CN115647577A - 激光加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光加工方法,涉及光电领域,其中,激光加工方法包括以下步骤:按照预设加工轨迹,使激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置;控制激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连。本申请的技术方案,可以避免产品出现崩边等缺陷,保障产品加工品质。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域,特别涉及一种激光加工方法。
背景技术
相关激光切割的技术中,由于贝塞尔光束本身具备有无衍射的性能,因此在对脆性材料进行切割时,激光装置大多采用贝塞尔光束对脆性材料进行切割,例如通过贝塞尔光束实现对光学玻璃、陶瓷或者蓝宝石等脆性材料进行切割。
然而,在采用贝塞尔光束进行切割时,由于脆性材料的裂纹走向不易控制,导致脆性材料容易发生崩边和裂纹等情况,降低脆性材料切割后的成品率。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种激光加工方法,旨在避免产品出现崩边等缺陷,保障产品加工品质。
为实现上述目的,本发明提出的激光加工方法包括以下步骤:
按照预设加工轨迹,使激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置;
控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连。
可选的实施例中,所述控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤包括:
获取当前加工位置与所述上一加工位置在所述预设加工轨迹上的切线夹角;
根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值;
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置。
可选的实施例中,所述镜组包括第一反射镜和第二反射镜,所述第一反射镜和所述第二反射镜依次设于所述激光光束的光路上,所述激光光束沿水平方向出射至所述第一反射镜;
所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,获取所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的横坐标差值和纵坐标差值;
根据所述横坐标差值,控制所述第二反射镜进行平移;
根据所述纵坐标差值,控制所述第一反射镜进行平移。
可选的实施例中,所述根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值的步骤包括:
根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置相对于当前位置的偏转角度;
根据所述偏转角度和所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置坐标值,获取所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值。
可选的实施例中,所述镜组包括第一反射镜和第二反射镜,所述第一反射镜和所述第二反射镜依次设于所述激光光束的光路上,所述激光光束沿垂直方向出射至所述第一反射镜;
所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第一反射镜的偏转,且控制所述第二反射镜的偏转和平移,以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置。
可选的实施例中,所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第一反射镜的偏转,且控制所述第二反射镜的偏转和平移,以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第二反射镜进行平移;
调整所述第一反射镜的偏转方向,以使所述激光光束射向所述第二反射镜;
调整所述第二反射镜的偏转方向,以使所述激光光束射向所述贝塞尔切割头。
可选的实施例中,所述激光光束在所述贝塞尔切割头入射位置处被遮挡的面积小于所述激光光束的光斑的面积的二分之一。
可选的实施例中,所述按照预设加工轨迹,使激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置的步骤包括:
保持激光出射机构不动;
控制待加工件沿预设加工轨迹进行移动,使所述激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置。
可选的实施例中,所述控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤之后,还包括:
沿所述预设加工轨迹分离产品和残料。
可选的实施例中,所述沿所述预设加工轨迹分离产品和残料的步骤包括:
向产品或残料施加外力以使产品和残料沿所述预设加工轨迹分离;
或,向产品或残料加热以使产品和残料沿所述预设加工轨迹分离。
本发明技术方案的激光加工方法使得激光出射机构在对待加工件进行加工切割时,能够沿预设加工轨迹加工出若干个通孔,并且当激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置时,通过控制镜组的运动以调节激光光束在贝塞尔切割头的入射位置,从而在贝塞尔切割头对激光光束的遮挡下,通过控制激光光束不同的入射位置以实现生成长轴方向不同的椭圆形光斑的贝塞尔光束,使得下一加工位置处所产生的裂纹的断裂方向能够与该通孔位置的加工轨迹的行进方向相匹配,进而能够使得每一加工位置处产生的裂纹与预设加工轨迹保持相切或重合,如此,当激光出射机构按预设加工轨迹在待加工件加工若干个通孔时,相邻两个通孔的裂纹能够相连,以形成一条沿预设加工轨迹封闭的裂纹,从而可以避免待加工在加工过程中出现崩边和裂纹等情况,以提高成品率。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明激光加工方法第一实施例的流程示意图;
图2为本发明激光加工方法第二实施例的流程示意图;
图3为本发明激光加工方法第三实施例的流程示意图;
图4为本发明激光加工方法第四实施例的流程示意图;
图5为本发明激光加工方法第五实施例的流程示意图;
图6为本发明激光加工方法第六实施例的流程示意图;
图7为本发明激光加工方法第七实施例的流程示意图;
图8为本发明激光加工方法第八实施例的流程示意图;
图9为本发明激光加工方法第九实施例的流程示意图;
图10为本发明激光加工方法第十实施例的流程示意图;
图11为本发明激光出射机构、移动平台以及待加工件的结构示意图;
图12为本发明激光光束与贝塞尔切割头的结构示意图;
图13为本发明激光光束与贝塞尔切割头的另一结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
100 | 激光出射机构 | 51 | 第一反射镜 |
10 | 激光器 | 53 | 第二反射镜 |
11 | 激光光束 | 70 | 贝塞尔切割头 |
30 | 光束整形组件 | 200 | 移动平台 |
50 | 镜组 | 300 | 待加工件 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例,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作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。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一激光加工方法,通过控制激光出射机构的镜组移动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,使得激光出射机构在当前加工位置形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹匹配,且能够与上一通孔的裂纹相连,可以有效改善脆性材料的裂纹走向不易控制的技术问题,提升产品的成品率。
参照图1,在本发明可选的一实施例中,激光加工方法包括以下步骤:
步骤S10:按照预设加工轨迹,使激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置;
步骤S20:控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置,以使激光出射机构100于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连。
本实施例中,可以理解的,激光出射机构100的贝塞尔切割头70所加工的待加工件300可以为光学玻璃、陶瓷或者蓝宝石等脆性材质,在此不作具体限定;激光出射机构100包括激光器10、光束整形组件30、镜组50以及贝塞尔切割头70,激光器10用于发射出激光光束11,于激光光束11的光路上,光束整形组件30、镜组50以及贝塞尔切割头70依次设置;其中,光束整形组件30包括有扩束镜(图中未示出)和准直镜(图中未示出),并由扩束镜将激光光束11的光斑直径扩大,由准直镜将发散激光光束11进行准直,以获得平行的激光光束11;镜组50用于改变激光光束11的传播方向,并可以通过镜组50的移动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置,具体地,贝塞尔切割头70可以通过入射口处的表面作为遮挡面或者其内部的镜片固定架的端面作为遮挡面实现对激光光束11的部分遮挡,从而剩余未被遮挡的激光光束11由贝塞尔切割头70进行转化并聚焦后,能够转化为呈椭圆形光斑的贝塞尔光束,由于椭圆形光斑在长轴两端的能量较强,此时裂纹便会形成在长轴的两端;在进行激光加工时,通过控制激光出射机构100与待加工件300两者之间的相对移动,使得激光出射机构100可沿加工轨迹依次在待加工件300上加工出多个通孔,并且可以通过控制镜组50的移动实现调节激光光束11在贝塞尔切割头70的入射位置,以调整贝塞尔光束在待加工件300上形成的光斑方向,从而可以调整裂纹的延伸方向,使得每一通孔的裂纹能够与该通孔位置的加工轨迹相切或重合,以此使得相邻两通孔形成的裂纹相连,以避免在分离产品和残料时发生裂纹向加工轨迹外延伸且不受控而出现崩边等缺陷,提高产品的加工良率,在此说明,加工轨迹可以为开放式的直线轨迹或者弧形轨迹,亦可以为封闭式的方形轨迹或者圆形轨迹,本实施例不作具体限定。
在本申请提出的激光加工方法中,激光出射机构100在加工完成一个通孔之后,便会移动至预设加工轨迹上下一加工位置,此处加工完成一个通孔的加工位置可以为预设加工轨迹中的初始加工位置,亦可以是预设加工轨迹中的其余加工位置,当然了,此处排除了加工完成一个通孔的加工位置为预设加工轨迹中的终末加工位置;可以理解的是,在待加工件300上进行加工切割时,需要保证生成的椭圆形光斑的贝塞尔光束在每一加工位置处所形成的裂纹对应上该位置的预设加工轨迹的延伸切线方向,使得多个裂纹在最终相连后能够与预设加工轨迹最大程度保证重合。其中,若当前加工位置与下一加工位置之间的轨迹并非为直线轨迹时,便需要对应调节激光光束11在贝塞尔切割头70的入射位置,以使得贝塞尔光束的椭圆形光斑方向改变,使得激光光束11在下一加工位置所形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹相切或重合,并与上一加工位置的裂纹相连。
本发明的技术方案的激光出射机构100在对待加工件300进行加工切割时,能够沿预设加工轨迹加工出若干个通孔,并且当激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置时,通过控制镜组50的运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70的入射位置,从而在贝塞尔切割头70对激光光束11的遮挡下,通过激光光束11不同的入射位置以实现生成长轴方向不同的椭圆形光斑的贝塞尔光束,使得下一加工位置处所产生的裂纹的断裂方向能够与该通孔位置的加工轨迹的行进方向相匹配,进而能够使得每一加工位置处产生的裂纹与预设加工轨迹保持相切或重合,如此,当激光出射机构100按预设加工轨迹在待加工件300加工若干个通孔时,相邻两个通孔的裂纹能够相连,以形成一条沿预设加工轨迹封闭的裂纹,从而可以避免待加工在加工过程中出现崩边和裂纹等情况,以提高成品率。
参照图2,可选的实施例中,控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置,以使激光出射机构100于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤包括:
步骤S21:获取当前加工位置与上一加工位置在预设加工轨迹上的切线夹角;
步骤S22:根据切线夹角,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值;
步骤S23:根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置。
本实施例中,在步骤S21中,首先激光出射机构100按照预设加工轨迹由上一加工位置移动至当前加工位置,并获取当前加工位置与上一加工位置在预设轨迹上的切线夹角。步骤S22中,根据上述获取的切线夹角,以获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值,于一些示范实施例中,可以通过角度的变化下坐标值以单位移动变化的方式,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值,从而得到下一移动位置的坐标值;其中,例如激光光束11在第一象限内顺时针移动时,当前移动位置的坐标值为(0,1),当切线夹角为90°时,1°便能使得坐标值单位移动1/90的距离值,且在第一象限内顺时针转动下纵坐标值会减小且横坐标值会增加,从而可以获取下一移动位置的坐标值为(1,0);又例如激光光束11在第一象限顺时针移动至第二象限时,当前移动位置的坐标值为(0,1),当切线夹角为180°时,切线夹角1°的变化下便能使得坐标值单位相应移动1/180的距离值,且在第一象限内顺时针转动下纵坐标值会减小且横坐标值会增加,在第二象限内顺时针转动下内纵坐标值与横坐标值均会减小,从而可以获取下一移动位置(0,-1)。步骤S23中,通过激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,便可通过镜组50的运动下实现调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置,从而可以控制形成长轴方向不同的椭圆形光斑的贝塞尔光束,以控制下一加工位置裂纹沿长轴方向的朝向,以使裂纹的断裂方向与预设加工轨迹进行匹配。
参照图3和图11,可选的实施例中,镜组50包括第一反射镜51和第二反射镜53,第一反射镜51和第二反射镜53依次设于激光光束11的光路上,激光光束11沿水平方向出射至第一反射镜51;
根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置的步骤包括:
步骤S231:根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的横坐标差值和纵坐标差值;
步骤S232:根据横坐标差值,控制第二反射镜53进行平移;
步骤S233:根据纵坐标差值,控制第一反射镜51进行平移。
本实施例中,可以理解的是,在步骤S231中,可以通过激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值和当前位置坐标值之间的差值,获取两个坐标值之间的横坐标差值与纵坐标差值。在激光光束11沿水平方向出射时,激光光束11会入射至第一反射镜51后,通过第一反射镜51的偏转射向第二反射镜53,其中步骤S232中,可以根据上述得到的横坐标差值,控制第二反射镜53沿第一反射镜51偏转后的激光光束11的入射方向进行平移,以实现激光光束11在横轴方向上的位置调节,步骤S233中,可以根据上述得到的纵坐标差值,控制第一反射镜51沿水平方向出射的激光光束11的入射方向进行平移,以实现激光光束11在纵轴方向上的位置调节。如此设置,通过控制第一反射镜51和第二反射镜53的平移,实现调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置调节。
进一步地,根据切线夹角,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置相对于当前位置的偏转角度;根据偏转角度,获取预设速度在横坐标上的分速度和纵坐标上的分速度,在此说明,此处的预设速度可以为驱动机构驱动镜组50移动的预设速度;根据横坐标上的分速度和横坐标差值,获取第二反射镜53的移动时间;根据第二反射镜53的移动时间和横坐标上的分速度,获取第二反射镜53的平移距离;控制第二反射镜53按照第二反射镜53的平移距离进行平移;根据纵坐标上的分速度和纵坐标差值,获取第一反射镜51的移动时间;根据第一反射镜51的移动时间和纵坐标上的分速度,获取第一反射镜51的平移距离;控制第一反射镜51按照第一反射镜的平移距离进行平移。
参照图4,可选的实施例中,根据切线夹角,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值的步骤包括:
步骤S221:根据切线夹角,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置相对于当前位置的偏转角度。
步骤S222:根据偏转角度和激光光束11在贝塞尔切割头70当前位置坐标值,获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值。
本实施例中,在步骤S221中,通过切线夹角,可以通过切线夹角与激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置相对于当前位置的偏转角度相对应的关系,获取偏转角度。在步骤S222中,可以通过设定在角度变化下激光光束11在贝塞尔切割头70的每一位置预设坐标值,从而根据偏转角度和激光光束11在贝塞尔切割头70当前位置坐标值,便可直接获取激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值。
参照图5,可选的实施例中,镜组50包括第一反射镜51和第二反射镜53,第一反射镜51和第二反射镜53依次设于激光光束11的光路上,激光光束11沿垂直方向出射至第一反射镜51;
根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置的步骤包括:
步骤S234:根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制第一反射镜51的偏转,且控制第二反射镜53的偏转和平移,以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置。
本实施例中,可以理解的是,当激光光束11沿竖直方向出射时,激光光束11会入射至第一反射镜51后,通过第一反射镜51的偏转射向第二反射镜53,再由第二反射镜53的偏转以垂直入射至贝塞尔切割头70,因此,在步骤S234中,可以根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,通过该差值控制第一反射镜51的偏转,实现激光光束11在横轴方向上和纵轴方向上的移动,且第二反射镜53可以在水平面上进行移动,即在横轴方向上和纵轴方向上进行移动,同时能够配合第一反射镜51实现偏转,以承接第一反射镜51发射来的激光光束11并将其偏转以垂直入射至贝塞尔切割头70。在此说明,可以先控制第二反射镜53进行偏转和平移后,再控制第一反射镜51进行偏转,亦可以先控制第一反射镜51进行偏转后,再控制第二反射镜53进行偏转和平移,还可以是同时控制第一反射镜51和第二反射镜53进行操作,在此不作具体限定。
参照图6,可选的实施例中,根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制第一反射镜51的偏转,且控制第二反射镜53的偏转和平移,以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置的步骤包括:
步骤S2341:根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值与激光光束11在贝塞尔切割头70上当前位置的坐标值之间的差值,控制第二反射镜53进行平移;
步骤S2342:调整第一反射镜51的偏转方向,以使激光光束11射向第二反射镜53。
步骤S2343:调整第二反射镜53的偏转方向,以使激光光束11射向贝塞尔切割头70。
本实施例中,在步骤S2342中,可以通过激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值和当前位置坐标值之间的差值,获取两个坐标值之间的横坐标差值与纵坐标差值,并根据横坐标差值和纵坐标差值,控制第二反射镜53在水平面上进行平移;在步骤S2342中,同样根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值和当前位置坐标值之间的差值,控制第一反射镜51以激光光束11的入射方向为基准沿任意方向进行摆动,以使得激光光束11的光线射向第二反射镜53;在步骤S2343中,继续根据激光光束11在贝塞尔切割头70上下一移动位置的坐标值和当前位置坐标值之间的差值,调整第二反射镜53的偏转方向,以使得第二反射镜53能够正对朝向第一反射镜51,并将激光光束11偏转后垂直射向贝塞尔切割头70。
参照图12和图13,可选的实施例中,激光光束11在贝塞尔切割头70入射位置处被遮挡的面积不超过激光光束11的光斑的面积的二分之一。
本实施例中,可以理解的是,基于贝塞尔光束的聚集特性,当激光光束11贝塞尔切割头70入射位置处被遮挡的面积不超过激光光束11的光斑的面积的二分之一,即,贝塞尔切割头70只能将激光光束11的光斑的平分线一侧进行遮挡,从而保证剩余未被遮挡的激光光束11在通过贝塞尔切割头70转化为贝塞尔光束后,贝塞尔光束的光斑能够耦合为一个呈椭圆形的光点,以得到适用于对待加工件300切割加工的贝塞尔光束。当然了,于一些其他实施例中,激光光束11在贝塞尔切割头70入射位置处被遮挡的面积可以略微超过激光光束11的光斑的面积的二分之一,车间可以根据实际加工的需求进行选择。
参照图7,可选的实施例中,按照预设加工轨迹,使激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置的步骤包括:
步骤S11:保持激光出射机构100不动;
步骤S12:控制待加工件300沿预设加工轨迹进行移动,使激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置。
本实施例中,按照预设加工轨迹,可以通过激光出射机构100与待加工件300之间的相对移动,使得激光出射机构100可以由上一加工位置移动至下一加工位置进行加工。在步骤S11中,保持激光出射机构100不进行平移运动以保持不动,在步骤S12中,可以将待加工件300安置在移动平台200上,通过控制移动平台200水平移动,以带动待加工件300可以水平移动,从而可以控制待加工件300沿预设加工轨迹进行移动,实现两者之间的相对移动,使得激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置。由于激光出射机构100内包括有不便移动的激光器10和贝塞尔切割头70等结构,故该方式下可以无需控制激光出射机构100整体进行移动,只需控制待加工件300移动,操作方便,便于加工生产。当然了,于其他一些实施例中,可以是保持待加工件300不动,控制激光出射机构100沿预设加工轨迹进行移动,使激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置;还可以是控制激光出射机构100按预设加工轨迹沿第一方向进行移动,控制待加工件300按预设加工轨迹沿第二方向进行移动,从而使得激光出射机构100由上一加工位置移动至下一加工位置,其中,第一方向与第二方向为水平面上呈夹角设置的两个方向。
参照图8,可选的实施例中,控制激光出射机构100的镜组50运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70上的入射位置,以使激光出射机构100于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤之后,还包括:
步骤S30:沿预设加工轨迹分离产品和残料。
本实施例中,在激光出射机构100沿预设加工轨迹依次在待加工件300上自初始加工位置加工至终末加工位置之后,待加工件300上便形成了由通孔和裂纹连接形成的分隔产品和残料的裂片辅助线,此时,仅需沿裂片辅助线分割产品和残料便可以得到产品,裂片辅助线的设置,可以降低产品分离时出现崩边等缺陷。
参照图9,可选的实施例中,沿预设加工轨迹分离产品和残料的步骤包括:
步骤S31:向产品或残料施加外力以使产品和残料沿预设加工轨迹分离。
本实施例中,通过对残料或产品施加外力的方式以使产品和残料沿裂片辅助线分离,此时,可以按压产品或残料,以使裂片辅助线完全断裂,从而分离产品和残料,得到最终的产品。
参照图10,可选的实施例中,沿预设加工轨迹分离产品和残料的步骤包括:
步骤S32:向产品或残料加热以使产品和残料沿预设加工轨迹分离。
本实施例中,通过对产品或残料加热,使得产品或残料受热膨胀,而向裂片辅助线一侧膨胀时,便会使得依旧相连未完全断料的裂纹挤压断裂,从而使得产品和残料分离,得到最终的产品。
请参照图11至图13,本申请还提出一种激光装置,可用于实现上述任一项实施例中的激光加工方法,其中激光装置包括激光出射机构100,激光出射机构100包括激光器10、镜组50以及贝塞尔切割头70,激光器10被配置为发射激光光束11,镜组50和贝塞尔切割头70依次设于激光光束11的光路上,其中贝塞尔切割头70用于将激光光束11转化为贝塞尔光束,贝塞尔切割头70中形成有具备入射口和出射口的激光通路,入射口的周缘形成有环形的遮挡面,镜组50用于调节入射至入射口的激光光束11沿遮挡面的环向进行移动。
可以理解的,通过遮挡面将入射至入射口处的激光光束11进行部分遮挡,使得剩余未被遮挡的激光光束11经贝塞尔切割头70转化后,能够转化为呈椭圆形光斑的贝塞尔光束,从而贝塞尔光束在对待加工件300切割时所产生的裂纹可沿长轴方向进行断裂,同时控制镜组50的运动以调节激光光束11在贝塞尔切割头70的入射位置,使得激光光束11能沿环向进行移动,从而能够通过调整激光光束11的移动轨迹以形成长轴方向不同的光斑,因此在加工过程中,可以通过控制形成长轴方向不同光斑,实现调整裂纹的延伸方向,使得每一通孔的裂纹能够与该通孔位置的加工轨迹相切或重合,以此使得相邻两通孔形成的裂纹相连,以避免在分离产品和残料时由于裂纹向加工轨迹外延伸且不受控而出现崩边等缺陷,提高产品的加工良率。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光加工方法,其特征在于,所述激光加工方法包括以下步骤:
按照预设加工轨迹,使激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置;
控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连。
2.如权利要求1所述的激光加工方法,其特征在于,所述控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤包括:
获取当前加工位置与所述上一加工位置在所述预设加工轨迹上的切线夹角;
根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值;
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置。
3.如权利要求2所述的激光加工方法,其特征在于,所述镜组包括第一反射镜和第二反射镜,所述第一反射镜和所述第二反射镜依次设于所述激光光束的光路上,所述激光光束沿水平方向出射至所述第一反射镜;
所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,获取所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的横坐标差值和纵坐标差值;
根据所述横坐标差值,控制所述第二反射镜进行平移;
根据所述纵坐标差值,控制所述第一反射镜进行平移。
4.如权利要求2所述的激光加工方法,其特征在于,所述根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值的步骤包括:
根据所述切线夹角,获取激光光束在贝塞尔切割头上下一移动位置相对于当前位置的偏转角度;
根据所述偏转角度和所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置坐标值,获取所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值。
5.如权利要求2所述的激光加工方法,其特征在于,所述镜组包括第一反射镜和第二反射镜,所述第一反射镜和所述第二反射镜依次设于所述激光光束的光路上,所述激光光束沿垂直方向出射至所述第一反射镜;
所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述激光出射机构的镜组运动以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第一反射镜的偏转,且控制所述第二反射镜的偏转和平移,以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置。
6.如权利要求5所述的激光加工方法,其特征在于,所述根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第一反射镜的偏转,且控制所述第二反射镜的偏转和平移,以调节所述激光光束在所述贝塞尔切割头上的入射位置的步骤包括:
根据所述激光光束在所述贝塞尔切割头上下一移动位置的坐标值与所述激光光束在所述贝塞尔切割头上当前位置的坐标值之间的差值,控制所述第二反射镜进行平移;
调整所述第一反射镜的偏转方向,以使所述激光光束射向所述第二反射镜;
调整所述第二反射镜的偏转方向,以使所述激光光束射向所述贝塞尔切割头。
7.如权利要求1所述的激光加工方法,其特征在于,所述激光光束在所述贝塞尔切割头入射位置处被遮挡的面积小于所述激光光束的光斑的面积的二分之一。
8.如权利要求1至7中任一项所述的激光加工方法,其特征在于,所述按照预设加工轨迹,使激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置的步骤包括:
保持激光出射机构不动;
控制待加工件沿预设加工轨迹进行移动,使所述激光出射机构由上一加工位置移动至下一加工位置。
9.如权利要求1至7中任一项所述的激光加工方法,其特征在于,所述控制所述激光出射机构的镜组运动以调节激光光束在贝塞尔切割头上的入射位置,以使所述激光出射机构于当前加工位置所形成的通孔的裂纹与所述预设加工轨迹重合或相切,且与上一通孔的裂纹相连的步骤之后,还包括:
沿所述预设加工轨迹分离产品和残料。
10.如权利要求9所述的激光加工方法,其特征在于,所述沿所述预设加工轨迹分离产品和残料的步骤包括:
向产品或残料施加外力以使产品和残料沿所述预设加工轨迹分离;
或,向产品或残料加热以使产品和残料沿所述预设加工轨迹分离。
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