激光加工装置制造方法及图纸

在显示器显示的“方案”屏幕上，用户通过键输入完成所需的设定值输入或工作指令。期望值数据设定和输入到激光输出基准值“峰值”项及“↑斜坡”、“发光１”、“发光２”，“发光３”的：“↓斜坡”等各波形项。在装置内部，根据输入的设定值可以获得用于波形控制的基准波形图和用于显示的基准波形图。波形控制的基准波形图作为激光输出波形控制的基准值。用于显示的基准波形图响应预定的键操作而显示在屏幕的预定区域。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波形控制型激光加工装置。在将脉冲激光束投射到工件上以进行例如焊接或切割操作的激光加工装置中，迄今为止已经使用了下述技术，即，通过可变地控制脉冲激光束的激光能量的波形或者相应的预定电参数的波形来适应各种加工需要。在这类波形控制系统中，一个理想的用于波形控制的基准波形被事先设置并输入到激光加工装置中。激光加工装置包括一激光振荡单元，能够响应来自激光能量供应单元的电能供应，振荡和输出激光束；还包括一个激光控制(单元)，用于在开环控制系统或一闭环(反馈)控制系统中以随时间而改变的方式提供一种对激光能量供应单元的控制，也即，使自激光振荡单元振荡和输出的激光束的激光能量波形，或是激光能量供应单元的预定电参数的波形与基准波形相一致。参考图21至23描述了一种在这类传统激光加工装置中设定基准波形的典型方法。传统装置中具有一个如图21所示的设定模式屏，其中有多个阶段，例如三个发光阶段“发光1”，“发光2”，“发光3”以及两个冷却阶段“冷却1”，“冷却2”被准备做为用于确定单脉冲激光束基准波形的波形元素项。在一预定的时间区间(如0～20ms)内的理想时间被设定并输入到发光阶段“发光”，并从二种不同模式之中选择一种激光能量值。这里，激光能量值模式与激光能量相对应，在激光能量供应单元之中被表示为设定电压，并在同一模式设定屏上的单独的设定项中被设定为理想的电压值。在所示的例子中，设定A=300V,B=500V。在预定的区间(例如0～20ms)内的时间仅被设定和输入到冷却阶段“冷却”中。图22示出了与图21的设定值相对应的基准波形的波形图。图23A至23D示出了基准波形图的其他实例。在一般应用情况下，通常象图23的例子那样通过连续地使多个发光阶段“发光”相连而不插入冷却阶段“冷却”来采用一种单脉冲波形。应注意，在图21中为了便于说明，将可被设定并在模式设定屏幕中输入的项用虚线围起来。对于与基准波形的设定无直接关系的项则不予说明。如前所述，在传统的激光加工装置中，用户(操作者)事先设定多个不同的激光能量值模式的理想值以将各激光能量值模式分配给各发光阶段，从而为激光能量波形控制设定基准波形。对于这种设定系统，如果激光能量模式的量很少，例如只有二种，则可被设定的基准波形图案的形状就受到限制，使得在处理不同类形的工件时会遇到困难。通过增加激光能量值模式的数量来解决该问题则反过来会导致设定输入操作复杂化的问题，从而加重的用户方面的负担。虽然在工作材料相同而厚度不同时也需要改变激光能量值，但对于具有相同材料的工件来说，选用的基准波形图案通常是相同或相似的。例如，工件厚度的增加会导致激光能量值的增加。在这一方面，要想将具有相同波形形状的基准波形的激光能量值总量提高15％，则上述传统激光加工装置要求用户自己为各激光能量值模式指明15％的增加量(新的设定值)，并将所获得的新设定值在模式设定屏上输入(图21)，这样，既便是在只改变一个激光能量值模式的情况下，操作工作也是很麻烦的。如上所述，为增加基准波形形状的自由度而增加激光能量值模式数量的做法将会使使用者操作上的不便进一步增加。此外由于传统激光加工装置并不在屏上显示任何所设定的基准波形的波形形状，所以使用者需要在其头脑中从波形元素项的设定值中想像一个理想的波形图，或是另外由用户在纸上实际画一张波形图，这将导致在设定和改变基准波形时花费更多的时间。此外，由于基准波形的前沿和后沿被设置成仅有垂直而无倾斜，所以不可能随意调整在激光加工过程中的加热速率和冷却速率。本专利技术是着眼于上述存在于本专利技术中的问题而进行的，因此，本专利技术的目的之一是提供一种激光加工装置，通过简单的用户操作，能够为激光输出或相应电参数的波形控制设置具有不同波形图案形式的基准波形。本专利技术的另一个目的是提供一种激光加工装置，可以对已设定的用于波形控制的基准波形进行方便、自由的改动。本专利技术的再一个目的是提供一激光加工装置，使激光输出波形的上升/下降可被设成任意波形，并在激光加工中保证可对加热速率或冷却速率按照所期望的那样进行调整。为了达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种激光加工设备，包括用于振荡和输出脉冲激光束的激光振荡装置；用于向激光振荡装置提供用于激光振荡所需电能的激光能量供应装置；用于为脉冲激光束的激光输出或相应的激光能量供应装置的电参数设定基准值的基准值设定装置；波形段设定装置，用于以相对于基准值的比值的形式设定多个波形段的激光输出值或电参数值，所述的多个波形段构成用于对脉冲激光束的激光输出和电参数进行波形控制的基准波形；基准波形发生装置，用于在由基准值和相对于波形段的基准值的比的基础上产生的表示基准波形的波形数据，所述基准值是由基准值设定装置设定的，而波形段是由波形段部分设定的；以及波形控制装置，用于以下述方式提供一种对激光能量供应装置控制，即脉冲激光束的激光输出或电参数与由基准波形发生装置施加的基准波形相一致。在激光加工装置中，波形段设定装置最好包括脉冲阶段设定装置，用于将基准波形的脉冲宽度划分和设置成多个时间阶段，每个时间阶段具有一段任意长度的时间；及比例设定装置，用于以相对于激光输出基准值的比值的形式设定各时间阶段的激光输出值或电参数值。在激光加工装置中，基准波形发生装置最好包括用于获得基准波形的上升波形段的上升段发生装置，基准波形的上升波形段由多个阶段中的第一阶段的时间，和第二阶段的时间、激光输出比或电参数比，以及基准值得出。在激光加工装置中，基准波形发生装置可以包括用于获得基准波形的下降波形段的下降段发生装置，该下降波形段从多个阶段中的倒数第二个阶段的时间和激光输出比或电参数比，以及基准值和最后一个阶段的时间得出。激光加工装置最好是还包括一个设定值显示装置，用于显示基准值和该阶段的时间，激光输出比或电参数比的设定值。激光加工装置最好还包括基准波形图显示装置，用于显示表示基准波形的波形形状的基准波形图。在激光加工装置中，基准波形图显示装置可以在被脉冲阶段设定装置设定的多个阶段的时间，以及已由比例设定装置设定的各阶段的激光输出比或电参数比的基础上获得基准波形图。在激光加工装置中，波形段设定装置可以包括通过点时间设定装置，用于在基准波形的波形上设置多个通过点的时间；及比例设定装置，用于以相对于基准值的比值的形式设定各通过点的电参数值或激光输出值。在激光加工装置中，基准波形发生装置最好包括用于获得基准波形的上升波形段的上升段发生装置，所述上升波形段是从多个通过点中的第一点的时间、激光输出比例或电参数比例，以及基准值得出。在激光加工装置中，基准波形发生装置最好包括用于获得基准波形的下降波形的下降波形生成器，下降波形段是从时间，和多个通过点中的倒数第二个点的激光输出比或电参数比，以及从最后一个通过点的时间和基准值中获得的。激光加工装置最好是还包括设定值显示装置，用于显示激光输出基准值和时间设定值，所述通过点的激光输出比或电参数比。激光加工装置最好还包括基准波形图显示装置，用于显示表示基准波形的波形形状的基准波形图。在激光加工装置中，基准波形图显示装置可以在已被通过点时间设定装置设定的多个通过点的时间，以及在已被比例设定装置设定的各点的激光输出比或电参数比的基础上获得基准波形图。根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，包括：用于振荡和输出脉冲激光束的激光振荡装置；用于为激光振荡装置提供激光振荡用的电能的激光能量供应装置；基准值设定装置，用于为所述脉冲激光束的激光输出设定基准值，或为相应的所述激光能量供应装置的电参数设定基准值 ；波形段设定装置，用于以相对于所述基准值的比值的形式设定多个波形段的激光输出值或电参数值，以构成所述脉冲激光束的激光输出或所述电参数的波形控制用的基准波形；基准波形发生装置，用于在基准值的基础上和相对于波形段的所述基准值比的基础上， 产生表示所述基准波形的波形数据，所述基准值由所述基准值设定装置设定，而所述相对于波形段的所述基准值的比由所述波形段设定装置设定；和使所述激光能量供应装置能按以下方式进行控制的波形控制装置，所述方式即为所述脉冲激光束的激光输出或所述电参数 同由所述基准波形发生装置施加的所述基准波形相一致。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木晴树，川村浩二，
申请(专利权)人：宫地技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]