[發(fā)明專利]借助具有擺動運(yùn)動的激光射束的材料加工

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210092582.5
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114888431A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·莫澤;T·瓦爾德;S·比爾曼斯;T·維特;M·肯普夫
• 申請（專利權(quán)）人: 普雷茨特兩合公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭付昌

一種用于借助激光射束進(jìn)行材料加工的系統(tǒng)，具有用于使所述激光射束(14)偏向的偏移單元(40)和擺動單元(60)，所述擺動單元設(shè)置成，通過控制所述偏移單元(40)將所述激光射束(14)的具有擺動圖形和擺動頻率的擺動運(yùn)動疊加給所述激光射束(14)的相應(yīng)于加工路徑的進(jìn)給運(yùn)動，其中，所述擺動單元(60)設(shè)置成，為了實(shí)施所述擺動運(yùn)動根據(jù)經(jīng)補(bǔ)償?shù)臄[動運(yùn)動控制所述偏移單元(40)，在所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)臄[動運(yùn)動中用于所述激光射束(14)沿著所述擺動圖形的偏向的控制值根據(jù)所述擺動頻率適配，和/或，所述擺動運(yùn)動的沿著所述擺動圖形改變的軌跡速度根據(jù)所述激光射束(14)在所述擺動圖形中的位置和所述擺動頻率適配；以及一種用于借助激光射束進(jìn)行材料加工的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于借助激光射束進(jìn)行材料加工的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于使激光射束偏向的偏移單元；和擺動單元，所述擺動單元設(shè)置成借助于偏移單元的控制將激光射束的相應(yīng)于擺動圖形和擺動頻率的擺動運(yùn)動疊加給激光射束的相應(yīng)于加工路徑的進(jìn)給運(yùn)動。

背景技術(shù)

US 2016/0368089 A1描述了一種具有可運(yùn)動的鏡的激光焊接頭，以便實(shí)施具有擺動圖案(Wobbelmustern)的焊接過程。

DE 102019210618 A1描述了一種激光材料加工系統(tǒng)，包括：用于產(chǎn)生過程射束的材料改性射束源；加工頭，所述加工頭與材料改性射束源(Werkstoffmodifizierungsstrahlquelle)耦合并且具有至少一個過程射束-掃描執(zhí)行器，用于根據(jù)擺動圖案將過程射束在工件的加工部位處在至少一個軸線上偏移和運(yùn)動；和控制系統(tǒng)，用于至少控制材料改性射束源、過程射束-掃描執(zhí)行器和成像射束-掃描執(zhí)行器，其中，控制系統(tǒng)編程為促動加工頭，使過程射束以擺動圖案掃描。在示例中，可以基于更小的視場和掃描角度使第二鏡更小地定尺寸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)第二鏡的具有更高速度的運(yùn)動。

EP 3157706 A1描述了一種用于借助光學(xué)接縫導(dǎo)向?qū)χ辽賰蓚€接合對進(jìn)行激光射束焊接的方法，其中，加工激光射束通過作為激光射束引導(dǎo)裝置的掃描裝置以至少一個受控制地運(yùn)動的振動鏡掃過相應(yīng)于額定焊縫走向的光學(xué)探測的導(dǎo)向邊緣。借助于至少一個振動鏡的適配于構(gòu)件幾何的條件和/或過程相關(guān)的條件的高頻振動鏡震蕩疊加給通過掃描裝置的光學(xué)接縫導(dǎo)向。

發(fā)明內(nèi)容

開始時提到的用于材料加工的系統(tǒng)可以是用于材料加工、尤其是用于激光射束焊接或切割的系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助于偏移單元、例如掃描器將激光射束以“圖形”(例如圓形、8字形等)在工件上方引導(dǎo)。為此，借助于掃描器附加地將“圖形”的形狀疊加給激光射束和工件的“主要的”相對運(yùn)動，所述圖形限定了擺動運(yùn)動的形狀。在這里，在工件和激光射束之間的主要的相對運(yùn)動同樣可以通過掃描器或者通過另外的運(yùn)動裝置、如機(jī)器人、門架或類似的裝置實(shí)施。該主要運(yùn)動通過圖形的疊加引起焊縫的有利構(gòu)造，因?yàn)橛纱丝梢杂绊懞赋氐男纬珊蛯挾纫约盎静牧匣蚝附游锏念A(yù)熱和冷卻。

傳統(tǒng)的用于疊加激光射束和工件的主要的相對運(yùn)動與擺動運(yùn)動的二維掃描器系統(tǒng)的弱點(diǎn)在于，編程的圖形的尺寸和幾何形狀在較高的擺動頻率時改變，所述圖形以該頻率通過掃描器產(chǎn)生。為此的示例在圖2中示出。

本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)一種借助激光射束進(jìn)行材料加工的系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中消除或至少減小所述缺點(diǎn)。

所述任務(wù)通過本發(fā)明解決。有利的構(gòu)型和擴(kuò)展方案在下文示出。