專利名稱：激光Punch快速加工方法
技術領域：
本發明涉及一種紫外激光punch快速加工方法。
背景技術：
在激光加工技術中，一般激光器的工作模式設為脈沖模式，遇到比較難加工的工件時，通常采用一遍一遍重復的加工，直到達到效果。這樣做的弊端是一遍加工完再加工時，材料通常已經冷卻，激光加工時需要激光重新和材料產生熱效應，從而才能進一步切害I]，這中間就浪費了很多不必要的時間。而且一般加工方式為重復加工，每重復一次都要從圖形終點再回到圖形起點，行走這些空程也會浪費很多時間。中國專利CN100398249公開一種激光切割裝置，包括:材料運送裝置)，其把板狀材料向送進方向運送；加工頭，其能向材料照射激光；頭移動裝置，其用于使加工頭在材料的送進方向和寬度方向上移動；上游側支承裝置，其在加工頭的下方上游側支承材料，且隨著加工頭向送進方向的移動而把材料的支承區域在送進方向上擴大縮??；下游側支承裝置，其在加工頭的下方下游側支承切割完的零件，且隨著加工頭向送進方向的移動而把切割完的零件的支承區域在送進方向上擴大縮小。中國專利CN101537535公開一種激光切割機等光程光路控制裝置，包括激光源、光路上的補償反射鏡機構及其補償機構驅動、激光切割頭上的反射鏡、激光切割頭及其驅動，補償反射鏡機構和激光切割頭共用橫梁上的一個直線導軌副，補償機構驅動和激光切割頭驅動共用橫梁上的一個傳動副；補償反射鏡機構的運動方向與激光切割頭的運動方向一致并同時開始和停止，補償反射鏡機構在橫梁直線導軌副上的運動速度Vl與激光切割頭在橫梁直線導軌副上的運動速度V2之間的比例是:V1: V2 = l: 2。當激光切割頭沿Y軸方向運動距離Ti時，補償反射鏡的運動距離為Y，從而保證光程長度恒定。上述專利都沒有公開本發明的快速加工方法。本專利提出一種激光punch快速加工方法，本方法加工過程是:每個光斑加工到理想效果(切穿或半刻)再加工下一個光斑，避免了重復熱處理的現象，達到了快速加工的方法。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有的激光重復加工時，需要重新熱處理、加工效率低的問題，本發明提供一種激光punch快速加工的方法，該方法具有避免重復熱處理現象，加工效率高的優點。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:一種激光punch快速加工方法，包括以下幾個步驟:
a)在punch模式下,采用計算機控制激光出射脈沖,通過調節頻率和punch time控制脈沖的個數；b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數，使激光在punch模式下,把材料加工到切穿或半刻的程度；
c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距；
d)將加工圖形替換為punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距； e )全選punch點，進行加工。上述技術方案中，步驟c)中的精度要求為邊緣平整度和光滑度要求，一般要求激光光斑的重疊率在70%以上。Punch加工方式所需的時間為:Λ tl+50 Λ t，其中，Λ tl為材料預熱所用時間，Λ t為加工一遍所需要的時間。本發明中，punch模式的工作原理為:在，punch模式下,計算機控制激光出射脈沖，通過調節頻率和punch time控制脈沖的個數。本專利提出的激光punch快速加工方法具體步驟如下:調節合適的參數(激光功率，單脈沖能量密度，頻率和punch time),讓激光在punch模式下在材料上加工出想要的效果(切穿或半刻);測量第一步打出光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求(邊緣平整度和光滑度)，確定各個punch點之間的間距；將原有圖形替換為punch點，各個punch點之間的間距設為第二步中的間距；全選punch點，進行加工。本發明的優點在于=Pimch模式下，每個光斑加工到理想效果(切穿或半刻)再加工下一個光斑，避免了重復熱處理的現象，達到了快速加工的方法。本發明解決激光重復加工時需要重新熱處理的問題，提高了激光加工的效率。實驗數據顯示，采用本發明的加工方法加工效率提高200%以上，取得了較好的技術效果。


圖1為punch加工方式與一般加工方式對比示意圖。圖2為一般加工方式中單個激光光斑作用到材料上，材料熱量隨時間的變化示意圖。圖3為Punch加工方式中單個激光光斑作用到材料上，材料熱量隨時間的變化
示意圖。圖1中，I為一般加工方式；2為punch加工方式。一般加工方式米用一遍一遍重復的加工，直到達到效果。punch加工方式為第一個光斑加工到效果后，再加工第二個光斑。圖2、圖3中，畫出了單個光斑點兩種方法的對比圖，圖2所示的為單個激光光斑作用到材料上，材料熱量隨時間的變化，Atl為材料預熱所用時間，只有當熱量達到Tl以上，材料才能熔化汽化，才能達到加工的效果。假設傳統一般方式加工需要加工50遍，那么對于單個光斑點的加工，一般加工方式所需的時間為:50 (Atl+At)。
圖3中，Punch加工方式所需的時間為:Λ tl+50 Δ t。
單純地計算激光作用時間，punch加工方式節省49Atl的時間。而且一般加工方式為重復加工，每重復一次都要從圖形終點再回到圖形起點，行走這些空程也會浪費很多時間。

下面通過具體實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施例
實施例1
一種激光punch快速加工方法,包括以下幾個步驟:a)在punch模式下,采用計算機控制激光出射脈沖，通過調節頻率和punch time控制脈沖的個數；b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數,使激光在punch模式下,把材料加工到切穿或半刻的程度；c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距；d)將步驟c)中的光斑的大小圖形替換為各個punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距；e)全選punch點，進行加工，如圖1所示，步驟c)中的精度要求為邊緣平整度和光滑度要求，Punch加工方式所需的時間為:Δ tl+50 Λ t，其中，Λ tl為材料預熱所用時間，Λ t為加工一遍所需要的時間。實施例2
一種激光punch快速加工方法,包括以下幾個步驟:a)在punch模式下,采用計算機控制激光出射脈沖，通過調節頻率和punch time控制脈沖的個數；b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數,使激光在punch模式下,把材料加工到切穿或半刻的程度；c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距；d)將步驟c)中的光斑的大小圖形替換為各個punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距；e)全選punch點，進行加工，如圖2和圖3所示，步驟c)中的精度要求為邊緣平整度和光滑度要求。Punch加工方式所需的時間為:Λ tl+50 Λ t，其中，Λ tl為材料預熱所用時間，Λ t為加工一遍所需要的時間。附圖2畫出了單個光斑點兩種方法的對比圖，上圖所示的為單個激光光斑作用到材料上，材料熱量隨時間的變化，Atl為材料預熱所用時間，只有當熱量達到Tl以上，材料才能熔化汽化，才能達到加工的效果。假設傳統一般方式加工需要加工50遍，那么對于單個光斑點的加工，兩種加工方式所需的時間為:
一般加工方式:50 (Δ tl+ Δ t)；
Punch 加工方式:Δ tl+50 Δ t ；
所以單純地計算激光作用時間，punch加工方式就會節省49 Δ tl的時間。而且一般加工方式為重復加工，每重復一次都要從圖形終點再回到圖形起點，行走這些空程也會浪費很多時間。本實施例解決了解決激光重復加工時需要重新熱處理的問題，提高了激光加工的效率。實施例3
一種激光punch快速加工方法,包括以下幾個步驟:a)在punch模式下,采用計算機控制激光出射脈沖，通過調節頻率和punch time控制脈沖的個數；b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數,使激光在punch模式下,把材料加工到切穿或半刻的程度；c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距；d)將步驟c)中的光斑的大小圖形替換為各個punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距；e)全選punch點,進行加工，Punch加工方式所需的時間為tl+50 Δ t，其中，Λ tl為材料預熱所用時間，Λ t為加工一遍所需要的時間。實驗表明，傳統加工方式花費10秒，而punch加工方式只需要3秒鐘，大大提高了加工效率。
權利要求
1.一種激光punch快速加工方法，包括以下幾個步驟: a)在punch模式下,采用計算機控制激光出射脈沖,通過調節頻率和punchtime控制脈沖的個數； b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數，使激光在punch模式下,把材料加工到切穿或半刻的程度； c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距； d)將步驟c)中的光斑的大小圖形替換為各個punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距； e )全選punch點，進行加工。
2.根據權利要求1所述的激光punch快速加工方法，其特征在于步驟c)中的精度要求為邊緣平整度和光滑度要求，要求激光光斑的重疊率在70%以上。
3.根據權利要求1所述的激光punch快速加工方法,其特征在于Punch加工方式所需的時間為:Λ tl+50 Λ t，其中，Λ tl為材料預熱所用時間，Λ t為加工一遍所需要的時間。
全文摘要
本發明涉及一種激光Punch快速加工方法，主要解決現有技術中激光重復加工時需要重新熱處理、加工速度慢的問題，本發明采用一種激光Punch快速加工方法，包括以下幾個步驟a)在punch模式下，采用計算機控制激光出射脈沖，通過調節頻率和punchtime控制脈沖的個數；b)調節合適的激光功率、單脈沖能量密度、激光頻率和punch時間參數，使激光在punch模式下，把材料加工到切穿或半刻的程度；c)測量步驟b)打出的激光光斑的大小，再根據材料加工所需的精度要求，確定各個punch點之間的間距；d)將步驟c)中的光斑的大小圖形替換為各個punch點圖形，各個punch點之間的間距設為步驟c)中的間距；e)全選punch點，進行加工的技術方案，較好的解決了該問題，可用于激光加工行業中。
文檔編號B23K26/00GK103212784SQ201210015698
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者魏志凌, 寧軍, 蔡猛 申請人:昆山思拓機器有限公司