一种可自适应切割的激光切割机及采用其进行激光切割的方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可自适应切割的激光切割机，更具体地说是涉及一种切割柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片的激光切割机。
[0002]【背景领域】
[0003]激光切割机是一种从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。激光刀头的机械部分与工件无接触，在工作中不会对工件表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄(0.1mm?0.3mm);切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。
[0004]现有的切割柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片的激光切割存在以下缺陷:切割宽度较大，特别是对众多复杂的、具随意性的柔性电路来说，这个宽度太大了，此类宽切口会导致:降低安装密度，或者减少每块板上的电路安装。而且在加工时，产生的施加到加工材料上面的应力造成严重烧焦和变形，应力产生的后果是，有效切口宽度延长到120 μ m，造成切口不均匀且质量不良。而且切割成品率低，工作效率低，加工时间长。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单，自动化程序高，成本低，加工方便快捷，加工时间短，减少人工，降低成本的柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片激光切割机。
[0006]本发明的另一目的还在于提供一种切割成品率高，工作效率高，加工时间短，自动化程序高，减少人工，降低成本的柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片激光切割的方法。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
[0008]—种可自适应切割的激光切割机，其特征在于其包括紫外激光器1，所述的紫外激光器1连接有扩束镜2，所述的扩束镜2连接有可对工作平台100上的工件进行切割的振镜3，振镜3连接有场镜4，所述振镜3的旁边还设有CCD对位观察系统5，所述的CCD对位观察系统5与电脑6连接，所述的紫外激光器1与工作平台100之间还通过一激光控制卡7连接，振镜3与激光控制卡7连接，所述的控制卡6与电脑5连接，工作平台100通过运动控制卡8与电脑5连接。
[0009]如上所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述的CCD对位观察系统的摄像头为旁轴设置。
[0010]如上所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述的CCD对位观察系统的视觉识别精度30 μ m，范围20mm*30mm，激光波长355nm，加工线宽< 25 μ mD
[0011]如上所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述振镜的最大入射的光斑直径为10mm，扫描角度为0.25rad-0.40rad，非线性度3.5mrad，常规追踪误差时间
0.16ms，重复定位精度<20urad，增益漂移<50ppm/k，零点漂移<15urad/k，8小时工作漂移<0.3mrad，标记速度2m/s，定位速度10m/s，镜片反射波长355nm。
[0012]如上所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述工作平台为XY运动平台，工件为柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片。
[0013]—种利用权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机进行激光切割的方法，其步骤有:
[0014]①、紫外激光器发出直径0.7mm的光斑；
[0015]②、激光进入扩束镜，扩束镜对入射光斑进行准直，
[0016]③、经上述步骤准直后的激光，进入振镜，振镜内由两个电机带动两个反射镜高速摆动，控制入射光速的出射方向；
[0017]④、经上述步骤后的激光经过场镜射到工作平台的工件上；
[0018]⑤、CCD对位观察系统采集信号传输给电脑进行处理，得出工件的准确位置；
[0019]⑥、上述加工方法中，电脑控制紫外激光器、振镜和工作平台。
[0020]如上所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述CCD对位观察系统的视觉识别精度30 μ m，范围20mm*30mm，激光波长355nm，加工线宽< 25 μ mD
[0021]如上所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述振镜(3)的最大入射的光斑直径为10mm，扫描角度为0.25rad-0.40rad，非线性度3.5mrad，常规追踪误差时间0.16ms，重复定位精度<20urad，增益漂移<50ppm/k，零点漂移<15urad/k，8小时工作漂移〈0.3mrad,标记速度2m/s，定位速度10m/s，镜片反射波长355nm。
[0022]如上所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述工作平台为XY运动平台，工件为柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片。
[0023]本发明的激光切割机结构简单，自动化程序高，成本低，加工方便快捷。
[0024]采用本发明的激光切割机的切割方法，切割成品率高，工作效率高，加工时间长，自动化程序高，减少人工，降低了成本，特别是针对柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片的切割更为激光切割机。
【【附图说明】】
[0025]图1是本发明的结构图。
【【具体实施方式】】
[0026]—种可自适应切割的激光切割机，其包括紫外激光器1，所述的紫外激光器1连接有扩束镜2，所述的扩束镜2连接有可对工作平台100上的工件进行切割的振镜3，振镜下方连接有场镜4，所述振镜3的旁边还设有CCD对位观察系统5，所述的CCD对位观察系统5与电脑6连接，所述的紫外激光器1与电脑6之间还通过一激光控制卡7连接，振镜3与激光控制卡7连接，工作平台100通过运动控制卡8与电脑6连接。也就是说电脑6可以控制紫外激光器1、振镜3和工作平台100 ;其中CCD对位观察系统5将观察到的信息反馈给电脑；其中电脑6控制紫外激光器1的发射，电脑6还控制振镜3的工作，其中电脑6还控制工作平台100的移动，保证工件能准确到振镜3的正下方，然后由振镜3形成辅助轨迹的切割工作。
[0027]本发明的CCD对位观察系统的摄像头为旁轴设置。
[0028]本发明的紫外激光器，其视觉识别精度30 μ m，范围20mm*30mm，激光波长355nm，加工线宽< 25 μ m。
[0029]本发明的振镜的最大入射的光斑直径为10mm，扫描角度为0.25rad_0.40rad，非线性度3.5mrad，常规追踪误差时间0.16ms，重复定位精度<20urad，增益漂移<50ppm/k，零点漂移<15urad/k，8小时工作漂移〈0.3mrad，标记速度2m/s，定位速度10m/s，镜片反射波长 355nm。
[0030]本发明的工作平台为XY运动平台，工件为柔性pvc或0.3mm以下厚度金属薄片。本发明电脑联接运动控制卡，控制运动控制卡联接运动平台的伺服驱动，最后联接平台的驱动电机。电脑端软件给出信号到控制卡，控制卡处理后把信号传输到驱动，最后由驱动控制电机的运动。
【主权项】
1.一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于其包括紫外激光器(1)，所述的紫外激光器(1)连接有扩束镜(2)，所述的扩束镜(2)连接有可对工作平台(100)上的工件进行切割的振镜(3)，振镜(3)连接有场镜(4)，所述振镜(3)的旁边还设有CCD对位观察系统(5)，所述的CCD对位观察系统(5)与电脑(6)连接，所述的紫外激光器⑴与电脑(6)之间还通过一激光控制卡(7)连接，振镜(3)与激光控制卡(7)连接，工作平台(100)通过运动控制卡⑶与电脑(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述的CCD对位观察系统的摄像头为旁轴设置。3.根据权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述的CCD对位观察系统的视觉识别精度30 μ m，范围20mm*30mm，激光波长355nm，加工线宽< 25 μ m。4.根据权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述振镜的最大入射的光斑直径为10mm，扫描角度为0.25rad-0.40rad，非线性度3.5mrad，常规追踪误差时间0.16ms，重复定位精度<20urad，增益漂移<50ppm/k，零点漂移<15urad/k，8小时工作漂移〈0.3mrad，标记速度2m/s，定位速度10m/s，镜片反射波长355nm。5.根据权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机，其特征在于所述工作平台为XY运动平台，工件为柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片。6.—种利用权利要求1所述的一种可自适应切割的激光切割机进行激光切割的方法，其步骤有: ①、紫外激光器⑴发出直径0.7mm的光斑； ②、激光进入扩束镜(2)，扩束镜对入射光斑进行准直， ③、经上述步骤准直后的激光，进入振镜(3)，振镜内由两个电机带动两个反射镜高速摆动，控制入射光速的出射方向； ④、经上述步骤后的激光经过场镜(4)射到工作平台(100)的工件上； ⑤、CCD对位观察系统(5)采集信号传输给电脑进行处理，得出工件的准确位置； ⑥、上述加工方法中，电脑(6)控制紫外激光器(1)、振镜(3)和工作平台(100)。7.根据权利要求6所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述CCD对位观察系统的视觉识别精度30 μ m，范围20mm*30mm，激光波长355nm，加工线宽< 25 μ m。8.根据权利要求6所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述振镜(3)的最大入射的光斑直径为10mm，扫描角度为0.25rad-0.40rad，非线性度3.5mrad，常规追踪误差时间0.16ms，重复定位精度<20urad，增益漂移<50ppm/k，零点漂移<15urad/k，8小时工作漂移<0.3mrad，标记速度2m/s，定位速度10m/s，镜片反射波长355nm。9.根据权利要求6所述的一种激光切割的方法，其特征在于所述工作平台为XY运动平台，工件为柔性pvc、0.3mm以下厚度金属薄片。
【专利摘要】本发明公开了一种可自适应切割的激光切割机，其包括紫外激光器，所述的紫外激光器连接有扩束镜，所述的扩束镜连接有可对工作平台上的工件进行切割的振镜，振镜连接有场镜，所述振镜的旁边还设有CCD对位观察系统，所述的CCD对位观察系统与电脑连接，所述的紫外激光器与电脑之间还通过一激光控制卡连接，振镜与激光控制卡连接，工作平台通过运动控制卡与电脑连接。本发明的激光切割机结构简单，自动化程序高，成本低，加工方便快捷。
【IPC分类】B23K26/70, B23K26/064, B23K26/08, B23K26/082, B23K26/03, B23K26/38
【公开号】CN105290622
【申请号】CN201510854315
【发明人】林晓聪, 郭明华, 车荣泓, 钟兴邦, 李宝善, 李隽 , 黄宏明, 龙纪任, 黄哲伦
【申请人】中山汉通激光设备有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月28日