107之間，用于將風機108收集到的煙霧返回至煙霧生成器107。
[0074]回收模塊104包括氣嘴1041、氣體收集口 1042、回收孔1043、廢料收集器1044以及高壓氣體源1045。氣嘴1041用于噴射高壓氣體，該高壓氣體的噴射方向約垂直于切割光束的入射方向；氣體收集口 1042沿高壓氣體的噴射方向，設(shè)置在氣嘴1041的出口處，用于收集高壓氣體、切割時外漏的煙霧以及待切割工件的殘渣；回收孔1043由氣嘴1041和氣體收集口 1042之間的間隙構(gòu)成，用于將切割時外漏的煙霧以及待切割工件的殘渣引導至氣體收集口 1042中；廢料收集器1044用于收集氣體收集口 1042中的待切割工件的殘渣，并將高壓氣體以及切割時外漏的煙霧返回至煙霧生成器107 ;高壓氣體源1045用于提供高壓氣體，該高壓氣體源1045通過壓縮空氣氣閥113與氣嘴1041連接。
[0075]煙霧容器103包括進氣孔1031、出氣孔1032、煙霧狀態(tài)探測器1033以及透明玻璃蓋板(圖中未示出，位于煙霧容器103的頂部)。進氣孔1031用于輸入煙霧；出氣孔1032用于排出煙霧；煙霧狀態(tài)探測器1033用于檢測煙霧容器103內(nèi)的煙霧濃度以及煙霧壓力；透明玻璃蓋板用于將切割光束引導至待切割工件上。其中進氣孔1031通過進煙電磁閥111與煙霧生成器107連接，出氣孔1032通過排煙電磁閥112與風機108連接，進煙電磁閥111根據(jù)煙霧狀態(tài)探測器1033的信號進行開關(guān)操作，排煙電磁閥112根據(jù)煙霧狀態(tài)探測器1033的信號進行開關(guān)操作。
[0076]切割光束位置調(diào)節(jié)模塊102包括擴束鏡1021、切割頭1022、聚焦鏡1023以及全反鏡1024。擴束鏡1021用于減小切割光束的發(fā)散角；切割頭1022用于根據(jù)工控機105的信號，對切割光束的射入待切割工件110的位置進行調(diào)整；聚焦鏡1023用于將切割光束聚焦在待切割工件HO的切割面的切割區(qū)域；全反鏡1024用于改變切割光束的射入方向。
[0077]本優(yōu)選實施例的激光加工裝置100使用時，首先將待切割工件110放置到煙霧容器103中，煙霧生成器107產(chǎn)生煙霧，并打開相應的進煙電磁閥111，通過煙霧容器103的進氣孔1031將產(chǎn)生煙霧輸入到煙霧容器103中，使煙霧容器103中的煙霧覆蓋該待切割工件110。這時切割激光發(fā)生器101可產(chǎn)生切割光束，并通過擴束鏡1021擴束，發(fā)散角減小，以提高切割光束的質(zhì)量；切割光束經(jīng)過工控機105控制的切割頭1022、聚焦鏡1023以及透明玻璃蓋板聚焦在待切割工件110的切割面的切割區(qū)域，對該待切割工件110進行切割加工。由于煙霧容器103中的煙霧可有效的增加對切割光束的吸收，從而充分利用了切割光束的能量，提高了切割效率。同時切割光束位置調(diào)節(jié)模塊102還包括全反鏡1024，通過全反鏡1024可調(diào)整切割光束的射入方向，更加便于切割激光發(fā)生器101和待切割工件110相對位置的設(shè)置。
[0078]在切割的同時，風機108通過排煙電磁閥112與煙霧容器103的出氣孔1032連接。煙霧容器103通過煙霧狀態(tài)探測器1033檢測煙霧容器103內(nèi)的煙霧濃度及煙霧壓力，并根據(jù)該煙霧濃度將多余的煙霧通過煙霧容器103的出氣孔1032排出或通過煙霧容器103的進氣孔1031輸入更多的煙霧，使得煙霧容器103內(nèi)的煙霧濃度以及壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，從而使得煙霧對激光的吸收更加穩(wěn)定，切割操作也更加穩(wěn)定。為了進一步提高煙霧的利用率，還可通過煙霧氣體回收管道109將風機108收集的煙霧返回至煙霧生成器107中再次使用。
[0079]同時在切割過程中，由于待切割工件110會產(chǎn)生殘渣，這時需要回收模塊104對切割時外漏的煙霧以及待切割工件的殘渣進行回收。請參照圖2和圖3，圖2為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的回收模塊的氣流場分布圖；圖3為本發(fā)明的激光加工裝置的優(yōu)選實施例的回收模塊工作時的狀態(tài)示意圖?；厥漳K104利用伯努利原理進行工作，伯努利原理是指在水流或氣流里，如果速度小，壓強就大，如果速度大，壓強就小。圖2中箭頭為高壓氣體的流動方向，其中A區(qū)域的氣體流動速度大，A區(qū)域的壓強較小，B區(qū)域的氣體流動速度小，B區(qū)域的壓強較大。因此在氣嘴1041和氣體收集口 1042中高壓氣體流動的作用下，高壓的B區(qū)域的氣體或其他物質(zhì)會被自動吸收到低壓的A區(qū)域來。
[0080]然后請參照圖3，圖3中的待切割工件110的切割面的切割區(qū)域位于圖2中的B區(qū)域內(nèi)，具體為通過運動電機106在工控機105的控制下移動回收模塊104，使回收模塊104的回收孔1043(即低壓的A區(qū)域)在待切割工件110的切割面上的投影覆蓋待切割工件110的切割面的切割區(qū)域。因此切割時產(chǎn)生的待切割工件110的殘渣以及切割時外漏的煙霧會自動吸收至低壓的A區(qū)域，同時氣嘴1041噴射的高壓氣體的噴射方向垂直于切割光束的入射方向(圖3中的箭頭C所示)，且氣體收集口 1042沿高壓氣體的噴射方向設(shè)置，因此切割產(chǎn)生的待切割工件110的殘渣以及切割時外漏的煙霧會隨著高壓氣體一起被吸入氣體收集口 1042中，實現(xiàn)了廢料的收集。
[0081]用戶可通過高壓氣體源1045以及壓縮空氣氣閥113控制氣嘴1041的工作狀態(tài)，且可通過廢料收集器1044收集待切割工件110的殘渣，并將收集的高壓氣體以及切割時外漏的煙霧返回至煙霧生成器107以再次利用。
[0082]本發(fā)明還提供一種激光加工方法，請參照圖4，圖4為本發(fā)明的激光加工方法的優(yōu)選實施例的流程圖。該激光加工方法用于激光加工裝置，該激光加工裝置包括用于產(chǎn)生切割光束的切割激光發(fā)生器以及用于放置待切割工件，其中設(shè)置有覆蓋待切割工件的煙霧的煙霧容器；該激光加工方法包括:
[0083]步驟S401，在待切割工件表面覆蓋對切割光束具有吸收作用的煙霧；
[0084]步驟S402，切割光束通過煙霧在待切割工件的切割區(qū)域進行切割操作；
[0085]本優(yōu)選實施例的激光加工方法結(jié)束于步驟S402。
[0086]本優(yōu)選實施例的激光加工方法的具體加工過程與上述的激光加工裝置的優(yōu)選實施例中的描述相同，具體請參見上述激光加工裝置的優(yōu)選實施例中的相關(guān)描述。
[0087]本發(fā)明的激光加工裝置及激光加工方法通過控制煙霧容器內(nèi)的煙霧濃度以及切割光束的入射強度，對切割光束的能量進行了充分利用；即可在不損失激光能量的基礎(chǔ)上，對待切割工件進行加工。同時采用回收模塊對切割操作產(chǎn)生了廢料進行了充分的回收以及再利用，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。故本發(fā)明的激光加工裝置通過設(shè)置煙霧容器以及回收模塊增加了材料對激光的吸收率，提高了切割效率；解決了現(xiàn)有技術(shù)中的激光加工裝置的生產(chǎn)成本較高或生產(chǎn)效率較低的技術(shù)問題。
[0088]綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種激光加工裝置，其特征在于，包括: 切割激光發(fā)生器，用于產(chǎn)生切割光束； 切割光束位置調(diào)節(jié)模塊，用于對所述切割光束的射入所述待切割工件的位置進行調(diào)整； 煙霧容器，用于放置所述待切割工件，其中設(shè)置有覆蓋所述待切割工件的煙霧；以及 工控機，用于控制所述切割光束位置調(diào)節(jié)模塊進行調(diào)節(jié)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，所述激光加工裝置還包括: 回收模塊，用于收集切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于，所述回收模塊包括: 氣嘴，用于噴射高壓氣體，所述高壓氣體的噴射方向約垂直于所述切割光束的入射方向； 氣體收集口，沿所述高壓氣體的噴射方向，設(shè)置在所述氣嘴的出口處，用于收集所述高壓氣體、所述切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣；以及 回收孔，由所述氣嘴和所述氣體收集口之間的間隙構(gòu)成，用于將所述切割時外漏的煙霧以及所述待切割工件的殘渣引導至所述氣體收集口中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，所述激光加工裝置還包括: 運動電機，用于移動所述回收模塊，使所述回收孔在所述待切割工件的切割面上的投影覆蓋所述待切割工件的切割面的切割區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，所述回收模塊還包括: 廢料收集器，用于收集所述氣體收集口中的所述待切割工件的殘渣，并將所述高壓氣體以及所述切割時外漏的煙霧返回至所述煙霧容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，所述回收模塊還包括: 高壓氣體源，用于提供所述高壓氣體，所述高壓氣體源通過壓縮空氣氣閥與所述氣嘴連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，所述煙霧容器包括: 進氣孔，用于輸入所述煙霧；以及 出氣孔，用于排出所述煙霧； 所述激光加工裝置還包括: 煙霧生成器，用于產(chǎn)生所述煙霧，所述煙霧生成器通過進煙電磁閥與所述進氣孔連接；以及 風機，用于排出所述煙霧，所述風機通過排煙電磁閥與所述出氣孔連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工裝置，其特征在于，所述激光加工裝置還包括: 煙霧氣體回收管道，設(shè)置于所述風機和所述煙霧生成器之間，用于將所述風機收集到的煙霧返回至所述煙霧生成器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工裝置，其特征在于，所述煙霧容器還包括: 煙霧狀態(tài)探測器，用于檢測所述煙霧容器內(nèi)的煙霧濃度以及煙霧壓力 其中所述進煙電磁閥根據(jù)所述煙霧狀態(tài)探測器的信號進行開關(guān)操作，所述排煙電磁閥根據(jù)所述煙霧狀態(tài)探測器的信號進行開關(guān)操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，所述煙霧容器包括:透明玻璃蓋板，用于將所述切割光束引導至所述待切割工件上。
11.一種激光加工方法，用于激光加工裝置，其特征在于，包括步驟: 在所述待切割工件表面覆蓋對切割光束具有吸收作用的煙霧；以及所述切割光束通過所述煙霧在所述待切割工件的切割區(qū)域進行切割操作。
【文檔編號】B23K26/70GK103706952SQ201310683881
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】李喜露, 肖磊, 褚志鵬, 楊錦彬, 寧艷華, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司