采用激光加工孔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光加工方法，尤其涉及一種采用激光加工孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常需要于板材上加工小孔，如直徑小于I毫米的圓孔。目前加工小孔一般采用三種方式:一種是采用CNC(computer numerical control)進(jìn)行加工，CNC需要利用銑刀等刀具切割板材來實(shí)現(xiàn)加工，其加工速度較慢且容易造成刀具磨損。另一種方式是于金屬板上進(jìn)行化學(xué)腐蝕進(jìn)行加工，然而，化學(xué)腐蝕對(duì)環(huán)境污染很大，而且化學(xué)腐蝕不能加工對(duì)抗化學(xué)腐蝕的金屬。第三種方式是采用激光加工。然而，由于激光加工中激光切割產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)全部地被激光頭噴射的氣體帶走，導(dǎo)致殘余熱量不斷累積，使待加工金屬板材變形，因而板材上變形處的小孔在圓度及斷面效果差，例如毛刺多，甚至毛刺會(huì)堵塞小孔，或者切割斷面粗不夠光滑，進(jìn)而影響加工良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提供一種加工良率較高的采用激光加工孔的方法。
[0004]—種采用激光加工孔的方法，包括以下步驟:
[0005]使激光切割頭與待加工材料上的第一定位點(diǎn)間隔一預(yù)設(shè)的加工距離，聚焦激光于所述第一定位點(diǎn)，以于所述待加工材料上形成第一起點(diǎn)孔；
[0006]所述激光切割頭控制激光從所述第一起點(diǎn)孔開始沿待加工軌跡線移動(dòng)并終止于所述第一起點(diǎn)孔，以在所述待加工材料上形成第一切割孔;在形成所述第一切割孔的過程中，所述激光切割頭的移動(dòng)軌跡處于同一平面內(nèi)，且所述平面與所述第一定位點(diǎn)之間的距離等于所述加工距離；
[0007]使所述激光切割頭與所述待加工材料上不同于所述第一定位點(diǎn)的第二定位點(diǎn)間隔所述加工距離，聚焦激光于所述第二定位點(diǎn)，以于所述待加工材料上形成第二起點(diǎn)孔；以及
[0008]所述激光切割頭控制激光從所述第二起點(diǎn)孔開始沿待加工軌跡線移動(dòng)并終止于所述第二起點(diǎn)孔，以在所述待加工材料上形成第二切割孔;在形成所述第二切割孔的過程中，所述激光切割頭的移動(dòng)軌跡處于同一平面內(nèi)，且所述平面與所述第二定位點(diǎn)之間的距離等于所述加工距離。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加工距離為0.5毫米。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一切割孔與所述第二切割孔均為圓孔，所述第一切割孔及所述第二切割孔的直徑均小于或等于I毫米。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，聚焦激光于所述第一定位點(diǎn)的步驟之前，所述方法還包括:于待加工材料表面上繪制待加工軌跡線，所述待加工軌跡線經(jīng)過所述第一定位點(diǎn)。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光切割頭上具有噴嘴，在所述激光切割頭切割所述待加工材料時(shí)，所述噴嘴噴出高壓氣體以冷卻所述待加工材料。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光切割頭還包括隨動(dòng)組件，所述隨動(dòng)組件包括連接于所述噴嘴上的隨動(dòng)傳感器以及與所述隨動(dòng)傳感器電性連接的隨動(dòng)控制器，于所述待加工材料上形成所述第一起點(diǎn)孔之前，所述隨動(dòng)傳感器感測(cè)所述激光切割頭與所述第一定位點(diǎn)之間的距離信息并將所述距離信息傳輸至所述隨動(dòng)控制器，所述隨動(dòng)控制器根據(jù)所述距離信息控制激光氣割頭朝向或者遠(yuǎn)離所述待加工材料移動(dòng)，以使所述噴嘴與所述第一定位點(diǎn)之間的距離等于所述加工距離。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噴嘴的噴出口徑為0.5?1.5毫米。
[0015]上述激光切割頭加工兩個(gè)起點(diǎn)孔時(shí)，由于激光切割頭與待加工材料之間的加工距離相等，進(jìn)而可以防止切割孔達(dá)到一定數(shù)量后，由于待加工材料的嚴(yán)重變形而導(dǎo)致加工出不良品的問題，提高了加工良率。而在加工兩個(gè)切割孔時(shí)，激光切割頭與待加工材料之間的距離不進(jìn)行調(diào)整，從而可以防止了激光切割頭在加工切割孔的過程中因調(diào)整距離而上下移動(dòng)，提高了加工效率，也避免激光切割頭在上下移動(dòng)過程中因碰撞到毛刺而造成的加工不良。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實(shí)施例的激光切割頭的立體示意圖；
[0017]圖2為圖1所示激光切割頭的另一視角的立體示意圖；
[0018]圖3為一實(shí)施例的采用激光加工孔的方法的步驟流程圖；
[0019]圖4為待加工材料的局部的平面示意圖；以及
[0020]圖5為一實(shí)施例的激光切割頭加工孔時(shí)的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
[0022]請(qǐng)參閱圖1及圖2，一實(shí)施例的采用激光加工孔的方法，其采用的激光切割頭100包括激光接頭10、準(zhǔn)直鏡座20、聚焦鏡座30、保護(hù)鏡座50、噴嘴60、氣管接頭70、隨動(dòng)組件80以及聚焦調(diào)節(jié)組件90。激光接頭10、準(zhǔn)直鏡座20、聚焦鏡座30、保護(hù)鏡座50、噴嘴60依次連接，氣管接頭70設(shè)置于準(zhǔn)直鏡座20、聚焦鏡座30及保護(hù)鏡座50的一側(cè)并與噴嘴60連通，隨動(dòng)組件80連接于聚焦鏡座30上，用于在切割過程中控制噴嘴60與待加工材料200保持恒定的距離，例如0.5毫米。聚焦調(diào)節(jié)組件90設(shè)置于聚焦鏡座30上。
[0023]具體地，激光接頭10用于與光纖激光器接頭相連以導(dǎo)入激光。準(zhǔn)直鏡座20內(nèi)裝設(shè)有準(zhǔn)直鏡(圖未示)，準(zhǔn)直鏡用于把導(dǎo)入的發(fā)散、小直徑激光束，準(zhǔn)直放大成平行、大直徑激光束。聚焦鏡座30內(nèi)裝設(shè)有聚焦鏡(圖未示)。保護(hù)鏡座50活動(dòng)地設(shè)置于聚焦鏡座30的一端，其內(nèi)裝設(shè)有保護(hù)鏡(圖未示)。保護(hù)鏡座50—側(cè)還設(shè)置有兩個(gè)把手51，用于移動(dòng)保護(hù)鏡座50以方便檢測(cè)/更換保護(hù)鏡。噴嘴60處于激光氣割頭100的端部并與聚焦鏡座30連接。噴嘴60上套設(shè)有絕緣環(huán)61。噴嘴60可引導(dǎo)高壓氣體噴射至帶切割材料上。在本實(shí)施方式中，噴嘴60采用紫銅材料制成，絕緣環(huán)61為陶瓷材料制成。氣管接頭70與外接氣管連接，用于引導(dǎo)氣體進(jìn)入噴嘴60。在本實(shí)施方式中，氣管接頭70為高壓氣管接頭，用于與外接高壓氣管連接，將高壓氣流導(dǎo)入激光切割頭100內(nèi)。
[0024]隨動(dòng)組件80包括隨動(dòng)傳感器81以及隨動(dòng)控制器(圖未示)。隨動(dòng)傳感器81固定設(shè)置于聚焦鏡座30上，用于感測(cè)激光氣割頭100與待氣割材料的距離。隨動(dòng)控制器與隨動(dòng)傳感器81電性連接。在本實(shí)施方式中，隨動(dòng)控制器與隨動(dòng)傳感器81通過電纜相連，可向隨動(dòng)傳感器81傳遞0-10伏電壓。以控制激光切割頭100。
[0025]聚焦調(diào)節(jié)組件90用于調(diào)節(jié)聚焦鏡在激光切割頭10中的位置。聚焦調(diào)節(jié)組件90包括刻度盤91、第一緊固件93、第二緊固件95以及兩個(gè)刻度盤緊固件97?？潭缺P91裝設(shè)于聚焦鏡座30上并與聚焦鏡連接，刻度盤91旋轉(zhuǎn)時(shí)可驅(qū)動(dòng)聚焦鏡相對(duì)激光氣割頭10沿光軸方向移動(dòng)。在本實(shí)施方式，刻度盤91可以調(diào)節(jié)聚焦鏡的行程為8毫米，在本文中以刻度盤91上的“O”刻度代表聚焦鏡的常用位置，刻度盤91對(duì)聚焦鏡的調(diào)整范圍為+3毫米至-5毫米，即聚焦鏡朝遠(yuǎn)離準(zhǔn)直鏡的方向移動(dòng)3毫米的位置至聚焦鏡朝準(zhǔn)直鏡的方向移動(dòng)5毫米的位置。第一緊固件93設(shè)置于刻度盤91的中心，并將刻度盤91固定于聚焦鏡座30上。第二緊固件95鄰近第一緊固件93設(shè)置于刻度盤91上，并固定刻度盤91。兩個(gè)刻度盤緊固件97分別穿設(shè)于刻度盤91的兩側(cè)，用于固定刻度盤91。
[0026]請(qǐng)一并參閱圖3至圖5，一實(shí)施例的采用激光加工孔的方法，包括以下步驟:
[0027]在步驟SlOl中，使激光切割頭100與待加工材料200上的第一定位點(diǎn)201間隔一預(yù)設(shè)的加工距離L，聚焦激光于第一定位點(diǎn)201，以于待加工材料200上形成第一起點(diǎn)孔202。
[0028]所述預(yù)設(shè)的加工距離L可以設(shè)定均為0.5毫米，即激光切割頭100的噴嘴60與待加工材料200表面保持0.5毫米的距離。具體地，待加工材料200可為金屬圓管，當(dāng)待加工材料200因表面不平整或者因多次加工后受熱變形產(chǎn)生翹曲等造成噴嘴60與待加工材料200表面的距離大于或者小于0.5毫米時(shí)，隨動(dòng)傳感器81感測(cè)二者之間的距離信息并將所述距離信息傳輸至隨動(dòng)控制器，隨動(dòng)控制器根據(jù)所述距離信息控制激光氣割頭100朝向或者遠(yuǎn)離待加工材料200移動(dòng)，以調(diào)整噴嘴60與待加工材料200表面上第一定位點(diǎn)201之間的距離?？梢岳斫?，所述預(yù)設(shè)的加工距離L可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，例如0.3毫米，0.8毫米等。
[0029]在步驟S102中，激光切割頭100控制激光從第一起點(diǎn)孔202開始沿待加工軌跡線移動(dòng)并終止于第一起點(diǎn)孔202，以在待加工材料200上形成第一切割孔203;在形成第一切割孔203的過程中，激光切割頭100的移動(dòng)軌跡處于同一平面