[發(fā)明專(zhuān)利]通過(guò)激光加工工件表面的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880011772.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110603117B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·希爾德布蘭德;戈特弗里德·萊尼克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 薩奧有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/00
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/00;B41C1/05;G05B19/4099;B23K26/359;B23K26/082
• 代理公司: 深圳尚業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44503
• 代理人: 文蓉

本發(fā)明涉及一種用于特別是在數(shù)控機(jī)床上通過(guò)激光加工至少一個(gè)工件表面，以基于指定待施加到工件表面的至少一個(gè)部分的紋理圖案的圖像的圖像數(shù)據(jù)和指定對(duì)應(yīng)于工件表面的至少一個(gè)部分的表面形式的三維幾何形狀的模型數(shù)據(jù)，將紋理圖案施加到工件表面的至少一個(gè)部分上的方法。為此，基于在圖像和模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上生成的軌跡區(qū)段數(shù)據(jù)生成控制數(shù)據(jù)。控制數(shù)據(jù)為每條軌跡線(xiàn)SP指定一個(gè)或多個(gè)區(qū)段序列10，并且每個(gè)區(qū)段序列10具有多個(gè)軌跡區(qū)段，沿著所述軌跡區(qū)段所述激光被引導(dǎo)，以將紋理圖案施加到工件表面的至少一個(gè)部分，并且其中區(qū)段序列10的軌跡區(qū)段包括一個(gè)或多個(gè)激光軌跡區(qū)段12，激光在接通狀態(tài)下以大致恒定的加工設(shè)定點(diǎn)速度在所述激光軌跡區(qū)段上行進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)激光加工工件的方法，特別涉及一種特別是在數(shù)控機(jī)床上通過(guò)激光加工至少一個(gè)工件表面以便將紋理圖案施加到工件表面的至少一個(gè)部分上的方法。

本發(fā)明還涉及一種用于生成軌跡區(qū)段數(shù)據(jù)的方法，所述軌跡區(qū)段數(shù)據(jù)用于生成用于特別是在數(shù)控機(jī)床上通過(guò)激光加工至少一個(gè)工件表面以便將紋理圖案施加到工件表面的至少一個(gè)部分上的方法的控制數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

微米范圍內(nèi)的加工材料包括最廣泛的任務(wù)，例如鉆孔、蝕刻、結(jié)構(gòu)化或切割。在這種情況下，通常對(duì)加工過(guò)程中施加極高的精度和速度要求。在該范圍內(nèi)激光掃描過(guò)程（包括激光加工，例如激光紋理化）比其他加工方法更普遍。與傳統(tǒng)的加工工藝（如銑削和磨削）相比，它們具有更高的動(dòng)態(tài)性和精度。使用這種激光掃描系統(tǒng)也能夠在工件中以相當(dāng)好的質(zhì)量和相當(dāng)高的速度產(chǎn)生復(fù)雜的圖案和結(jié)構(gòu)（例如紋理）。在這種情況下，能夠加工的材料范圍從塑料和所有類(lèi)型的金屬到玻璃和陶瓷。

所使用的一種輸出方法，在該輸出方法的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)激光裝置或激光掃描系統(tǒng)在工件上產(chǎn)生精細(xì)的結(jié)構(gòu)和圖案（例如平面圖案或紋理），這種方法被稱(chēng)為噴碼方法。在這種情況下，基于控制數(shù)據(jù)來(lái)控制激光加工，所述控制數(shù)據(jù)基于控制數(shù)據(jù)的多個(gè)單獨(dú)的區(qū)段序列沿著工件表面上的軌跡引導(dǎo)激光。

在這種情況下，所述控制數(shù)據(jù)的每個(gè)區(qū)段序列接收區(qū)段或軌跡區(qū)段（下文稱(chēng)為加工區(qū)段或激光軌跡區(qū)段）、起始區(qū)段（起始行進(jìn)區(qū)段）、以及制動(dòng)區(qū)段（結(jié)束行進(jìn)區(qū)段），在所述區(qū)段或軌跡區(qū)段中所述激光被接通并在接通狀態(tài)下以大致恒定的加工速度行進(jìn)，在所述起始區(qū)段中所述激光在所述加工區(qū)段或激光軌跡區(qū)段的上游被加速，在所述制動(dòng)區(qū)段中所述激光在加工區(qū)段后被再次制動(dòng)，所述激光在加速和制動(dòng)期間被關(guān)閉。

在實(shí)際加工過(guò)程中，各個(gè)區(qū)段的序列用于精確且以恒定的設(shè)定點(diǎn)速度在工件上引導(dǎo)激光。

然而，這可能帶來(lái)的缺點(diǎn)是，在額外地彼此靠近的非常短的加工區(qū)段的情況下，制動(dòng)區(qū)段與另一個(gè)起始區(qū)段重疊。結(jié)果，可能的情況是激光在行進(jìn)通過(guò)制動(dòng)區(qū)段之后再次移回，從而能夠再次從激光的加速（起始區(qū)段）開(kāi)始。由此產(chǎn)生的激光“pilgrim step”（在這方面參見(jiàn)圖1，頂部圖示）導(dǎo)致加工時(shí)間的大量增加。

基于上述說(shuō)明和噴碼方法，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)激光加工工件以施加圖案的方法，通過(guò)該方法可以顯著減少加工時(shí)間，并且同時(shí)能夠保持所生成的圖案的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提出了如權(quán)利要求1所述的方法和如權(quán)利要求24所述的另外的方法。還提出了一種用于如權(quán)利要求25所述的數(shù)控機(jī)床的控制裝置和一種如權(quán)利要求26所述的機(jī)床。從屬權(quán)利要求涉及有利的示例性實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種用于特別是在數(shù)控機(jī)床上通過(guò)激光加工至少一個(gè)工件表面的以將紋理圖案施加到工件表面的至少一個(gè)部分上的方法。

所述方法包括提供指定待施加到所述工件表面的至少一個(gè)部分的紋理圖案的一圖像的圖像數(shù)據(jù)，以及指定對(duì)應(yīng)于所述工件表面的至少一個(gè)部分的表面形式的三維幾何形狀的模型數(shù)據(jù)；和/或基于圖像數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)生成軌跡區(qū)段數(shù)據(jù)，其中，所述軌跡區(qū)段數(shù)據(jù)各自根據(jù)所述紋理圖案為在所述工件表面的所述部分上延伸的多個(gè)軌跡線(xiàn)指定沿著相應(yīng)軌跡線(xiàn)的多個(gè)連續(xù)的激光軌跡區(qū)段。