智能型激光加工系统及其加工方法与流程

文档序号:12607376阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种智能型激光加工系统,包括:

激光加工装置,所述激光加工装置包括CCD摄像头、运动平台、用以夹持加工件的夹具、光学模组、自动化硬件和激光器;

工艺加工控制器,包括用以控制所述CCD摄像头的视觉系统控制器、用以控制所述运动平台/夹具/光学模组的运动控制器、用以控制自动化硬件的加工件/材料处理控制器、以及用以控制所述激光器的激光控制器;

工作站控制器,包括用以产生协调工艺加工的各个子系统的指令算法的工艺产生与编辑器,以及用以存储所述各个子系统的专有参数设置的智能加工数据库;

工艺数据存储器,所述工艺数据存储器包括基于所述智能加工数据库建立的加工工艺程序库;以及

图形用户接口,便于操作者以与所述工作站控制器同步或者独立的方式控制所述激光加工装置,并且能调用所述加工工艺程序库中的加工工艺程序。

2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述加工件为包括玻璃、晶体、陶瓷或层压板在内的脆性材料。

3.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述激光器包括超短脉冲激光器,其参数包括:波长为紫外200nm-300nm,可见光500nm-600nm,近红外900nm-1100nm;脉冲宽度为0.2ps-10ps;重复频率为≥10kHz;单脉冲能量为0.5μJ-100μJ。

4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述激光器还包括用作辅助激光器的二氧化碳激光器或一氧化碳激光器,其参数包括:波长为9000nm-11000nm,4000nm-6000nm;平均功率为≥5W。

5.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述加工工艺包括对所述加工件的周边切割、边缘倒角和切/钻孔。

6.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述图形用户接口配置成 接收所述加工件包括大小和形状、材料特定类型和厚度在内的参数输入。

7.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述图形用户接口配置成对所述加工件进行包括加工路径的编辑与修改、加工工艺参数的编辑与修改和加工作业的存储在内的参数编辑。

8.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述图形用户接口配置成对所述系统进行包括加工件的多方位可视化、系统状态的实时监控、实时加工路径的可视化和加工件的CAM可视化在内的系统实时监控。

9.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述工艺产生与编辑器配置成产生包括刀具轨迹、激光设置、激光触发设置、光学模块选择、激光扫描算法和夹具控制与驱动在内的可执行指令。

10.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述智能加个数据库存储的参数设置包括脆性材料种类、刀具轨迹、激光设置、激光触发设置、光学模块选择、激光扫描算法和夹具控制与驱动。

11.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述工作站控制器通过硬件I/O触发信号控制所述激光控制器、视觉系统控制器、运动控制器以及加工件/材料处理控制器的驱动。

12.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述加工件/材料处理控制器配置成对所述加工件进行包括上料、下料、夹具控制和废料处理在内的自动化处理。

13.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述激光器通过独立的应用程式界面与所述工艺加工控制器互动。

14.一种智能型激光加工系统的操作系统,包括;

工作站控制器,包括用以产生协调工艺加工的各个子系统的指令算法的工艺产生与编辑器,以及用以存储所述各个子系统的专有参数设置的智能加工数据库;

工艺数据存储器,所述工艺数据存储器包括基于激光加工工艺参数数据库建立的加工工艺程序库;以及

图形用户接口,便于操作者以与所述工作站控制器同步或者独立的方式控制激光加工装置,并且能调用所述加工工艺程序库中的加工工艺程序。

15.一种智能型激光加工方法,包括以下步骤:

a.通过图形用户接口从数据库中根据输入的特定全局参数选择一加工工艺程序;

b.判断该加工工艺程序是否存在于一激光加工工艺程序库中;

c.当判断该加工工艺程序未存在于所述激光加工工艺程序库时,向系统提交新的加工工艺开发要求,并在新的加工工艺开发完成之后,将该加工工艺程序的所有数据备份并添加到所述激光加工工艺程序库中以创建一个新的加工工艺程序库;

d.当判断该加工工艺程序已存在于所述激光加工工艺程序库时,则自动从所述加工工艺程序库中加载能在激光加工系统上直接运行的指令程序;

e.安装用以夹持加工件的夹具,并按照所述激光加工工艺程序的加工指令自动执行激光加工工序;

f.将与该激光加工工序相关的所有数据备份在数据库中。

16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤c中创建新的加工工艺程序库的步骤包括:

c1.获得待加工的毛坯件和激光加工件的CAD文件以及毛坯件;

c2.当判断该CAD文件和毛坯件不符合各自的设计规则时,对其进行修改,或者,当判断该CAD文件和毛坯件符合各自的设计规则时,通过第三方的CAM软件生成G代码的机器可运行指令,并对夹具进行开发和优化;

c3.当判断所述开发和优化的夹具不符合其设计规则时,对夹具作进一步的优化,或者,当判断所述开发和优化的夹具符合其设计规则时,对加工工艺进行优化;

c4.当判断优化后的加工工艺不符合客户要求时,对所述加工工艺作进一步的优化,或者,当判断优化后的加工工艺符合客户要求时,对已符合客户要求的加工工艺进行鉴定和初步验收测试,并将该符合客户要求的加 工工艺参数备份在数据库中。

17.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步骤e还包括对所述加工件执行上料和下料的自动化操作的步骤。

18.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步骤e还包括在所述加工工序执行视觉控制和加工件校准的步骤。

19.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步骤e还包括在所述加工工序执行多轴联动运动控制以实施二维及三维加工工艺流程控制的步骤。

20.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步骤e还包括在所述加工工序执行废料自动化处理的步骤。

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