CN101733556A - 一种激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光切割机，其包括：激光器，激光能量控制系统，光学传导系统，振镜扫描系统和激光聚焦系统；所述的激光器所射出的激光波长为：490～580nm，该激光器射出的光束先经过能量控制系统，再通过光学传导系统反射进入振镜扫描系统，然后再反射到激光聚焦系统聚焦成小光斑，振镜扫描系统利用小光斑进行切割。同现有技术相比，本发明利用小光斑对待切割件进行切割，其能实现硬板材料高精度，高品质的切割效果。

Description

一种激光切割机
技术领域
本发明涉及一种激光切割机。
背景技术
随着陶瓷、不锈钢，铝合金等硬板材料应用领域的不断扩大，激光在这些材料加工方面的巨大潜力日趋显现。由于陶瓷材料本征的硬脆特性以及不锈钢，铝合金等的冲压易变型的特点，使得该类产品不能采用模具冲床的方法进行切割加工。由于激光切割能快速、准确的将硬板加工成不同的型状，所以在陶瓷、不锈钢，铝合金等硬板的切割行业中，采用激光切割的工艺已经成为现在研究的热点。以往通常采用CO2激光器来对该类产品进行切割加工，但是由于CO2激光具有长波长，大聚焦光斑的特点，所以其切割线宽较宽，且切割边缘不够平滑，常出现锯齿状，难以实现该类产品的精细切割，现有的激光切割机设备也不能满足硬板材料的精度和质量的切割要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，而提出一种激光切割机，该切割成型机聚焦光斑小，切割精度高。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括是：提供一种激光切割机，其包括激光器，振镜扫描系统和激光聚焦系统，其中：所述的激光切割机还包括激光能量控制系统和光学传导系统；所述的激光器所射出的激光波长为：490～580nm，该激光器射出的光束先经过能量控制系统，再通过光学传导系统反射进入振镜扫描系统，然后再反射到激光聚焦系统聚焦成小光斑，振镜扫描系统利用小光斑进行切割。
同现有技术相比，本发明设计一种新的激光切割机，该切割机的激光器选择波长为490～580nm，并利用光学传导系统，振镜扫描系统，及激光聚焦系统将光束聚焦为小光斑，利用小光斑对待切割件进行切割，其能实现硬板材料高精度，高品质的切割效果。
附图说明
图1是本发明实施例激光切割机的结构示意图；
图2是本发明实施例激光切割机的软件控制系统工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合各附图所示之最佳实施例作进一步详述。
如图1所示，其为本发明激光切割机的结构示意图，本发明激光切割机100包括激光器10、激光能量选择系统20、光学传导系统30，振镜扫描系统40，聚焦镜50，真空吸附系统70，CCD定位系统60，即光学定位系统；所述的光学传导系统30包括：第一反射镜1、扩束镜2和第二反射镜3。本发明实施例所述的激光器10所射出的激光波长为：490～580nm，优选波长为：500～570nm的绿光激光器，特别优选波长为：532nm的绿光激光器。激光器10射出的激光光束首先通过一个激光能量选择系统20，再通过光学传导系统30反射进入振镜扫描系统40，然后通过聚焦镜50把绿激光器10射出的激光光束聚焦成很小的光斑，振镜扫描系统40利用聚焦镜50聚焦后的光斑对加工样板进行切割。
如图1和图2所示，本发明实施例包括一软件控制系统90，本实施中激光器10的激光发射，激光器10输出能量的设定，切割的图形，振镜扫描系统40，CCD定位系统60及真空吸附系统70对加工样板的吸附均由软件控制系统90统一调配。
如图2所示，其软件控制系统的工作流程示意图，本发明实施例所述的切割机设置于一加工平台97上，该加工平台97上装载有待切割件80，所述的CCD定位系统60是用于抓取切割件80的位置坐标。接着把待切割件80所需要切割的加工文件91导入该软件控制系统90内，导入加工文件91后；便可开始设置加工的初始参数92，该参数设置主要包括激光能量参数设置93和振镜参数设置96，设置好参数后；激光能量参数设置93包括激光衰减片的选择设置94和激光器参数设置95；设置CCD定位系统60的参数进行靶标定位98；定位完成后，开始加工99。
在上述参数设定完毕后，本发明实施例的加工过程如下：
激光器10发射出一束激光光束，经过能量选择系统20进行控制和选择，本发明实施例所述切割机的激光能量选择系统20包括有一个气缸和一个，多位电磁阀控制气缸对几个不同位置的选择，该不同的位置上装置有不同衰减片，通过激光能量进行选择衰减的原理来控制射出激光功率的连续性。
上述经选择后的激光经过光学传导系统30的第一反射镜1，再反射进入扩束镜2，扩束后的激光光束经过第二反射镜3进入振镜扫描系统40。
上述从振镜扫描系统40反射处的激光光束再进入聚焦镜50，聚焦镜50将激光光束聚焦成一个小光斑，然后利用这个小光斑对待切割件80的处进行切割加工，其主要利用振镜扫描系统40的摆动来控制斑点在CCD定位系统60上的二维坐标和精度，使切割时的精度更高。在切割的过程中，振镜扫描系统40与CCD定位系统60间具有相对的运动，将小光斑调整到最佳的位置再进行切割。本发明实施例的激光聚焦镜50聚焦的光斑直径为微米量级，聚焦的激光功率密度大于10kM w/m2。
加工完成后，看样板的切割效果来进一步调整更佳的参数，直到加工出的样板效果最佳为止。最佳参数设定完成后，就可以重复使用该参数对相同的待切割件80进行加工。
如图1所示，本发明实施例所述的CCD定位系统60是在加工工程中读取样品的位置坐标，以便精确切割，真空吸附系统70再进行固定加工；高频的激光器10可以达到良好得切割效果；高速运转的振镜扫描系统40提高了切割的速度；高精度的振镜扫描系统40，CCD定位系统60和真空吸附系统70相对运动保证了加工件尺寸的高精度；真空吸附系统70上配置有吸尘装置，所配的吸尘装置带走了产生的粉尘，从而避免了粉尘对环境的污染和对人体产生的伤害。
本发明实施例所述的待切割件80为厚度小于1mm的硬板材料，尤其是陶瓷，不锈钢或铝合金材料等。
本发明之实施，并不限于以上最佳实施例所公开的方式，凡基于上述设计思路，进行简单推演与替换，得到的具体的激光切割机，都属于本发明的实施。

Claims (10)

1.一种激光切割机，包括激光器(10)，振镜扫描系统(40)和激光聚焦系统(50)，其特征在于：所述的激光切割机还包括激光能量控制系统(20)和光学传导系统(30)；所述的激光器(10)所射出的激光波长为：490～580nm，该激光器(10)射出的光束先经过能量控制系统(20)，再通过光学传导系统(30)反射进入振镜扫描系统(40)，然后再反射到激光聚焦系统(50)聚焦成小光斑，振镜扫描系统(40)利用小光斑进行切割。
2.根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述的光学传导系统(30)包括第一反射镜(1)，扩束镜(2)和第二反射镜(3)，所述的激光器(10)发射出的激光光束，经过第一反射镜(1)反射进入扩束镜(2)，扩束后的激光光束经过第二反射镜(3)进入振镜扫描系统(40)。
3.根据权利要求1或2所述的激光切割机，其特征在于：所述的聚焦镜(50)聚焦后的小光斑功率密度大于10kmw/m2。
4.根据权利要求3所述的激光切割机，其特征在于：所述的激光器(10)是绿光激光器，所射出的激光波长优选为：500～570nm。
5.根据权利要求3所述的激光切割机，其特征在于：所述的激光能量选择系统(20)包括一个气缸和一个多位电磁阀，多位电磁阀控制气缸对几个不同位置的选择，该不同的位置上装置有不同衰减片，其控制射出激光功率的连续性。
6.根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述的切割机还包括CCD定位系统(60)。
7.根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述的切割机设置于一加工平台(97)上，该加工平台(97)上装载有待切割件(80)，所述的CCD定位系统(60)是用于抓取切割件(80)的位置坐标。
8.根据权利要求7所述的激光切割机，其特征在于：所述的切割机还包括一真空吸附系统(70)，用于固定待切割件(80)于加工平台(97)上，该真空吸附系统(70)上设置有吸尘装置。
9.根据权利要求8所述的激光切割机，其特征在于：所述的待切割件(80)为厚度小于1mm的硬板材料。
10.根据权利要求9所述的激光切割机，其特征在于：所述的硬板材料是陶瓷、不锈钢或铝合金。
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