CN104439717A - 一种水流激光切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种水流激光切割装置及切割方法，涉及激光切割领域，能够切割精密工件，提高切割控制精度，而且减少切割时对精密工件造成的危害。水流激光切割装置包括冲击流体喷射单元和至少一个激光束发射单元；每个激光束发射单元用于向切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态；冲击流体喷射单元用于向熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，冲击流体为水与蒸汽的混合物。本发明实施例用于工件的切割。

Description

一种水流激光切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及激光切割领域，尤其涉及一种水流激光切割装置及切割方法。

背景技术

激光切割是利用激光束照射工件表面时释放的能量来使工件熔化或气化，以达到切割目的的一种切割技术，因其具有切割质量好，切割速度快等优点而受到广泛应用。一般情况下，激光切割在切割工件时，当激光束照射工件表面使其熔化或气化后，还需要辅助气体或者水流带走切割处的溶屑，使切割处形成切口，这样才能达到切割的目的。

现有技术中，常用的辅助激光切割是水辅助激光切割，其方法为将工件放入水中，使工件的切割表面与水面存在一定距离，当激光束透过水照射工件的切割表面使其气化时，激光束在水中与工件作用而产生的热流和气泡会带走切割处的溶屑，以此达到切割目的。另外，由于水具有良好的冷却作用，当激光照射工件时，水可以很好地冷却非切割处工件的受热，进而减少工件的变形。

虽然水辅助激光切割具有很多优点，但是在切割高精密工件时仍存在以下问题，其一是很难控制工件的切割厚度，容易造成过切割。示例的，液晶显示面板包括对盒设置的上层玻璃基板和下层玻璃基板，一般下层玻璃基板上设置有电路系统，所以在切割液晶显示面板时，需要精确控制切割厚度，在切割上层玻璃基板的同时要避免下层玻璃基板受到激光热量的损害，然而现有技术中的水辅助激光切割由于无法精确控制激光的热穿透的厚度，透过上层玻璃基板的激光热量很容易损伤到下层玻璃基板的电路系统，造成过切割现象。其二是激光照射水中的工件时，水与激光作用后会产生等离子体，而精密工件置于含有等离子体的水中时，水中的等离子体会对精密工件造成危害。示例的，在切割液晶显示面板的上层玻璃基板时，水与激光作用后会产生的等离子体会附着在液晶显示面板的下层玻璃基板上，对下层玻璃基板的导电性能造成影响。

发明内容

本发明的实施例提供一种水流激光切割方法及装置，能够切割精密工件，提高切割控制精度，而且减少切割时对精密工件造成的危害。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例一方面提供一种水流激光切割装置，所述装置包括冲击流体喷射单元和至少一个激光束发射单元；

每个所述激光束发射单元用于向切割线发射激光，使所述切割线处的工件变为熔融态；

所述冲击流体喷射单元用于向所述熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。

可选的，所述冲击流体喷射单元具体用于：

采用第一冲击流体冲击所述切割线，分割所述熔融态的切割线，使得在所述切割线处形成预切割线；

采用第二冲击流体冲击所述预切割线，使得所述预切割线完全分割开；

所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

可选的，所述第一冲击流体包括90％～99％的水；

所述第二冲击流体包括1％～10％的水。

可选的，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述冲击流体喷射单元喷射冲击流体的强度和所述激光束发射单元发射的激光的强度。

可选的，所述控制单元包括红外监控器，所述红外监控器用于探测所述工作点处的温度，所述工作点为工件的切割线上的任意一点；

所述控制单元具体用于根据所述工作点处的温度控制所述冲击流体喷射单元喷射到所述工作点处的冲击流体的强度和所述激光束发射单元发射到所述工作点处的激光的强度。

可选的，所述至少一个激光束发射单元发射的激光、所述冲击流体喷射单元喷射的冲击流体和所述工件的切割线位于同一平面。

可选的，所述装置包括至少两个激光束发射单元；

所述至少两个激光束发射单元发射的激光和所述冲击流体喷射单元喷射的冲击流体位于第一平面，所述工件的切割线垂直于所述第一平面。

可选的，所述冲击流体喷射单元包括液体罐和蒸汽发生器，所述液体罐与用于控制液体流量的液体控制阀连接，所述蒸汽发生器与用于控制气体流量的气体控制阀连接，所述液体控制阀和所述气体控制阀均与气液混合泵连接；

所述冲击流体喷射单元还包括喷射管道和喷嘴；

所述喷射管道与所述气液混合泵连接，用于将所述冲击流体运送到所述喷嘴处；

所述喷嘴与所述喷射管道连接，用于将所述喷射管道中的所述冲击流体喷射到所述切割线上；

所述控制单元具体用于通过控制所述气液混合泵，控制所述冲击流体的强度。

本发明实施例另一方面提供一种水流激光切割方法，所述方法包括：通过激光束照射切割线，使所述切割线处的工件变为熔融态；

通过冲击流体冲击所述熔融态的切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。

可选的，所述通过冲击流体冲击所述切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑包括：

采用第一冲击流体冲击所述切割线，分割所述熔融态的切割线，使得在所述切割线处形成预切割线；

采用第二冲击流体冲击所述预切割线，使得所述预切割线完全分割开；

所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

可选的，所述第一冲击流体包括90％～99％的水；

所述第二冲击流体包括1％～10％的水。

本发明实施例提供的水流激光切割装置及切割方法，所述装置包括冲击流体喷射单元和至少一个激光束发射单元，每个激光束发射单元用于向切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态；冲击流体喷射单元用于向熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，冲击流体为水与蒸汽的混合物。相较于现有技术，本发明实施例提供的水流激光切割装置通过激光束发射单元向工件的切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态，相比现有技术中需要液化或气化切割线处的工件，使切割线处的工件变为熔融态时所需的激光的强度较低，激光的热量较小，因此激光在熔融切割线处的工件时熔融厚度容易控制，避免造成过切割。当切割线处的工件变为熔融态时，利用冲击流体喷射单元向切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，实现了一种柔性切割，这样通过精确控制激光的热穿透的厚度，避免了现有技术在切割工件时激光的热量对工件的非切割区域造成损伤，提高了切割控制精度。另外，现有技术中激光切割置于水中的精密工件时，水与激光作用后产生的等离子体会附着在精密工件上，对精密工件的表面造成危害，然而本发明实施例中采用的是流动的冲击流体，流动的冲击流体与激光接触时间短，产生的等离子体少，并且产生的等离子体会随着流动的冲击流体一起流逝掉，不会附着在精密工件的表面，这样减少了切割时对精密工件造成的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水流激光切割装置框图；

图2为本发明另一实施例提供的水流激光切割装置框图；

图3为本发明实施例提供的水流激光切割装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的激光束发射单元结构示意图；

图5为本发明实施例提供的冲击流体喷射单元结构示意图；

图6为本发明实施例提供的水流激光切割方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种水流激光切割装置10，如图1所示，水流激光切割装置10包括冲击流体喷射单元101和至少一个激光束发射单元102，每个激光束发射单元102用于向切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态。冲击流体喷射单元101用于向熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，冲击流体为水与蒸汽的混合物。

所述溶屑为变为熔融态的切割线处的工件。

所述冲击流体为水与蒸汽的混合物，混合比例可以根据多次实验或者经验获得，本发明实施例对此不做限定。

所述至少一个激光束发射单元102可以包括一个激光束发射单元，也可以包括多个激光束发射单元，本发明实施例对于激光束发射单元的设置数量不做限定。在实际应用中，可以综合考虑工件的切割线宽度和厚度，工件的材质或者是激光束发射单元的成本等因素，来设置激光束发射单元的数量。

所述熔融态为介于固态和液态之间的一种物质状态，固态的工件在受到激光照射后，吸收激光的热量变为熔融态，如果加大激光的照射强度，吸收更多的热量就会变为液态。在工件处于熔融态时，工件的形状还没有发生很大变化，但内部结构已经遭到破坏，工件会变软。

通过激光束发射单元102向切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态，此时切割线处的工件吸收的激光热量较少，切割线处的工件变软，但形状还没有发生很大变化，这样可以保护非切割线处的工件，避免非切割线处的工件受到激光热量的损害。然后利用冲击流体喷射单元101向已经成为熔融态的切割线处的工件喷射冲击流体，这样在具有一定压力的冲击流体的冲击之下，切割线处的溶屑会被除去，工件在切割线处会被切割开来。

示例的，在切割液晶显示面板的玻璃基板时，由于液晶显示面板包括对盒设置的上层玻璃基板和下层玻璃基板，且一般下层玻璃基板上设置有电路系统，所以在切割上层玻璃基板时，需要精确控制切割厚度，避免下层玻璃基板受到激光热量的损害。利用本发明实施例提供的水流激光切割装置切割液晶显示面板的上层玻璃基板时，首先激光束发射单元102向上层玻璃基板的切割线发射激光，使切割线处的玻璃基板变为熔融态，此时切割线处的上层玻璃基板吸收的激光热量较少，且形状还未发生很大变化，激光的热量还无法到达下层玻璃基板处，所以不会对下层玻璃基板上的电路系统造成损害，然后利用冲击流体喷射单元101向已经成为熔融态的切割线处的上层玻璃基板喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且切割线处的溶屑会随着冲击流体的冲击而流走，这样上层玻璃基板就会在切割线处被切割开来。

这样一来，相较于现有技术，本发明实施例提供的水流激光切割装置通过激光束发射单元向工件的切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态，相比现有技术中需要液化或气化切割线处的工件，使切割线处的工件变为熔融态时所需的激光的强度较低，激光的热量较小，因此激光在熔融切割线处的工件时熔融厚度容易控制，避免造成过切割。当切割线处的工件变为熔融态时，利用冲击流体喷射单元向切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，实现了一种柔性切割，这样通过精确控制激光的热穿透的厚度，避免了现有技术在切割工件时激光的热量对工件的非切割区域造成损伤，提高了切割控制精度。另外，现有技术中激光切割置于水中的精密工件时，水与激光作用后产生的等离子体会附着在精密工件上，对精密工件的表面造成危害，然而本发明实施例中采用的是流动的冲击流体，流动的冲击流体与激光接触时间短，产生的等离子体少，并且产生的等离子体会随着流动的冲击流体一起流逝掉，不会附着在精密工件的表面，这样减少了切割时对精密工件造成的危害。

进一步的，冲击流体喷射单元101具体用于：采用第一冲击流体冲击切割线，分割熔融态的切割线，使得在切割线处形成预切割线；采用第二冲击流体冲击预切割线，使得预切割线完全分割开；所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

优选的，所述第一冲击流体为90％～99％的水和10％～1％的蒸汽的混合物。在实际应用中，可以利用气液混合泵将90％～99％的水和10％～1％的蒸汽混合均匀制成第一冲击流体。主要由水制成的第一冲击流体在以适当的喷射强度喷射到工件的切割线处，冲击流体的冲击力会分割所述熔融态的切割线，形成预切割线，所述预切割线为去除掉大部分溶屑，残留少量溶屑的切割线，其中残留少量溶屑是为了保护工件的非切割区域，避免受到第一冲击流体的冲击而造成损害。另外制作第一冲击流体时，在水中混合少量的蒸汽，有助于第一冲击流体喷射工件的切割线处时产生水膜，该水膜可以很好地冷却切割线处的温度，避免激光照射产生的热量对工件造成变形危害。

优选的，所述第二冲击流体为1％～10％的水和99％～90％的蒸汽的混合物。由于蒸汽温度较高，在采用了第一冲击流体冲击切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除掉切割线处大部分溶屑后，切割线处只残留了很少量的溶屑，形成很薄的连接层，此时再利用主要由高温蒸汽制成的第二冲击流体喷射切割线处很薄的连接层，利用热胀冷缩原理将切割线处的部分残留的溶屑完全去除，使得很薄的连接层断开，达到切割工件的目的。由于这种柔性切割可以精切控制切割厚度，避免了激光切割时激光的热量对工件的非切割区域造成的损伤。

示例的，在切割液晶显示面板的上层玻璃基板时，通过激光束发射单元向上层玻璃基板的切割线处发射激光，使得切割线处的玻璃基板变为熔融态，然后利用冲击流体喷射单元向切割线处熔融态的玻璃基板喷射第一冲击流体，通过控制第一冲击流体的喷射强度，在利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线的同时，去除掉大部分的溶屑，使玻璃基板的切割线处于不完全断开状态。在此过程中激光束发射单元和冲击流体喷射单元同时工作，且同方向移动，在激光和第一冲击流体对上层玻璃基板的切割线作用一遍之后，切割线处的上层玻璃基板还没有完全断开，还存在很薄的一个连接层，然后再利用冲击流体喷射单元向该连接层喷射第二冲击流体，利用第二冲击流体的温度特性，使得该连接层断开，达到了切割上层玻璃基板目的。此种方法很好地控制了切割厚度，避免了对下层玻璃基板造成危害。

进一步的，如图2所示，水流激光切割装置10还包括控制单元103，控制单元103用于控制冲击流体喷射单元101喷射冲击流体的强度和激光束发射单元102发射的激光的强度。

控制单元103可以是一个控制电路，或者也可以是一个可编程逻辑控制器，本发明实施例对此不做限定。优选的，控制单元103是一个可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器内存储了冲击流体的混合比例，喷射冲击流体的强度，和发射的激光的强度等参数，用以控制水流激光切割装置10正常运作。

较佳的，所述控制单元103包括红外监控器，所述红外监控器用于探测工作点处的温度，所述工作点为工件的切割线上的任意一点；所述控制单元103具体用于根据工作点处的温度控制冲击流体喷射单元101喷射到工作点处的冲击流体的强度和激光束发射单元102发射到工作点处的激光的强度。

所述红外监控可以分为主动式和被动式两种形式，其中主动式是红外监控器向切割线上的工作点处主动发射红外光束，然后根据接收反馈回来的信息判断切割线上的工作点处的温度；被动式是红外监控器本身不发射红外光束，根据探测到的周围环境的红外信息判断切割线上的工作点处的温度。此处用于探测工作点处的温度的红外监控器可以是主动式的，也可以是被动式的，本发明实施例对此不做限定。示例的，当红外监控器探测到此时切割线上的工作点处的温度较高时，可以通过增大冲击流体喷射单元101喷射到工作点处的冲击流体的强度和/或减小激光束发射单元102发射到工作点处的激光的强度，来控制工作点处的温度，避免由于工作点处温度过高造成非切割区域的工件的损伤。

优选的，如图3所示，水流激光切割装置10包括至少两个激光束发射单元102；所述至少两个激光束发射单元102发射的激光和所述冲击流体喷射单元101喷射的冲击流体位于第一平面，所述工件20的切割线垂直于所述第一平面。两个激光束发射单元102互成角度的设置方式可以使激光束发射单元102发射的激光充分的照射在工件20的切割线上，并且当切割线较宽，而照射在工件20上的激光区域较小时，设置两个激光束发射单元102可以达到较大的激光照射面积，这样水流激光切割装置10扫描一遍工件20的切割线即可达到切割要求。参考图3所示，优选的，将冲击流体喷射单元101设置在两个激光束发射单元102的中间，且冲击流体喷射单元101喷射的冲击流体与两个激光束发射单元102发射的激光处于同一平面，这样激光束发射单元102发射的激光在熔融工件20上的切割线时，冲击流体喷射单元101喷射的冲击流体可以立即分割熔融态的切割线，并且将切割线处的溶屑去除。

可选的，至少一个激光束发射单元102发射的激光、冲击流体喷射单元101喷射的冲击流体和工件20的切割线位于同一平面。这样激光束发射单元102发射的激光可以充分的照射在工件20的切割线上，冲击流体喷射单元101喷射的冲击流体可以更好地配合激光束发射单元102分割切割线，去除掉切割线处的溶屑，并且切割线处的切口较为平整，不易产生微裂痕。

如图4所示，激光束发射单元102可以包括激光器1021，平凸准直镜1022，平面反射镜1023和平凸聚焦镜1024。激光器1021发射的激光经过平凸准直镜1022后，激光的光路变为平行光路，然后再经过平面反射镜1023反射到平凸聚焦镜1024上，平凸聚焦镜1024将平行光路的激光聚焦，形成能量大，强度高的激光束，然后可以利用所述激光束对工件进行切割。

进一步的，如图5所示，冲击流体喷射单元101包括液体罐1011和蒸汽发生器1012，液体罐1011与用于控制液体流量的液体控制阀1013连接，蒸汽发生器1012与用于控制气体流量的气体控制阀1014连接，液体控制阀1013和气体控制阀1014均与气液混合泵1015连接。冲击流体喷射单元101还包括喷射管道1016和喷嘴1017，喷射管道1016与气液混合泵1015连接，用于将冲击流体运送到喷嘴1017处，喷嘴1017与喷射管道1016连接，用于将喷射管道1016中的冲击流体喷射到切割线上，控制单元103具体用于通过控制气液混合泵1015，控制冲击流体的强度。

所述喷嘴1017可以选用多种材质的喷嘴，本发明实施例对此不做限定，在实际应用中，在喷射第一冲击流体时，由于需要利用第一冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，所以可以选用喷嘴细，硬度高的红宝石喷嘴，因为它可以保证喷出的冲击流体的直径小，压力大，这样有利于切割；在喷射第二冲击流体时，由于是利用第二冲击流体的高温特性以及热胀冷缩原理来切割预切割线，需要第二冲击流体均匀的充斥在预切割线处，所以可以选用花洒式喷嘴。在实际操作时，可以通过控制单元103控制喷嘴1017进行切换。参考图5所示，可以通过控制液体控制阀1013和气体控制阀1014来控制水和蒸汽的混合比例，调配第一冲击流体或第二冲击流体，然后通过控制气液混合泵1015转速，控制第一冲击流体或第二冲击流体的喷射强度，再通过喷嘴1017将第一冲击流体或第二冲击流体喷向工件的切割线。

本发明实施例提供的水流激光切割装置，所述装置包括冲击流体喷射单元和至少一个激光束发射单元，每个激光束发射单元用于向切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态；冲击流体喷射单元用于向熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，冲击流体为水与蒸汽的混合物。相较于现有技术，本发明实施例提供的水流激光切割装置通过激光束发射单元向工件的切割线发射激光，使切割线处的工件变为熔融态，相比现有技术中需要液化或气化切割线处的工件，使切割线处的工件变为熔融态时所需的激光的强度较低，激光的热量较小，因此激光在熔融切割线处的工件时熔融厚度容易控制，避免造成过切割。当切割线处的工件变为熔融态时，利用冲击流体喷射单元向切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，实现了一种柔性切割，这样通过精确控制激光的热穿透的厚度，避免了现有技术在切割工件时激光的热量对工件的非切割区域造成损伤，提高了切割控制精度。另外，现有技术中激光切割置于水中的精密工件时，水与激光作用后产生的等离子体会附着在精密工件上，对精密工件的表面造成危害，然而本发明实施例中采用的是流动的冲击流体，流动的冲击流体与激光接触时间短，产生的等离子体少，并且产生的等离子体会随着流动的冲击流体一起流逝掉，不会附着在精密工件的表面，这样减少了切割时对精密工件造成的危害。

本发明另一实施例提供一种水流激光切割方法，如图6所示，方法步骤包括：

步骤601、通过激光束照射切割线，使切割线处的工件变为熔融态。

步骤602、通过冲击流体冲击熔融态的切割线，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。

这样一来，相较于现有技术，本发明实施例提供的水流激光切割方法通过激光束照射切割线，使切割线处的工件变为熔融态，相比现有技术中需要液化或气化切割线处的工件，使切割线处的工件变为熔融态时所需的激光的强度较低，激光的热量较小，因此激光在熔融切割线处的工件时熔融厚度容易控制，避免造成过切割。当切割线处的工件变为熔融态时，利用冲击流体冲击所述熔融态的切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，实现了一种柔性切割，这样通过精确控制激光的热穿透的厚度，避免了现有技术在切割工件时激光的热量对工件的非切割区域造成损伤，提高了切割控制精度。另外，现有技术中激光切割置于水中的精密工件时，水与激光作用后产生的等离子体会附着在精密工件上，对精密工件的表面造成危害，然而本发明实施例中采用的是流动的冲击流体，流动的冲击流体与激光接触时间短，产生的等离子体少，并且产生的等离子体会随着流动的冲击流体一起流逝掉，不会附着在精密工件的表面，这样减少了切割时对精密工件造成的危害。

进一步的，通过冲击流体冲击切割线，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑包括：

首先采用第一冲击流体冲击切割线，分割熔融态的切割线，使得在切割线处形成预切割线；然后采用第二冲击流体冲击预切割线，使得预切割线完全分割开；所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

优选的，所述第一冲击流体为90％～99％的水和10％～1％的蒸汽的混合物；所述第二冲击流体为1％～10％的水和99％～90％的蒸汽的混合物。

本发明实施例提供的水流激光切割方法，所述方法包括：首先通过激光束照射切割线，使切割线变为熔融态；然后通过冲击流体冲击切割线，利用冲击流体的冲击力分割熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。相较于现有技术，本发明实施例提供的水流激光切割方法通过激光束照射切割线，使切割线处的工件变为熔融态，相比现有技术中需要液化或气化切割线处的工件，使切割线处的工件变为熔融态时所需的激光的强度较低，激光的热量较小，因此激光在熔融切割线处的工件时熔融厚度容易控制，避免造成过切割。当切割线处的工件变为熔融态时，利用冲击流体冲击所述熔融态的切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除切割线处的溶屑，实现了一种柔性切割，这样通过精确控制激光的热穿透的厚度，避免了现有技术在切割工件时激光的热量对工件的非切割区域造成损伤，提高了切割控制精度。另外，现有技术中激光切割置于水中的精密工件时，水与激光作用后产生的等离子体会附着在精密工件上，对精密工件的表面造成危害，然而本发明实施例中采用的是流动的冲击流体，流动的冲击流体与激光接触时间短，产生的等离子体少，并且产生的等离子体会随着流动的冲击流体一起流逝掉，不会附着在精密工件的表面，这样减少了切割时对精密工件造成的危害。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体步骤，可以参考前述水流激光切割装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例提供的水流激光切割方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种水流激光切割装置，其特征在于，所述装置包括冲击流体喷射单元和至少一个激光束发射单元；

每个所述激光束发射单元用于向切割线发射激光，使所述切割线处的工件变为熔融态；

所述冲击流体喷射单元用于向所述熔融态的切割线喷射冲击流体，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述冲击流体喷射单元具体用于：

采用第一冲击流体冲击所述切割线，分割所述熔融态的切割线，使得在所述切割线处形成预切割线；

采用第二冲击流体冲击所述预切割线，使得所述预切割线完全分割开；

所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述第一冲击流体包括90％～99％的水；

所述第二冲击流体包括1％～10％的水。

4.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述冲击流体喷射单元喷射冲击流体的强度和所述激光束发射单元发射的激光的强度。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括红外监控器，所述红外监控器用于探测所述工作点处的温度，所述工作点为工件的切割线上的任意一点；

所述控制单元具体用于根据所述工作点处的温度控制所述冲击流体喷射单元喷射到所述工作点处的冲击流体的强度和所述激光束发射单元发射到所述工作点处的激光的强度。

6.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个激光束发射单元发射的激光、所述冲击流体喷射单元喷射的冲击流体和所述工件的切割线位于同一平面。

7.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少两个激光束发射单元；

所述至少两个激光束发射单元发射的激光和所述冲击流体喷射单元喷射的冲击流体位于第一平面，所述工件的切割线垂直于所述第一平面。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冲击流体喷射单元包括液体罐和蒸汽发生器，所述液体罐与用于控制液体流量的液体控制阀连接，所述蒸汽发生器与用于控制气体流量的气体控制阀连接，所述液体控制阀和所述气体控制阀均与气液混合泵连接；

所述冲击流体喷射单元还包括喷射管道和喷嘴；

所述喷射管道与所述气液混合泵连接，用于将所述冲击流体运送到所述喷嘴处；

所述喷嘴与所述喷射管道连接，用于将所述喷射管道中的所述冲击流体喷射到所述切割线上；

所述控制单元具体用于通过控制所述气液混合泵，控制所述冲击流体的强度。

9.一种水流激光切割方法，其特征在于，所述方法包括：

通过激光束照射切割线，使所述切割线处的工件变为熔融态；

通过冲击流体冲击所述熔融态的切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑，所述冲击流体为水与蒸汽的混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过冲击流体冲击所述切割线，利用冲击流体的冲击力分割所述熔融态的切割线，并且去除所述切割线处的溶屑包括：

采用第一冲击流体冲击所述切割线，分割所述熔融态的切割线，使得在所述切割线处形成预切割线；

采用第二冲击流体冲击所述预切割线，使得所述预切割线完全分割开；

所述第一冲击流体中水的含量大于所述第二冲击流体中水的含量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述第一冲击流体包括90％～99％的水；

所述第二冲击流体包括1％～10％的水。