激光切削系统和激光切削方法技术方案

在这里描述了激光切削系统(10)和方法。一个或者多个系统包括：激光生成构件(102)、光学构件(122)、用于在零件(106)位于支撑件上的情况下保持支撑件的固定装置(104)，和控制机构(128)，该控制机构(128)用于调节激光生成构件(102)、光学构件(122)和固定装置(104)中的至少一个，使得施加到零件的激光能量与零件材料厚度的比率在沿着切削路径的每一个点处维持在预定的可接受范围内，以在维持支撑件的完整性的同时切穿零件。

【技术实现步骤摘要】
激光切削系统和激光切削方法本申请是基于2012年9月18日提交的专利申请号为201280045915.3(PCT/IB2012/001812)、名为“激光切削系统和激光切削方法”的申请(进入中国国家阶段日期：2014年3月20日)的分案申请。
本公开涉及用于激光切削的系统和方法。
技术介绍
已经在很多工业中设计并且利用了激光切削系统。例如，在汽车工业中，激光切削系统用于切削在使用模具、冲压机或者其它形成工具形成的保险杠上的边缘。一旦形成，保险杆从模具、压机等移除，但是由于模具形成过程经常在边缘周围包括的一些多余的材料。激光切削系统能够用于将这多余的材料从保险杆移除。因此，激光将材料切除并且通过手工抛光或者其它这种方式将部件的边缘抛光，以消除任何尖锐的部分并且大体上将边缘平滑处理。在某些其它实现中，在模具上形成一种物件(item)并且使用激光将该物件从模具切除。或者，通过冲压或者另一个成型过程在模具上形成一种物件并且该物件利用某种支撑件定位。如果该物件已经得以模制，则模具可以被用作支撑件。然而，切削到支撑材料中对于所述过程是不利的。例如，当利用激光切削时，支撑材料可以与用于形成该物件的材料混合。这能够引起非期望的材料物理特性或者变色，这可能是不理想的。切削过程自身也能够改变靠近切削路径的材料的特性。不象其它切削技术，激光切削产生足够的热以切削材料并且，同样材料与热的相互作用能够改变它的特性，例如使其更加脆性，这在某些应用中是不期望的。特别地在将以相对高的速度进行切削并且因此使用高能量激光束快速地切穿材料时会产生上述情况。另外地，在某些实现中被切削的材料的厚度能够改变，并且同样地，切削技术的效力能够减小。例如，如果为了最有效的切削被切削的材料的一部分比用于校准激光的部分更厚，则激光可能并不完全贯穿材料地切削或者材料可能并不那么有效地汽化。如果材料更薄，则被切削材料的边缘的特性可能以非预期的方式改变。激光还可能贯穿正被切削的物件切削，并且切削到支撑材料中，如上所述，这可能在某些应用中是不期望的。附图说明图1示意能够在根据本公开的一个或者多个实施例中使用的系统。图2示意根据本公开的一个或者多个实施例在模具之上应用的一片零件材料。图3示意根据本公开的一个或者多个实施例的通过使所述一片零件材料形成在模具表面的至少一个部分上而产生的零件。图4示意根据本公开的一个或者多个实施例的在一部分上的切削路径。图5示意根据本公开的一个或者多个实施例的从模具正被移除的被切削的部分。图6示意根据本公开的一个或者多个实施例的能够使用的五轴线移动类型的一个实例。图7示意根据本公开的一个或者多个实施例的方法。具体实施方式在这里描述激光切削系统和方法。例如，一个或者多个系统包括激光生成构件、光学构件、用于在零件定位在支撑件上的情况下保持支撑件的固定装置，和控制机构，该控制机构用于调节激光生成构件、光学构件和固定装置中的至少一个，从而在沿着切削路径的每一个点处施加于零件的激光能量与零件材料厚度的比率维持在预定的可接受范围内，以在维持支撑件的完整性的同时切穿零件。在这里公开了其它的系统和方法。本公开的实施例能够切穿用于形成零件的材料，而不切削到邻近于零件材料的支撑材料中。在某些实施例中，激光束能够切穿零件材料，但是并不实质性地切入到支撑材料。在这种情形中，可以提供一种被切削而且并不实质性地与支撑件的材料混合的零件和/或如果需要可以允许再次使用支撑件。在这里提供了实施例允许零件被快速地切削，而大致不改变零件的靠近由激光束形成的切削路径的边缘的诸如零件的脆性或者变色的特性。除了其他的益处之外，实施例还能够切穿邻近于支撑件的、具有不同厚度的材料。这能够通过如在下面更加详细描述地改变激光束的一个或者多个特性而得以实现。在以下详细说明中，对于形成其一部分的附图进行参考。附图通过示意图示出可以如何实践本公开的一个或者多个实施例。图1示意能够根据本公开的一个或者多个实施例使用的系统。在于图1中所示的实施例中，提供了用于激光切削在模具106之上形成的来自一片零件材料的零件的系统100。图1的系统100包括激光生成构件102、一个或者多个光学构件122、固定装置104，和定位在固定装置104上的模具106。在图1的实施例中，固定装置还包括：平台108，该平台108用于将模具106定位在其上；和旋转机构126，该旋转机构126允许零件在当从平台上方观察时的顺时针和/或逆时针方向上旋转。在图1的实施例中，系统100还包括控制构件110。控制构件110包括处理器112、存储器114，和一个或者多个控制机构124、126和/或128。指令116能够存储在存储器114中并且由处理器112执行以控制例如保持零件的固定装置104的移动、激光生成构件102的移动、一个或者多个光学构件122的移动、由激光生成构件102产生的激光束的一个或者多个特性的调节、经由喷嘴120施加的气体的特性和/或经由管子130施加的抽吸的其它特性的调节。这些物件能够例如经由控制构件124、126和/或128来控制，和/或经由被设置成调节一个或者多个光学构件122、调节激光生成构件102的特性、调节经由喷嘴120提供的气体的特性，和/或调节经由抽吸管子130提供的抽吸压力的机构来控制。存储器114还能够具有存储在其中的、能够如将在下面更加详细讨论地在执行指令时使用的数据118。存储器能够是提供易失或者非易失存储器的非暂时的机器可读介质。存储器还能够是可移除的例如便携式存储器，或者不可移除的例如内部存储器。例如，存储器能够是随机访问存储器(RAM)或者只读存储器(ROM)。在其它类型的存储器中，存储器能够例如是动态随机访问存储器(DRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、相变随机访问存储器(PCRAM)、只读光盘存储器(CD-ROM)、激光盘、数字化通用磁盘(DVD)或者其它光盘存储器，和/或诸如磁带盒、磁带或者磁盘的磁性介质。此外，虽然存储器示意为位于控制机构110中，但是本公开的实施例不受如此限制。例如，存储器还能够位于不是控制机构，而是连接到控制机构的存储器装置中。在某些实施例中，存储器能够在计算资源的内部或者外部，并且能够使机器可读指令经由诸如互联网或者其他有线或者无线连接的网络被上载和/或下载。关于激光生成构件的控制，能够以各种方式控制激光束的能量。例如，能够调节对于激光生成构件的功率以增加所形成的光束的能量。例如，能够通过调制激光束的功率、调节光学构件(例如，一个或者多个镜子和/或透镜)和/或基于零件特性和所期切削路径控制固定装置的速度和/或激光生成构件相对于固定装置的速度，在预定范围内控制将被施加于零件的能量。能够根据系统的特性和/或所被切削的材料的特性来改变这些因素的组合。例如，如果系统并不具有关于其能量能够被调节的激光生成构件，则能够调节固定装置和/或激光生成构件和/或一个或者多个光学构件的移动速度。如以上讨论地，能够进行的调节是与所使用的光学构件相关的。通过改变构件(例如，切换透镜)或者调节该构件(例如，改变焦距和/或移动光学构件)，由激光生成构件产生的能量能够随着其穿过或者由一个或者多个光学构件引导而改变。这些移动能够由在图1中所示的一个或者多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造牙科器械的方法，该方法包括：设置与逐渐移动牙齿的虚拟治疗计划相关联的模具，所述模具具有形成在所述模具上并且符合所述模具的材料片，形成在所述模具上的所述材料片创建与逐渐移动牙齿的所述虚拟治疗计划相关联的所述牙科器械，并且其中，所述材料片的一些部分的厚度由于所述材料片形成在专用模具上而变化；定义切削路径，用于修剪形成的所述牙科器械的多余材料；确定沿着定义的所述切削路径的所述材料片的厚度；基于确定的沿着所述切削路径的所述材料片的厚度，而确定用于调节激光切削系统中的激光生成构件、光学构件和保持所述模具的固定装置中的至少一者的调节指令，以沿着所述切削路径切穿材料；使用所述激光切削系统并且根据与所述模具的定义的所述切削路径相关的确定的所述调节指令，沿着定义的所述切削路径而修剪形成的所述牙科器械的多余材料；以及从所述模具移出所述牙科器械。

【技术特征摘要】
2011.09.21 US 13/239,1731.一种制造牙科器械的方法，该方法包括：设置与逐渐移动牙齿的虚拟治疗计划相关联的模具，所述模具具有形成在所述模具上并且符合所述模具的材料片，形成在所述模具上的所述材料片创建与逐渐移动牙齿的所述虚拟治疗计划相关联的所述牙科器械，并且其中，所述材料片的一些部分的厚度由于所述材料片形成在专用模具上而变化；定义切削路径，用于修剪形成的所述牙科器械的多余材料；确定沿着定义的所述切削路径的所述材料片的厚度；基于确定的沿着所述切削路径的所述材料片的厚度，而确定用于调节激光切削系统中的激光生成构件、光学构件和保持所述模具的固定装置中的至少一者的调节指令，以沿着所述切削路径切穿材料；使用所述激光切削系统并且根据与所述模具的定义的所述切削路径相关的确定的所述调节指令，沿着定义的所述切削路径而修剪形成的所述牙科器械的多余材料；以及从所述模具移出所述牙科器械。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定沿着所述定义的切削路径的所述材料片的厚度包括利用传感器测量或者感测所述厚度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定沿着所述定义的切削路径的所述材料片的厚度包括基于与所述模具相关联的虚拟模具估计所述厚度。4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定沿着所述定义的切削路径的所述材料片的厚度包括通过对在所述模具上的所述材料片的成形过程进行虚拟建模而估计所述厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定沿着所述定义的切削路径的所述材料片的厚度包括基于存储的实验数据而估计所述厚度。6.根据权利要求1至5的任意一项所述的方法，其中，对于沿着所述切削路径的每一个点或者对于沿着所述切削路径的特定长度，确定或估计沿着所述切削路径的所述厚度。7.根据权利要求1至6的任意一项所述的方法，其中，所述调节指令使施加到所述材料的激光能量与沿着所述定义的切削路径的所述材料片的确定的厚度的比率在沿着所述切削路径的每一点处维持在预定范围内。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述比率的所述预定范围在维持所述模具的完整性的同时，允许所述激光沿着所述切削路径切穿所述材料片。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述调节指令通过定义一组用于移动所述固定装置的移动和速度调节指令，将所述比率在沿着所述切削路径的每一点处维持在所述预定范围内。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节指令包括一组移动和速度调节指令，该移动和速度调节指令用于相对于所述激光切削系统的激光移动所述固定装置。11.一种制造一系列牙科器械的方法，该方法包括：设置一系列专用模具，所述一系列专用模具中的每个所述专用模具与逐渐移动牙齿的虚拟治疗计划相关联，并且所述一系列专用模具中的每个所述专用模具都具有形成在所述专用模具上并且符合所述专用模具的材料片，其中，所述材料片的一些部分的厚度由于所述材料片形成在所述专用模具上而变化，形成在每个所述专用模具上的所述材料片形成与逐渐移动牙齿的所述虚拟治疗计划相关联的所述一系列牙科器械；为所述一系列专用模具中的每个专用模具定义切削路径，用于修剪形成的所述牙科器械的多余材料；为每个定义的所述切削路径，确定基于所述定义的切削路径的用于调节激光切削系统中的激光生成构件、光学构件和保持所述专用模具的固定装置中的至少一者的调节指令，以沿着所述切削路径切穿材料；为所述一系列专用模具中的每个专用模具，使用所述激光切削系统并且根据与特定的所述专用模具的定义的所述切削路径相关的确定的所述调节指令，沿着定义的所述切削路径修剪形成的所述牙科器械的多余材...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·卡尔普，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US