CN102741009A - 在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法 - Google Patents

在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102741009A
CN102741009A CN2011800087368A CN201180008736A CN102741009A CN 102741009 A CN102741009 A CN 102741009A CN 2011800087368 A CN2011800087368 A CN 2011800087368A CN 201180008736 A CN201180008736 A CN 201180008736A CN 102741009 A CN102741009 A CN 102741009A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parameter
sign
cut
cutting
cut surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800087368A
Other languages
English (en)
Inventor
W.舒尔茨
J.许特勒
G.福森
M.尼森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of CN102741009A publication Critical patent/CN102741009A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/06—Power analysis or power optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本申请涉及一种用于确定激光切割工艺的切割结果的方法，该切割结果依据沿着切割面构造固化脊和/或在切割面的下边缘上形成毛刺而被评估，其中在仿真程序中提供了虚拟激光切割机，所述虚拟激光切割机可以以来自参数空间P的值P0的集合运行。在步骤a）中，参数集合P0被输入（103）到虚拟切割机中，接着在步骤b）中，在虚拟工件中产生断面，其方式是由具有起始值和边界值的偏微分方程式计算在切割物前部的顶点上的熔融物前部的位置和熔膜厚度根据切割深度和时间的时间演化，以及接着在步骤c）中，通过将吸收物前部的时间变化过程投影到切割面上来给出切割面上的脊幅度的空间分布和/或根据熔膜厚度的时间变化过程和在切割面的下边缘上的流出速度来计算毛刺的空间分布，并且在步骤d）中针对进一步分析提供（104）虚拟的切割结果。

Description

在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定激光切割工艺的切割结果的方法，该切割结果依据沿着切割面构造固化脊（Erstarrungsriefe）和/或在切割面的下边缘上形成毛刺而被评估，其中在仿真程序中提供了虚拟激光切割机，所述虚拟激光切割机可以以来自参数空间P的值P0的集合而虚拟运行。
背景技术
激光切割是已建立的分离方法。在激光辅助的制造方法中，激光切割在工业应用中占据领先地位。从应用者角度来看，对于这种制造方法而言，在高质量的情况下要求高生产率。
对于在1mm到30mm的板厚范围的宏观应用的领域中的激光切割而言，目前在工业上采用高性能CO2激光器（10μ辐射器），所述高性能CO2激光器具有为大约10μm的辐射波长并且具有为1-6kW的激光功率。附加地，如今可支配新型辐射源，如光纤激光器和圆盘激光器（1μ辐射器），所述光纤激光器和圆盘激光器（1μ辐射器）具有为大约1μm的辐射波长、具有目前为1-8kW的激光功率并且具有比CO2激光器明显更好的辐射质量。这种1μ辐射器相对于所建立的10μ辐射器提供显著的经济优点。然而，1μ辐射器与10μ辐射器相比拥有更差的切割质量，这阻碍了1μ辐射器的使用。
沿着工件切割的质量可以依据在切割面上构造的脊结构的形态和通过熔化的材料在切割面的下边缘上的毛刺形成而被评估。除了切割面的平面度和垂直度之外还要求小的脊形成和毛刺形成。
切割-焊接工艺链是如下例子：从该例子上要识别用于制备接合间隙（Fuegespalt）的切割面的质量有何种意义。为了能够利用激光制造不需要通过研磨和修整的后处理的细长的焊缝，期望待接合的构件的具有平面的、直角的以及平滑的、无毛刺和氧化物的切割面的切割部（Zuschnitt）。
出于上述原因，曾检查如下机制，所述机制导致沿着工件的切割边缘和切割面形成脊和毛刺以及氧化层。
- 在切割面上形成脊，所述脊的幅度从确定的切割深度起跳跃式地增加，即出现从较精细的脊到较粗糙的脊的变换。
- 粗糙的脊的幅度随着待切割的材料的厚度的增加而变得更大。
- 较粗糙的脊重复地被中断和/或具有不规则的间距（脊在切割方向上的数目随着切割深度而变换）。
轴向结构和/或脊的中断产生切割面的不规则的结构并且是不期望的。脊的可实现的幅度如今对于10μ辐射器而言与对于1μ辐射器而言相比更小。
- 尤其是在切割面的下部分中或者在大材料厚度的情况下形成了具有最大的幅度的脊，这些具有最大的幅度的脊是由于熔化了的金属在切割面上的固化而引起的。
- 尤其是在大的进给速度的情况下，熔融物并未完全从下边缘脱落（abloesen）。粘附的并且接着固化的熔融物形成不期望的毛刺。用于形成毛刺的机制仅被理解为一部分，这导致切割设备的生产率的可能的值如今远远未被充分利用。
- 在焊缝中形成裂纹和孔可以通过被氧化的接合边缘而造成，如这些裂纹和孔在火焰切割的情况下所形成的那样。因而，熔化切割利用惰性切割气体来执行，以便获得无氧化物的切割面。
文献EP-B1 0929 376描述了一种用于激光束处理的方法，该方法要特别适于切割15mm和更大的大材料厚度。根据该方法产生多种焦距，所述焦距在轴向方向上沿着材料的厚度被定位，以便产生激光辐射的大的深度效应（Tiefenwirkung）。然而表明的是，尽管在该文献中推荐了这些措施，但是脊和毛刺的形成没有变化地大量出现。此外，在材料的上边缘上的焦点在较深处的激光辐射的部分导致接缝的不期望的扩宽（倒圆）。
现有技术如今不足以利用1μ辐射器针对大于2mm板厚引入品质切割（Qualitaetsschnitte）并且不足以利用10μ辐射器将品质切割扩展到更大的15mm的板厚。技术限制的原因是：
- 切割质量的边界的扩展（根据利用1μ辐射器以及10μ辐射器和具有激光参数和方法参数的如今可调节的值的现有实验经验）并不能实现，
- 关于脊和毛刺的形成的现有的理解不足以例如识别射束成形的需要的、基本上是新的作用并且能够给出用于射束成形的以下措施。
出于这些原因，本领域技术人员如今仅建议了用于改善利用1μ辐射器进行切割的措施，这些措施根据利用10μ辐射器的切割的经验而是公知的。这些措施目前并不成功，使得1μ辐射器始终还不能实现10μ辐射器的切割质量。此外，还不知道可能用来解释不同的切割质量的物理原因。
根据现有技术和知识证明，存在至少两种类型的脊，即熔融脊和固化脊，所述熔融脊和固化脊的形态给予了对所基于的形成机制的指示。
此外，在J. Dowden所编著的“The Theory of Laser Materials Processing”中的Schulz, W.的文献“Simulation of Laser Cutting”（Springer Series in Materials Science，2009年, 第119卷，第21-69页，ISBN 13 978-1-4020-9339-5)描述了激光切割的仿真。尤其是，为此给出了微分方程式。该文献也研究韦伯数。此外，Schulz, W.的文献“Dynamics or ripple formation and melt flow in laser beam cutting”(J. Phys. D: Appl. Phys.，1999年，第32卷，第1219-1228页)检查在激光切割金属时的脊形成和熔融物流动的动态特性。根据这两个文献中的说明可能计算在激光束切割时的脊的形成，更确切地说总是在预给定从外部作用于系统的干扰的情况下计算在激光束切割时的脊的形成。根据这些文献也仅观察熔融脊。
熔融脊在没有固化的熔融物的情况下单独地通过熔融物前部（Schmelzfront）的运动而形成在切割面的上侧上，并且与固化脊相比具有小的幅度，而且在技术上是次重要的。
固化脊在较大的切割深度中（通常在待切割的板的上边缘之下1mm到2mm）通过熔融物前部的波状构型和通过波状固化的熔融物而形成，并且与熔融脊相比具有大的幅度，而且在技术上是非常重要的。
根据现有技术和知识并未澄清，脊和毛刺的形成如何与激光参数、机器参数和材料参数相关联。出于该原因，利用新型激光束源（例如光纤激光器）制造品质切割还始终不占主导地位，这阻碍了新型辐射源的广泛应用并且在世界范围内是研究的对象。
发明内容
本发明所基于的任务是给出一种方法，利用该方法在不仅采用针对可能要采用的实际激光切割机的确定的参数而且采用待切割的材料的确定的参数以及所需的工艺参数的情况下可以确定激光切割工艺的切割结果。也要给予能够有针对性地调节切割面的粗糙度的可能性。
该任务通过一种具有权利要求1所述的特征的方法来解决。该方法的有利的扩展方案由从属权利要求得到。
根据本发明的方法能够实现激光切割工艺的切割结果的确定。根据该方法，要利用确定的激光切割机执行的切割过程的结果依据沿着切割面构造固化脊和/或在切割面的下边缘上的毛刺形成而被评估。该方法并不在实际的激光切割机上被执行。更确切地说，在仿真程序中提供了一种虚拟激光切割机，所述虚拟激光切割机可以以来自参数空间P的值P0的集合来虚拟运行。
参数空间P通过如下式子来限定：
P = (λ激光, I0(t), f(x,z,t), s(x,z,t), p(x,z,t), Pg(x,z,t), τg(x,z,t), v0(t), d, P材料)，其中
P材料=(ρs, cps, λs, ρ? , cp? , λ?, Hm ,Hv , Tm , Tv , η, σ, ncs , nc?),
其中，
λ激光标识激光辐射的波长，
I0(t)标识激光辐射的随着时间变化的强度的最大值，
f(x,z,t)标识激光辐射的强度的随着时间变化的空间分布，
s(x,z,t)标识激光辐射的方向的随着时间变化的空间分布，
p(x,z,t)标识激光辐射的偏振状态的随着时间变化的空间分布，
Pg(x,z,t)标识切割气体的随着时间变化的压力，
τg(x,z,t)标识切割气体的随着时间变化的切应力，
v0(t)标识随着时间变化的进给速度，该进给速度被限定为在激光束轴线与工件之间的相对速度，
d标识待切割的材料的板厚，
ρs标识处于固态的待切割的材料的密度，
cps标识处于固态的材料的比导热率，
λs标识处于固态的材料的热导率，
ρ?标识熔融物的密度，
cp? 标识熔融物的比导热率，
λ?标识熔融物的热导率，
Hm标识待切割的材料的熔融焓，
Hv标识待切割的材料的蒸发焓，
Tm标识待切割的材料的熔融温度，
Tv标识待切割的材料的蒸发温度，
η标识熔融物的动力粘度，
σ标识熔融物的表面张力，
ncs标识处于固态的材料的复折射指数，
nc?标识熔融物的复折射指数，
并且其中
x标识在激光束轴线与材料之间的相对运动的方向上的坐标，以及
z标识垂直于材料上侧的坐标，以及
t标识时间。
根据本方法，在步骤a）中，针对仿真程序的流程，参数集合P0被输入到虚拟切割机中。
接着，在步骤b）中，在利用虚拟切割机进行的虚拟切割过程中，在虚拟工件中产生切割，其方式是在切割物前部（Schneidfront）的顶点处的熔融物前部的熔膜厚度h=h（z，t）和位置M=M（z，t）根据切割深度z（0<z<d，d为板厚）和时间t的时间演化（zeitliche Entwicklung）由被归一化到v0的偏微分方程式DGL针对所给予的来自P的参数集合P0而被计算：
Figure 2011800087368100002DEST_PATH_IMAGE001
，
其中所述偏微分方程式DGL具有起始值和边界值
h(z,t=0)=h0(z), M(z,t=0)=M0(z)
h(z=0,t)=0,       M(z=0,t)=m0(t;P0)
其中h0(z)和M0(z)标识任意的起始分布，m0(t;P0)标识切割物前部的上边缘的位置，vp=vp(z,t)标识熔融物前部的速度，vs=G(z,t; h, P0)标识熔融物的表面上的流动速度，以及D(z,t;h,P0)标识熔膜动力的衰减。
接着，在步骤c）中，通过将吸收物前部（Absorptionsfront）的时间变化过程（被限定为位置M(z,t)-h(z,t)）投影到切割面上，利用通过进给速度v0确定的传递函数（该传递函数将t映射到x上）来给出切割面上的脊幅度的空间分布R（x，z）。附加地或者可替换地，根据在切割面的下边缘上的熔膜厚度的时间变化过程h（z=d，t）和流出速度的时间变化过程G(z=d,t; h(z=d,t), P0)来计算切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B（x）。
最后在步骤d）中为进一步的分析提供了虚拟的切割结果，所述虚拟的切割结果包括R（x,z）和/或B（x）。
利用根据本发明的方法，因此使用虚拟切割机，以便计算在虚拟的切割面上的固化脊的构造和在虚拟的切割面的下侧上的毛刺的构造，为此考虑微分方程式DGL。尤其是，利用该方法可以给出切割的参数的时间调制，利用所述时间调制可以调节切割面上的脊幅度的空间分布。微分方程式
Figure 890942DEST_PATH_IMAGE002
是无量纲的方程式；这些量被缩放到参考量（进给速度v0），其中进给速度v0被限定为在激光束轴线与工件之间的相对速度。针对vp的微分方程式也被缩放到v0。
能够以所限定的方式调节切割面上的脊幅度的可能性不仅可以被用来将脊保持尽可能小，而且也可以用来在切割面上示出图像或标志（Schriftzug）。但是，根据本发明的方法的应用领域在于给出切割的针对其到达尽可能小的脊幅度的物理边界的那些参数。陈述“尽可能小的脊幅度”在这种情况下意味着：尽管优化了切割条件，仍在确定的切割条件下保留脊，其中所述脊由于在技术上不可避免的切割参数波动而出现并且因而不能被消除，而是只能向更小的值被限制。
在为根据本发明的方法的基础的仿真程序中，使用了如下认知：固化脊和毛刺由于在切割物前部的顶点上激励轴向行进的波（这意味着在切割物前部的顶点上的切除波动（Abtragsschwankung））而形成并且对此存在两种物理原因。
存在如下认知：脊和毛刺
- 由于存在于切割之中的不稳定性而形成，所述不稳定性的稳定性边界被给出，
以及
由于外部干扰而形成，其中所述外部干扰
- 来自激光参数和机器参数的不可避免的波动，
- 或者来自材料特性的空间波动（例如晶界），
- 或者来自切割方法的参数的有意识地被调节的调制（例如对激光辐射或切割气体流动的调制）。
仿真程序基于物理的脊模型，利用该物理的脊模型可以计算切割面上的脊幅度R的空间分布。脊幅度R=R（x，z）与沿着切割面的切割位置x和切割深度z以及与切割的参数P有关。
来自参数空间P的值P0的集合包括激光参数、机器参数和材料参数，并且尤其是考虑如激光辐射的强度和到待排出的熔融物上的切割气体流动的驱动力之类的空间分布的量，其中所述驱动力是气体压力的空间梯度和气体在熔膜的表面上的切应力。
也重要的是，参数集合除了参数的平均值之外也包含这些参数的在技术上不可避免的波动。
此外，所述参数集合除了包含参数的平均值和其在技术上不可避免的波动之外还包含有意识地被调节的时间调制。通过对参数的时间调制可以增大生产率、例如切割的切割速度，其中优化可以通过在虚拟激光切割机上的仿真程序进行并且由此可以以小的成本开销来进行。优化可能性通过如下方式来给予：通过对参数的时间调制可以有针对性地调节脊形态，使得可以产生脊的被限定的结构，直至使脊结构最小化。调制最后也可以被用于在切割时在切割面上构造标志或图像。
在仿真程序中也考虑在切割面上形成毛刺，其方式是形成的毛刺的特性在充分利用物理的脊模型的情况下并且根据在切割面的下侧上的所计算的脊幅度R（x,z）而被计算和被考虑。
毛刺可以通过如下量来表征：
- 在进给方向上的毛刺宽度bB并且因此在进给方向上被测量的距离（Strecke），在那里固化的熔融物粘附在板的下侧上或粘附在切割面的下边缘上，
- 毛刺体积VB；固化的熔融物的体积，其中所述固化的熔融物粘附在被切割的板之下，这意味着在下部切割边缘之下，
- 毛刺高度hB；这是粘附在被切割的板之下的固化的熔融物的高度。
因此，在仿真程序中也考虑毛刺是否由一种毛刺珠（Bartperlen）或一种毛刺线（Bartfaden）构成。根据定义，在毛刺高度hB小于或等于毛刺宽度bB的地方形成毛刺珠，而当毛刺高度hB大于毛刺宽度bB时，形成毛刺线。
在参数空间P的值P0的集合中，诸如在下边缘上的熔膜表面的熔融温度Tm和蒸发温度Tv之类的热物理参数和如例如熔融物的表面张力之类的材料参数也予以考虑。
根据本发明的方法可不仅用于利用反应性切割气体束的激光切割，而且用于利用惰性切割气体束的激光切割。参照后者方法，在方法变形方案、即激光束熔融切割、快速切割和高速切割中进行区分。
基于仿真程序和在预给定虚拟激光切割机的情况下（该虚拟激光切割机满足理想的前提条件以及可以普遍性地被调节），通过以来自参数空间P的分别被改变的参数来重复步骤a）至d）而改变参数值P0，可以分别针对预定义的脊形态（例如最小粗糙度）和无毛刺的断面针对参数P确定在理论上最优的值Popt。
如今可支配的切割机在技术上并不完美，并且视制造商而定具有受限的设计空间。由根据本发明的方法在应用该仿真程序时得到的、来自虚拟切割机的、在理论上最优的参数集合并不总是能够利用实际切割机来实现。因而，利用仿真程序获得的结果可以用于以确定的参数来改进实际激光切割机，或者也通过依据来自仿真程序的结果确定原因或参数而被重新确定大小，其中所述原因或参数导致脊幅度的不期望的表现（Auspraegung）和/或导致不期望的毛刺形成。为此，考察和分析来自参数空间P的各个值P0，以便接着从参数空间P中选择和改变导致最佳逼近来自参数空间P的值P0的这种值。
这种逼近因此以虚拟的方式实现并且也可以通过迭代地改变来自参数空间P的值P0来实现。如果需要，则所找到的被逼近的参数可以在实际切割试验中被检验。从通过该方法获得的认知可以导出必要的方法参数或者也可以导出激光切割机的必要的部件的边界条件，所述边界条件例如涉及激光辐射的成形和切割气体流动。
根据本发明的方法的主要步骤在于以数学物理方式计算切割面上的脊和毛刺形成。该计算基于高维的被耦合的、非线性的、至少五阶的偏积分微分方程组（除了包含导数之外也包含动态变量的积分的微分方程），其中已知类型的所参与的偏微分方程式中的一些是Kuramoto-Sivashinsky方程式。然而，根据本发明方法为了解决复杂任务而基于通过本发明人开发的极其简化的系统，以便替代更高阶的微分方程式，其中该系统仅包括两个针对仅仅两个动态变量的一阶偏微分方程式。
利用这两个微分方程式，
其中这两个微分方程式具有起始值和边界值
h(z,t=0)=h0(z), M(z,t=0)=M0(z)
h(z=0,t)=0,       M(z=0,t)=m0(t;P0)
其中，h0(z)和M0(z)标识任意的起始分布，m0(t;P0)标识切割物前部的上边缘的位置，vp=vp(z,t)标识熔融物前部的速度，vs=G(z,t; h, P0)标识熔融物的表面上的流动速度，以及D(z,t;h,P0)标识熔膜动力的衰减，
根据切割深度z（0<z<d，d为板厚）和时间t计算在切割物前部的顶点上的熔融物前部的位置M=M（z,t）和熔膜厚度h=h（z,t）的时间演化。
针对可进入到仿真程序所基于的模型中并且在切割物前部的顶点上要给出的剩余量，可以考虑从该文献已知的不同的物理模型，以便确定如下量：
- 切割物前部的上边缘的位置m0(t;P0),
- 熔融物前部的速度vp=vp(z,t)，
- 熔融物的表面上的流动速度vs=G(z,t; h, P0)，
- 熔膜动力的衰减D (z,t; h, P0)。
为了计算这些量可以给出不同的逼近级。
要考虑的是，熔融物前部vp=N[M-h,QA]的速度vp将这两个微分方程式彼此非线性地耦合。熔融物前部的速度vp通过非线性算子N来计算，该非线性算子N还与所吸收的能流密度QA有关。
所吸收的能流密度QA、即
Figure 621132DEST_PATH_IMAGE004
根据入射角μ的余弦、最大强度I0的吸收度A（μ）和激光辐射的强度的分布f（0<f<1）来计算。入射角通过激光的能流密度的方向向量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
和熔膜的表面的法向量
Figure 463186DEST_PATH_IMAGE006
被包围。强度的分布f（0<f<1）与空间坐标x、z有关，其中x说明了进给方向，而z说明了辐射的传播方向，并且强度的分布f（0<f<1）与用来参数化分布f的参数Pf有关。
在熔融物的表面x=M-h上的流动速度vs=G(z,t; h, P0)通过函数G来说明，该函数G由切割气体的流动和熔融物的流动来确定。
在微分方程式DGL中的衰减D(z,t;h,P0)可以在确定的模型中被置为零并且由此总是不被考虑。
形成的毛刺的特性在充分利用物理的脊模型的情况下并且根据切割面的下边缘上的由此所计算的脊幅度R（x，z=d）根据本发明如下地被计算：
在进给方向上的毛刺宽度bB（这是在进给方向上在板的粘附有被固化的熔融物的下侧上所测量的距离）通过 bB = v0 (t2- t1)来计算，其中v0是进给速度。根据本发明，流出的熔融物在时刻t1到t2之间可以不脱落，因此粘附在板上并且固化。时间t1通过条件
We=We(h(z=d,t);P0)  < Wecrit
来确定，其中量We
We = (ρ vs 2) /(σ/hd)
被称作韦伯数，其中hd说明熔膜的在板下侧上的带量纲的厚度。时间t2通过条件We>Wecrit来限定，时间间隔t2-t1因此是低于Wecrit的时段。针对量vs=G(z,t; h, P0) 和hd，要将来自物理的脊模型的解代入韦伯数的表达式中。值Wecrit要被分开地确定，为此物理模型或根据实验的结果可以被考虑。
韦伯数We为用作点滴变形（Tropfenverformung）的度量的无量纲的特征数。韦伯数We越大，则变形作用越大并且点滴离开球形越远。在毛刺形成与韦伯数之间的关系对于本领域技术人员而言是已知的。
所谈及的毛刺体积VB（这是粘附在被切割的板之下的被固化的熔融物的体积）利用所找到的毛刺宽度bB = v0 (t2- t1) 的值而被确定。利用该毛刺宽度bB = v0 (t2- t1)的值、流出速度vs和条件VB =V(t2- t1)得到毛刺体积VB的值，其中体积V(t2-t1)通过在间隔t2-t1内在下侧z=d上流出的熔融物来确定。
毛刺高度hB（这是粘附在被切割的板之下的被固化的熔融物的高度）由微分方程式DGL的解h(z=d,t)以及毛刺宽度bB和毛刺体积VB的值来计算。
通过将具有通过进给速度v0确定的传递函数（所述传递函数将t映射到x上）的VB（t）的时间变化过程投影，可以给出毛刺体积/毛刺高度沿着切割面的下边缘的空间分布hB（x）。
此外，为了确定参数（其中通过蒸发开始毛刺形成）可以确定熔融物的表面上的温度Ts(t)=T(M(z=d,t)-h(z=d,t),z=d,t)，其中T(x, z ,t)标识熔融物中的温度。熔融物中的温度通过应用导热方程式来确定。如果TS>蒸发温度TV，则存在毛刺形成。
为了评估虚拟切割结果，从虚拟切割结果（所述虚拟切割结果包括R(x,z)和/或B(x)）中导出脊的一个或多个特征量K（例如切割面的粗糙度RZ）和毛刺的一个或多个特征量K（例如毛刺体积VB、毛刺高度hB、毛刺宽度bB的一个或多个特征量）。考虑何种特征量的选择在于该方法的相应的应用者。特征量应用者特定地被选择，并且R（x，z）和/或B（x）对于切割结果的评估是足够的。
为了还进一步优化该方法流程的相应结果，重复该方法的步骤a）至d），如在权利要求1中所给出的那样，在参数空间P中的参数集合P0的环境中重复至少一次。由此，可以针对参数集合P0给出被限定为切割结果或（多个）特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
通过可替换的方法措施，更确切地说通过微分方程式DGL的解结构的数学分析可以给出所述参数的被限定为切割结果或（多个）特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
给出敏感性的另一可替换的方法措施是通过自动微分实现的方法措施。自动微分对于本领域技术人员而言是常用的数学方法，以便形成函数的数学偏导数。
通过以来自参数空间P的分别被改变的参数重复根据权利要求1所述的方法的方法步骤a）至d），确定来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值，用于实现限定的切割面和/或用于确定利用预给定的激光切割机可实现的切割面，和/或用于设计优化的激光切割机的部件，其中该优化的激光切割机满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。
如果所确定的值不可被传输到具有机器特定的参数（称作机器特定的设计空间DM）的实际激光切割机，则从前面的方法措施中可以导出用于通过来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值来进一步开发和/或重新开发实际激光切割机的部件的规则，以实现所限定的满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定的切割面，其中DM是P的在没有结构性改变实际激光切割机的情况下可实现的子集。
为了将图像或标志施加到切割面上，给出切割的参数的值，必要时给出位置有关的和时间有关的值，利用这些值要调节切割面上的脊幅度的空间分布。
针对预给定在于尽可能小的脊幅度的特定情况，给出切割的如下参数：针对所述参数实现了尽可能小的脊幅度的物理边界，所述尽可能小的脊幅度的物理边界例如通过在技术上不可避免的切割参数波动而被限制。
为了计算被考虑用于根据所提出的要求来评估切割结果的（多个）特征量K，根据权利要求1所述的方法的有利的表现在于利用数学方法根据不同起始值h(z,t=0)=h0(z)和M(z,t=0)=M0(z)的动态稳定性来分析微分方程式DGL的不同解。如果存在不稳定的解，则能根据不稳定性的程度给出脊幅度的分布R（x，z）的下限并且由此计算相应的（多个）特征量K。
也可以给出P或DM的子集，在这些子集中满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。P（参数空间）和DM（设计空间）的这种子集是应用者在设计其激光切割设备和/或切割工艺时想要遵守的边界。
附图说明
根据本发明的方法的基本方法流程依据示意图在下面被简要阐述，该示意图在所附的图1中示出。
具体实施方式
根据本发明的方法（如在该图中所示出的那样）采用了虚拟切割机，所述虚拟切割机用附图标记100标识。为了执行该方法，一方面检测（erfassen）设计空间DM（步骤101），而另一方面输入所要求的切割结果（步骤102）。在步骤102中也可以确定要最小化的成本函数。
为了起动虚拟切割机100，在步骤103中确定起始点P0，例如通过检测当前的实际切割机的机器参数来确定。值P0的集合选自参数空间P，如其在前面进一步被限定的那样。
仿真程序通过利用虚拟切割机产生虚拟切割而被起动，该虚拟切割机可以基于实际值。仿真程序输出如下切割结果：该切割结果包含切割面上的脊幅度的空间分布R（x，z）和在切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B(x)。
在步骤104中评估切割结果。
在步骤105中判定虚拟确定的切割结果是否对应于所要求的切割结果的预给定（步骤102）。如果情况如此，则该方法流程继续至步骤106，在该步骤106检查来自参数空间P的值P0的集合与机器的（在步骤101中所输入的）设计空间DM是否相一致。
如果在步骤105中判定切割结果并不对应于所要求的切割结果，则该流程继续到步骤107，在该步骤107中，来自参数空间的值P0的集合变化。这种变化例如可以依据如下敏感性来进行：所述敏感性通过根据权利要求6至8所述的方法之一而被确定。变化的值P0接着被用于使虚拟切割机100运行。
通过方法步骤105、107和104构成的回路被重复，直至在步骤105中切割结果对应于所要求的切割结果。
如果步骤106中的询问被否定答复，则该方法在步骤108结束；在步骤108中声明需要实际激光切割机的特征的结构性改变，以便满足或至少逼近所要求的切割结果的在步骤102中所给出的预给定，其中利用所述实际激光切割机的参数（设计空间DM）运行该仿真程序。
如果在步骤106中的询问被肯定答复，则该方法进一步继续到步骤109；在步骤109中，在实际激光切割机上应用来自参数空间P的值P0的新集合，其中所述实际激光切割机的参数在步骤103中或在步骤107中已被确定。
在步骤110中接着检查利用实际激光切割机进行的切割。
实际切割机因此可以通过如下方式被设立：确定来自切割的P的参数的哪些值导致脊幅度的不期望的表现和/或导致不期望的毛刺形成，并且什么是对来自P的参数对期望的切割结果的最佳逼近Pan，其中该期望的切割结果为在理论上最佳的值Popt。
为此确定实际切割机的设计空间。实际切割机的设计空间包含来自P的参数的实际可调节的值Preal。通过应用虚拟激光切割机找到参数的值Pan，利用所述值Pan实现对期望的切割结果的最佳逼近。
该结果在实际切割机上被试验。在期望的切割结果与在实际切割机上的所实现的切割结果之间的可能剩余的差异可以通过对设计空间的确定的迭代精细化而被改善。
当在激光切割时熔融物的主要部分在激光束之前或在激光束旁被排除时，本发明始终可以被采用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于确定激光切割工艺的切割结果的方法，该切割结果依据沿着切割面构造固化脊和/或在切割面的下边缘上形成毛刺而被评估，
其中，
在仿真程序中提供了虚拟激光切割机，所述虚拟激光切割机能以来自参数空间P的值P0的集合而虚拟运行，
其中参数空间P通过下式来限定：
P = (λ激光, I0(t), f(x,z,t),s(x,z,t),p(x,z,t), Pg(x,z,t), τg(x,z,t), v0(t), d, P材料)，其中，
P材料=(ρs, cps, λs, ρ?, cp?, λ?, Hm,Hv, Tm, Tv, η, σ, ncs, nc?),
其中，
λ激光标识激光辐射的波长，
I0(t)标识激光辐射的随着时间变化的强度的最大值，
f(x,z,t)标识激光辐射的强度的随着时间变化的空间分布，
s(x,z,t)标识激光辐射的方向的随着时间变化的空间分布，
p(x,z,t)标识激光辐射的偏振状态的随着时间变化的空间分布，
Pg(x,z,t)标识切割气体的随着时间变化的压力，
τg(x,z,t) 标识切割气体的随着时间变化的切应力，
v0(t)标识随着时间变化的进给速度，所述进给速度被限定为在激光束轴线与工件之间的相对速度，
d标识待切割的材料的板厚，
ρs标识处于固态的待切割的材料的密度，
cps标识处于固态的材料的比导热率，
λs标识处于固态的材料的热导率，
ρ?标识熔融物的密度，
cp?标识熔融物的比导热率，
λ?标识熔融物的热导率，
Hm标识待切割的材料的熔融焓，
Hv标识待切割的材料的蒸发焓，
Tm标识待切割的材料的熔融温度，
Tv标识待切割的材料的蒸发温度，
η标识熔融物的动力粘度，
σ标识熔融物的表面张力，
ncs标识处于固态的材料的复折射率，
nc?标识熔融物的复折射率，
并且其中，
x标识在激光束轴线与材料之间的相对运动的方向上的坐标，以及
z标识垂直于材料上侧的坐标，以及
t标识时间，
以及其中，为了起动虚拟切割机，
在步骤a）中，例如通过检测当前的实际切割机的机器参数，确定起始点P0，其中从参数空间P中选择值P0的集合，如前面所限定的那样，针对仿真程序的流程，参数集合P0被输入到虚拟切割机中，
以及接着，
在步骤b）中，通过利用虚拟切割机产生虚拟切割来起动仿真程序，所述虚拟切割机器能够基于实际值，其中在切割物前部的顶点处的熔融物前部的熔膜厚度h=h（z，t）和位置M=M（z，t）根据切割深度z（0<z<d，d为板厚）和时间t的时间演化由被归一化到v0上的偏微分方程式DGL针对所给予的来自P的参数集合P0而被计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，所述偏微分方程式DGL具有起始值和边界值
h(z,t=0)=h0(z), M(z,t=0)=M0(z)
h(z=0,t)=0,       M(z=0,t)=m0(t;P0)
其中，h0(z)和M0(z)标识任意的起始分布，m0(t;P0)标识切割物前部的上边缘的位置，vp=vp(z,t)标识熔融物前部的速度，vs=G(z,t; h, P0)标识熔融物的表面上的流动速度，以及D(z,t;h,P0)标识熔膜动力的衰减，
以及接着
在步骤c）中，通过将吸收物前部的限定为位置M(z,t)-h(z,t)的时间变化过程投影到切割面上来给出切割面上的脊幅度的空间分布R（x，z），其中所述切割面具有通过进给速度v0确定的将t映射到x上的传递函数，
和/或，
根据在切割面的下边缘上的熔膜厚度的时间变化过程h（z=d，t）和流出速度的时间变化过程G(z=d,t; h(z=d,t), P0)来计算切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B（x），
以及
在步骤d）中，为进一步的分析提供了虚拟的切割结果，所述虚拟的切割结果包括R（x,z）和/或B（x），
其中在另一步骤中，通过以来自参数空间P的分别被改变的参数来重复步骤a）至d），确定来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值，用于实现所限定的切割面和/或用于确定利用预给定的激光切割机能实现的切割面，和/或用于设计被优化的激光切割机的部件，该被优化的激光切割机满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定，
以及其中，如果所确定的值不能被传输到具有称作机器特定的设计空间DM的机器特定的参数的实际激光切割机，则导出用于根据来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值进一步开发和/或重新开发实际激光切割机的部件的规则，用于实现满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定的所限定的切割面，其中DM是P的在没有结构性改变实际激光切割机的情况下能够实现的子集。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL中的衰减D(z,t;h,P0)被置为零。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了计算在切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B（x）借助h(z=d,t), G(z=d,t; h(z=d,t), P0)和P材料来确定作为流体动力学的特征量的韦伯数We（t）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定其中通过蒸发开始毛刺形成的参数而确定熔融物的表面上的温度TS(t)=T(M(z=d,t)-h(z=d,t),z=d,t)，其中T(x, z ,t)标识熔融物中的温度。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，从包括R(x,z)和/或B(x)的虚拟的切割结果中导出脊和毛刺的一个或多个特征量K，用于评估虚拟的切割结果。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，步骤a）至d）在参数空间P中的参数集合P0的环境中被重复至少一次，以便针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
7.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过对微分方程式DGL的解结构的数学分析来针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
8.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过自动微分来针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，给出了切割的参数的值，利用所述值调节切割面上的脊幅度的空间分布，并且由此，图像或标志被施加到切割面上。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，给出了切割的参数的值，针对所述值实现了尽可能小的脊幅度的物理边界。
11.根据权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL的解利用数学方法根据针对不同起始值h(z,t=0)=h0(z)和M(z,t=0)=M0(z)的动态稳定性被分析，以便计算一个或多个特征量K，其中，如果存在不稳定的解，则根据不稳定性的程度能够给出脊幅度的分布R（x，z）的下限并且由此能够计算相应的一个或多个特征量K。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，给出P和/或DM的子集，在所述子集中满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。

Claims (15)

1.一种用于确定激光切割工艺的切割结果的方法，该切割结果依据沿着切割面构造固化脊和/或在切割面的下边缘上形成毛刺而被评估，
其中，
在仿真程序中提供了虚拟激光切割机，所述虚拟激光切割机能以来自参数空间P的值P0的集合而虚拟运行，
其中参数空间P通过下式来限定：
P = (λ激光, I0(t), f(x,z,t), s(x,z,t), p(x,z,t), Pg(x,z,t), τg(x,z,t), v0(t), d, P材料)，其中，
P材料=(ρs, cps, λs, ρ? , cp? , λ?, Hm ,Hv , Tm , Tv , η, σ, ncs , nc?),
其中，
λ激光标识激光辐射的波长，
I0(t)标识激光辐射的随着时间变化的强度的最大值，
f(x,z,t)标识激光辐射的强度的随着时间变化的空间分布，
s(x,z,t)标识激光辐射的方向的随着时间变化的空间分布，
p(x,z,t)标识激光辐射的偏振状态的随着时间变化的空间分布，
Pg(x,z,t)标识切割气体的随着时间变化的压力，
τg(x,z,t) 标识切割气体的随着时间变化的切应力，
v0(t)标识随着时间变化的进给速度，所述进给速度被限定为在激光束轴线与工件之间的相对速度，
d标识待切割的材料的板厚，
ρs标识处于固态的待切割的材料的密度，
cps标识处于固态的材料的比导热率，
λs标识处于固态的材料的热导率，
ρ?标识熔融物的密度，
cp?标识熔融物的比导热率，
λ?标识熔融物的热导率，
Hm标识待切割的材料的熔融焓，
Hv标识待切割的材料的蒸发焓，
Tm标识待切割的材料的熔融温度，
Tv标识待切割的材料的蒸发温度，
η标识熔融物的动力粘度，
σ标识熔融物的表面张力，
ncs标识处于固态的材料的复折射率，
nc?标识熔融物的复折射率，
并且其中，
x标识在激光束轴线与材料之间的相对运动的方向上的坐标，以及
z标识垂直于材料上侧的坐标，以及
t标识时间，
以及其中
在步骤a）中，针对仿真程序的流程，参数集合P0被输入到虚拟切割机中，
以及接着
在步骤b）中，在利用虚拟切割机进行的虚拟切割过程中，在虚拟工件中产生切割，其方式是在切割物前部的顶点处的熔融物前部的熔膜厚度h=h（z，t）和位置M=M（z，t）根据切割深度z（0<z<d，d为板厚）和时间t的时间演化由被归一化到v0上的偏微分方程式DGL针对所给予的来自P的参数集合P0而被计算：
Figure 2011800087368100001DEST_PATH_IMAGE001
其中，所述偏微分方程式DGL具有起始值和边界值
h(z,t=0)=h0(z), M(z,t=0)=M0(z)
h(z=0,t)=0,       M(z=0,t)=m0(t;P0)
其中，h0(z)和M0(z)标识任意的起始分布，m0(t;P0)标识切割物前部的上边缘的位置，vp=vp(z,t)标识熔融物前部的速度，vs=G(z,t; h, P0)标识熔融物的表面上的流动速度，以及D(z,t;h,P0)标识熔膜动力的衰减，
以及接着
在步骤c）中，通过将吸收物前部的限定为位置M(z,t)-h(z,t)的时间变化过程投影到切割面上来给出切割面上的脊幅度的空间分布R（x，z），其中所述切割面具有通过进给速度v0确定的将t映射到x上的传递函数，
和/或，
根据在切割面的下边缘上的熔膜厚度的时间变化过程h（z=d，t）和流出速度的时间变化过程G(z=d,t; h(z=d,t), P0)来计算切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B（x），
以及
在步骤d）中，为进一步的分析提供了虚拟的切割结果，所述虚拟的切割结果包括R（x,z）和/或B（x）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL中的衰减D(z,t;h,P0)被置为零。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了计算切割面的下边缘上的毛刺的空间分布B（x）借助h(z=d,t), G(z=d,t; h(z=d,t), P0)和P材料来确定作为流体动力学的特征量的韦伯数We（t）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定其中通过蒸发开始毛刺形成的参数而确定熔融物的表面上的温度TS(t)=T(M(z=d,t)-h(z=d,t),z=d,t)，其中T(x, z ,t)标识熔融物中的温度。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，从包括R(x,z)和/或B(x)的虚拟的切割结果中导出脊和毛刺的一个或多个特征量K，用于评估虚拟的切割结果。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，步骤a）至d）在参数空间P中的参数集合P0的环境中被重复至少一次，以便针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
7.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过对微分方程式DGL的解结构的数学分析来针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
8.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过自动微分来针对参数集合P0给出被限定为切割结果或者一个或多个特征量K对来自P的参数的数学偏导数的敏感性。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，通过以来自参数空间P的分别被改变的参数来重复步骤a）至d），确定来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值，用于实现所限定的切割面和/或用于确定利用预给定的激光切割机能实现的切割面，和/或用于设计被优化的激光切割机的部件，所述被优化的激光切割机满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，如果所确定的值不能被传输到具有称作机器特定的设计空间DM的机器特定的参数的实际激光切割机，则导出用于根据来自激光切割工艺的参数空间P的参数的值来进一步开发和/或重新开发实际激光切割机的部件的规则，用于实现满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定的所限定的切割面，其中DM是P的在没有结构性改变实际激光切割机的情况下能够实现的子集。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，给出了切割的参数的值，利用所述值调节切割面上的脊幅度的空间分布，并且由此，图像或标志被施加到切割面上。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，给出了切割的参数的值，针对所述值实现了尽可能小的脊幅度的物理边界。
13.根据权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL的解利用数学方法根据针对不同起始值h(z,t=0)=h0(z)和M(z,t=0)=M0(z)的动态稳定性被分析，以便计算一个或多个特征量K，其中，如果存在不稳定的解，则根据不稳定性的程度能够给出脊幅度的分布R（x，z）的下限并且由此能够计算相应的一个或多个特征量K。
14.根据权利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，给出P或DM的子集，在所述子集中满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，给出P的子集，在所述子集中满足或至少逼近关于对切割面所提出的要求的预给定。
CN2011800087368A 2010-02-08 2011-01-25 在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法 Pending CN102741009A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010007323.7 2010-02-08
DE102010007323A DE102010007323A1 (de) 2010-02-08 2010-02-08 Verfahren zum Bestimmen des Schneidergebnisses eines Laserschneidprozesses
PCT/EP2011/000285 WO2011095290A1 (de) 2010-02-08 2011-01-25 Verfahren zum bestimmen des schneidergebnisses eines laserschneidprozesses unter verwendung eines simulation-programms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102741009A true CN102741009A (zh) 2012-10-17

Family

ID=44041754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800087368A Pending CN102741009A (zh) 2010-02-08 2011-01-25 在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9002683B2 (zh)
EP (1) EP2533934B1 (zh)
JP (1) JP2013518730A (zh)
CN (1) CN102741009A (zh)
DE (1) DE102010007323A1 (zh)
WO (1) WO2011095290A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103927411A (zh) * 2014-04-01 2014-07-16 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种龙门式激光切割机床的设计方法
CN111958128A (zh) * 2020-08-11 2020-11-20 陈月圆 一种承载垫板的加工方法
CN113059289A (zh) * 2021-06-03 2021-07-02 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种航空钛合金激光切割夹具及方法
CN115283857A (zh) * 2022-10-10 2022-11-04 江苏跃格智能装备有限公司 基于机器视觉的激光切割机智能控制方法
CN115916451A (zh) * 2020-10-16 2023-04-04 百超激光有限公司 用于高动态实时系统的组合路径和激光加工规划的方法、控制单元和激光切割系统
CN118023697A (zh) * 2024-04-12 2024-05-14 武汉市双桥科技有限公司 一种面向立体纸雕的激光雕刻方法及系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8793004B2 (en) * 2011-06-15 2014-07-29 Caterpillar Inc. Virtual sensor system and method for generating output parameters
BE1025957B1 (fr) * 2018-01-26 2019-08-27 Laser Engineering Applications Méthode pour la détermination de paramètres d'usinage laser et dispositif d'usinage laser utilisant ladite méthode
EP3671373A1 (de) 2018-12-19 2020-06-24 Bystronic Laser AG Prognoseverfahren zur prognose eines bearbeitungsergebnisses für ein laserbearbeitungsverfahren
CN110064872B (zh) * 2019-05-31 2020-07-31 山东大学 特厚板机器人焊接焊枪与坡口侧壁碰撞检测方法及系统
CN111783218B (zh) * 2020-05-19 2022-08-23 中国第一汽车股份有限公司 一种搭接焊缝的仿真模拟方法
CN111590174B (zh) * 2020-05-29 2021-08-31 池州学院 等离子切割机的切割头控制方法及系统
CN113070593B (zh) * 2021-03-10 2022-09-13 东风柳州汽车有限公司 一种机器人激光切割轨迹调试方法、装置及存储介质
CN113656954A (zh) * 2021-08-10 2021-11-16 北京首钢自动化信息技术有限公司 一种切割图谱生成方法和装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0452091A (ja) * 1990-06-15 1992-02-20 Toshiba Corp レーザ加工システム
DK109197A (da) 1996-09-30 1998-03-31 Force Instituttet Fremgangsmåde til bearbejdning af et materiale ved hjælp af en laserstråle
US5854751A (en) * 1996-10-15 1998-12-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Simulator and optimizer of laser cutting process
DE102008030783B3 (de) * 2008-06-28 2009-08-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Laserstrahlschrägschneiden und Laserbearbeitungsmaschine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103927411A (zh) * 2014-04-01 2014-07-16 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种龙门式激光切割机床的设计方法
CN103927411B (zh) * 2014-04-01 2017-02-22 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种龙门式激光切割机床的设计方法
CN111958128A (zh) * 2020-08-11 2020-11-20 陈月圆 一种承载垫板的加工方法
CN111958128B (zh) * 2020-08-11 2022-05-06 无锡市大德汽车部件科技有限公司 一种承载垫板的加工方法
CN115916451A (zh) * 2020-10-16 2023-04-04 百超激光有限公司 用于高动态实时系统的组合路径和激光加工规划的方法、控制单元和激光切割系统
CN115916451B (zh) * 2020-10-16 2024-02-20 百超激光有限公司 用于计算空间和时间分辨的、组合的设定点数据集的方法、控制单元和激光切割系统
CN113059289A (zh) * 2021-06-03 2021-07-02 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种航空钛合金激光切割夹具及方法
CN115283857A (zh) * 2022-10-10 2022-11-04 江苏跃格智能装备有限公司 基于机器视觉的激光切割机智能控制方法
CN118023697A (zh) * 2024-04-12 2024-05-14 武汉市双桥科技有限公司 一种面向立体纸雕的激光雕刻方法及系统
CN118023697B (zh) * 2024-04-12 2024-06-11 武汉市双桥科技有限公司 一种面向立体纸雕的激光雕刻方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
US9002683B2 (en) 2015-04-07
EP2533934A1 (de) 2012-12-19
US20120290276A1 (en) 2012-11-15
EP2533934B1 (de) 2014-01-15
JP2013518730A (ja) 2013-05-23
WO2011095290A4 (de) 2011-10-06
WO2011095290A1 (de) 2011-08-11
DE102010007323A1 (de) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102741009A (zh) 在使用仿真程序的情况下确定激光切割工艺的切割结果的方法
CN101784364B (zh) 用于进行材料切除的方法以及用于实施该方法的装置
Galati et al. Modelling energy source and powder properties for the development of a thermal FE model of the EBM additive manufacturing process
Tseng et al. Simulation study on laser cladding on preplaced powder layer with a tailored laser heat source
Umapathi et al. LaserStacker: Fabricating 3D objects by laser cutting and welding
Rodgers et al. A Monte Carlo model for 3D grain evolution during welding
Raghavan et al. Influence of geometry on columnar to equiaxed transition during electron beam powder bed fusion of IN718
Moradi et al. Numerical and experimental study of geometrical dimensions on laser-TIG hybrid welding of stainless steel 1.4418
CN105468873A (zh) 硅基光波导激光表面光滑化仿真方法
CN103093414A (zh) 一种dom栅格数据脱密与恢复方法
CN103366044A (zh) 一种基于ansys预测cmt焊缝形状尺寸的方法
Chen et al. Relationship between temperature at cut front edge and kerf quality in fiber laser cutting of Al–Cu aluminum alloy
CN103268064B (zh) 一种超短脉冲激光烧蚀氮化硅的模拟计算方法
Bailey et al. A parametric study on laser welding of magnesium alloy AZ31 by a fiber laser
CN103279629A (zh) 激光深熔点焊的能量利用率数值计算方法
Kaganovich et al. Measurements and simulations of shock wave generated plasma-vacuum interface
US20170017054A1 (en) Optic heating compensation in a laser processing system
CN103279630A (zh) 激光深熔点焊匙孔动态成形数值模拟方法
CN102357735A (zh) 基于可控光束剖面形状与功率分布的双扫描三维激光刻蚀加工方法
Akella et al. Heat flux for welding processes: model for laser weld
Sifullah et al. Laser cutting of square blanks in stainless steel-304 sheets: HAZ and thermal stress analysis
Dong et al. Numerical Simulation and Validation of Multiscale 3D Laser Spiral Machining of Microholes
Naik et al. Finite element simulation of A-TIG welding of duplex stainless steel 2205 using SYSWELD
Jones Multi-Scale Modeling of the Laser Powder-Bed Fusion Additive Manufacturing Process
CN109948206A (zh) 一种高能束加工菱形图案的平板有限元网格参数化建模方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121017