一种激光切割方法技术

本发明专利技术提供一种激光切割方法，该方法用于去除注塑件水口和覆膜件水口，其切割路径采用示教编程并记录相关程序的方法，所述的示教编程方法是逐一记录曲线上点的切割头姿态和即时速度，并把这些数据联系起来形成连续的切割运动，示教整条切割路径并保存为ＣＮＣ程序；其中，规则曲线根据其特征进行示教，不规则曲线则采用短线段拟合法示教。通过采用程序控制工作台运动和激光频率、能量的方式和法向切割的工作模式，除了能够降低对操作人员的要求外，同时也保证了加工的一致性、切口和圆弧衔接的连续性，提高了切割质量，进一步扩大激光切割的适用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于去除注塑件水口和非金属覆膜件水口的激光切割方法，尤其 是不规则形状的注塑件水口和非金属覆膜件水口的激光法向切割方法。
技术介绍
注塑零件凝固后流道所形成的部分称为水口 ；表面贴敷非金属膜的零件称为覆膜 件，这里把覆膜件边缘的非金属飞边也称为水口。利用激光聚焦产生能量来切割物体的方 法称为激光切割工艺，我们所要揭露的工艺方法就是如何利用激光切割的方法去除注塑件 水口和覆膜件飞边。根据覆膜件水口边缘的形状可定义为平面水口和空间水口。水口的延伸方向与零 件上某一平面的延伸方向相同的水口称为平面水口，其特征为水口成一平面曲线且位于一 个真实平面上；水口的延伸方向与零件上某些曲面的延伸方向相同的水口称为空间水口， 其特征为水口成一空间曲线或者水口成一平面曲线但位于一个假想平面与其他面相交面 上。某种笔记本电脑外壳采用最新的注塑件覆膜工艺，该工艺涉及到的去除覆膜水口 (如图3和图4，31-水口、32-切除部分)工序，通常是利用刀片手工切割。手工切割是一种 比较原始的切割方法，对操作技巧要求很高，而且切割质量也不可控制，主要问题体现在如 下几个方面切割尺寸精度差、圆弧与直线、圆弧与圆弧衔接部位连续性、不同零件一致性 难于保证，表面容易产生意外损伤，切割效率低下，对操作技巧和熟练程度要求较高等。问 题集中在尺寸精度、效率、外观和熟练工人的培养等方面，因此很难形成较高层次的量产， 影响这种新工艺的普及和发展。某种手机屏幕采用注塑制造工艺，该工艺中涉及到的去除注塑件水口工序，目前 采用的是冲切工艺，冲切工艺的执行器件主要是切刀，这种工艺主要问题体现在如下几个 方面水口位于曲线边或为空间水口无法切割，接触式的冲切工艺可能导致零件表面损伤 或零件切口附近撕裂，同一把切刀不能兼容不同形式的水口等。问题集中在异型水口不能 切割，可能导致的报废量增加和切刀数量增加带来的管理成本上升。
技术实现思路
本专利技术提供一种便于操作、高切割精度、高生产效率、高加工品质、高安全性、高通 用性、长期稳定型的激光切割方法，该方法用于去除注塑件水口和覆膜件水口，包括如下步 骤a、零件定位；b、零件按照预先设定的切割路径运动，采用多轴联动工作台使零件保持切割方向 沿切割路径法向运动，且切割路径采用示教编程并记录相关程序的方法；其中，假定切割路径是由许多点相连构成的空间曲线，切割头沿曲线行走一周即 是依次沿曲线上的点行走一周，针对每一个点来说，切割头有唯一的姿态和即时速度，所述的示教编程方法是逐一记录曲线上点的切割头姿态和即时速度，并把这些数据联系起来形 成连续的切割运动，示教整条切割路径并保存为CNC程序；其中，规则曲线根据其特征进行示教，不规则曲线则采用短线段拟合法示教；所述 的短线段拟合法是把空间曲线分成若干首尾相接的短线段，通过示教这条短线段而取得一 条近似的空间曲线来代替真实的曲线，拟合的曲线无限接近于真实曲线。其中，所述步骤a的零件定位是通过外部压紧的方式保证夹具与零件完全贴合。其中，所述步骤a的零件定位是通过机械安装的方式保证定位后夹具完全水平。其中，所述步骤a的零件定位是通过设置多轴联动工作台关电原点的方式保证定 位后夹具具有唯一的一种初始化状态。其中，所述步骤a的零件定位首先设置切割起点，该切割起点是通过设置水口上 的某一点与激光焦点重合，该点为切割起点。通过采用程序控制工作台运动和激光频率、能量的方式和法向切割的工作模式， 除了降低对操作人员的要求外，同时也保证了加工的一致性、切口和圆弧衔接的连续性，提 高了切割质量，进一步扩大激光切割的适用范围，具体效果如下1、用自动切割的勻速运动保证切口的连续性、圆弧衔接的连续性。2、用较高的定位精度及运动定位精度保证切割精度。3、用自动切割的快速运动保证切割效率。4、用示教的编程方式保证操作的便捷性。5、用程序控制代替手工操作保证加工的一致性。6、用法向切割方法保正切割质量。7、用能量随动的方法保证切割质量。8、用激光加工代替冲切来实现更广泛的适应性。附图说明下面参照附图结合实施方式对本专利技术进一步的描述。图1是本专利技术方法原理图；图2是本专利技术方法流程图；图3是本专利技术的一种应用——笔记本外壳空间水口平面示意图；图4是本专利技术的一种应用——笔记本外壳空间水口立体示意图。具体实施例以下结合各附图所示之最佳实施例作进一步说明。本专利技术涉及，本方法的实施需提及的一种系统组合，如图1，该 系统组合包括多轴联动工作台、激光切割机、CCD过程监视系统14，其中，整个方法的流程 需要中央控制系统11调节控制工作台的切割路径的运动控制系统13、控制激光切割机的 能量和频率的激光控制系统12以及执行各系统的程序控制软件；本实施例中，激光切割为 C02激光切割机。如图1所述的实施例中，所述的多轴联动工作台为XYZ-A四轴联动工作台，其分别 X、Y、Z、A方向上的直线运动速度分别由伺服驱动器1、伺服驱动器2、伺服驱动器3、伺服驱动器4控制，实现XYZ-A四联动切割路径输出。激光控制系统12由激光能量控制和激光频率控制组成。而激光的能量与频率控 制是根据零件的运动速度和厚度确定的。其中，激光轴垂直于切割面，激光焦点位于切割面上。其中，切割头要与切割路径成法向。CCD过程监视系统14是用于操作人员在切割轨迹示教的过程中，确保切割头与切 割路径成法向、激光轴垂直于切割面以及激光焦点位于切割面上；在示教之后的切割轨迹 程序修正过程中，用于观察切割轨迹形态是否与水口完美拟合，以便操作人员对拟合不完 美的地方对CNC程序内的个别语句进行修正。中央控制系统11是通过控制软件实现对运动控制系统13、激光控制系统12的 调配，使得激光频率、能量随运动速度和零件厚度而变化，提高了不同厚度零件的切割通用 性。运动控制系统13通过运动控制软件可以实现各种直线运动、圆弧运动、不规则曲 线运动插补，各个轴的运动速度可分别设定，可保证运动速度均勻。在切割路径、切割头姿态的调节过程中，涉及到一种示教编程并记录相关程序的 方法，即逐一记录曲线上点的切割头姿态和即时速度，并把这些数据联系起来形成连续的 切割运动。轨迹上的不规则曲线采用短线段拟合法示教，即把空间曲线分成若干首尾相接 的短线段，通过示教这条短线段而取得一条近似的空间曲线来代替真实的曲线，拟合的曲 线无限接近于真实曲线。本激光切割方法的流程图如图2所示，具体步骤如下步骤1 切割系统初始化XYZ-A四轴联动工作台四轴回复原点，设定工作台初始速度，切割机各项参数设置 到最低，激光处于锁光状态。步骤2 零件装卡、夹持定位根据夹具设计选择装卡和定位夹紧方式。其中，零件精确定位的方法为采用特殊设计的工装夹具，该特殊设计的工装夹具 可实现零件定位、又能在一定程度上矫正零件的应力变形。该特殊设计的工装夹具的特点 之一为定位后通过外部压紧的方式保证夹具与零件完全贴合，从而实现定位并矫正变形； 该特殊设计的工装夹具的特点之二为通过机械安装的方式保证定位后夹具体完全水平； 该特殊设计的工装夹具的特点之三为通过设置XYZ-A四轴联动工作台光电原点的方式保 证定位后夹具体有唯一的一种初始化状态，并且无论经过怎样的循环运动后都可以回复到 这种状态，从而保证加工的可重复性。步骤3:切割起点设置调节X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光切割方法，该方法用于去除注塑件水口和覆膜件水口，其特征在于，包括如下步骤：ａ、零件定位；ｂ、零件按照预先设定的切割路径运动，采用多轴联动工作台使零件保持切割方向沿切割路径法向运动，且切割路径采用示教编程并记录相关程序的方法；其中，假定切割路径是由许多点相连构成的空间曲线，切割头沿曲线行走一周即是依次沿曲线上的点行走一周；针对每一个点来说，切割头有唯一的姿态和即时速度，所述的示教编程方法是逐一记录曲线上点的切割头姿态和即时速度，并把这些数据联系起来形成连续的切割运动，示教整条切割路径并保存为ＣＮＣ程序；其中，不规则曲线则采用短线段拟合法示教；所述的短线段拟合法是把空间曲线分成若干首尾相接的短线段，通过示教这条短线段而取得一条近似的空间曲线来代替真实的曲线，拟合的曲线无限接近于真实曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪鑫，潘红日，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]