一种基于激光角度控制的激光切割装置及快速切割方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115351439A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202211294738.4(22)申请日2022.10.21(71)申请人广东宏石激光技术股份有限公司地址528311广东省佛山市顺德区北滘镇顺江社区工业园安业路4号(72)发明人李若涛常勇(74)专利代理机构广州圣理华知识产权代理有限公司44302专利代理师张凯(51)Int.Cl.B23K26/38(2014.01)B23K26/064(2014.01)B23K26/082(2014.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称一种基于激光角度控制的激光切割装置及快速切割方法(57)摘要本发明属于激光切割设备技术领域，公开了一种基于激光角度控制的激光切割装置及快速切割方法。该装置包括：激光器、可调反射镜、聚焦镜和摆动调节装置；所述激光器用于发射激光束；所述可调反射镜用于反射所述激光束；所述聚焦镜置于所述可调反射镜的下方，经所述可调反射镜反射的激光束进入所述聚焦镜后在所述聚焦镜下方的待加工工件上形成光斑；所述摆动调节装置用于控制所述可调反射镜的转向和摆动，通过反射镜片转向改变反射激光束的角度。本发明通过摆动切割在不提升功率和不改变聚焦镜配比的情况下，提升材料对激光光的吸收率和把最小的焦点位置放在待加工工件材料表面来实现最小割缝，进而来提升切割速度。CN115351439ACN115351439A权利要求书1/2页1.一种基于激光角度控制的激光切割装置，其特征在于，包括：激光器，所述激光器用于发射激光束；可调反射镜，所述可调反射镜用于反射所述激光束；聚焦镜，所述聚焦镜置于所述可调反射镜的下方，经所述可调反射镜反射的激光束进入所述聚焦镜后在所述聚焦镜下方的待加工工件上形成光斑；摆动调节装置，所述摆动调节装置用于控制所述可调反射镜的转向和摆动，通过反射镜片转向改变反射激光束的角度，以使反射激光束经过所述聚焦镜后形成的光斑在所述待加工工件上摆动完成对所述待加工工件的摆动切割；所述激光切割装置进行摆动切割的过程中，根据可调反射镜的摆动计算反射激光束摆动的角度和摆动振幅，在一个摆动振幅范围内，沿切割方向所述聚焦激光束通过摆动在所述待加工工件上形成切割面，并使所述聚焦激光束与所述切割面形成切割峰角θ，通过切割峰角θ以改变激光吸收率；沿切割方向，激光切割装置边摆动边切割，根据聚焦激光束的摆动振幅和周期内反馈的切割速度分别计算切割峰角和切割过程中的激光吸收率；通过计算的切割峰角和激光吸收率的数值，得出切割峰角和激光吸收率的关系，并对切割峰角和激光吸收率进行寻优；针对不同厚度的待加工工件，确认可调反射镜最优的摆动振幅和该摆动振幅下形成的最优切割峰角，以使切割速度达到最大值。2.根据权利要求1所述的基于激光角度控制的激光切割装置，其特征在于，还包括X轴镜片和Y轴镜片，所述X轴镜片和Y轴镜片为可调式振镜，所述X轴镜片和Y轴镜片均连接有振镜电机，所述X轴镜片和Y轴镜片置于所述激光器和所述可调反射镜之间，所述激光器发射的激光束依次经过所述X轴镜片和Y轴镜片照射至所述可调反射镜上。3.根据权利要求1或2所述的基于激光角度控制的激光切割装置，其特征在于，所述摆动调节装置包括振动电机，通过控制所述振动电机的振幅和频率来控制所述可调反射镜摆动角度和频率，以使反射激光束经过所述聚焦镜后形成的聚焦激光束完成摆动振幅和摆动频率的调节。4.一种基于激光角度控制的快速切割方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1.进行驱动器数据交互获取激光切割装置和待加工工件的数据，根据待加工工件的厚度数据，设置激光切割装置中的摆动调节装置的振幅和频率；步骤S2.启动激光切割头的激光器以使激光器发射激光束，并通过摆动调节装置控制可调反射镜的转向和摆动，以使反射激光束经过聚焦镜后形成的聚焦激光束完成摆动振幅和摆动频率的调节，所述聚焦激光束在待加工工件上形成的光斑在所述待加工工件上摆动以完成对所述待加工工件的摆动切割；步骤S3.所述激光切割装置进行摆动切割的过程中，根据可调反射镜的摆动计算反射激光束摆动的角度和摆动振幅，在一个摆动振幅范围内，沿切割方向所述聚焦激光束通过摆动在所述待加工工件上形成切割面，并使所述聚焦激光束与所述切割面形成切割峰角θ，通过切割峰角θ以改变激光吸收率；步骤S4.沿切割方向，激光切割装置边摆动边切割，根据聚焦激光束的摆动振幅和周期内反馈的切割速度分别计算切割峰角和切割过程中的激光吸收率；步骤S5.通过步骤S4计算的切割峰角和激光吸收率的数值，得出切割峰角和激光吸收率的关系，并对切割峰角和激光吸收率进行寻优；2CN115351439A权利要求书2/2页步骤S6.针对不同厚度的待加工工件，确认可调反射镜最优的摆动振幅和该摆动