[发明专利]雷射切割功率调整系统及其方法

说明书

本发明涉及雷射切割功率调整系统及方法，由控制装置产生路径速度对照表；雷射切割装置根据切割路径规划在一打样工件上以进行切割并形成切割轨迹；由判断处理装置判断切割轨迹的线宽是否在预设范围内，以比对出不符合切割轨迹的线宽的雷射切割速度，并得到雷射切割功率值；由功率调整装置在不改变雷射切割速度下，根据切割轨迹的线宽的变化量将功率调整为另一雷射切割功率值；以雷射切割功率值及第一雷射切割速度在打样工件上形成第二切割轨迹，再由判断处理装置反复判断线宽，利用确认后的速度功率曲线图进行量产。可清楚获知雷射切割头移动速度及雷射功率调整方向。

技术领域

本发明涉及一种雷射切割功率调整系统及其方法。

背景技术

现今雷射切割运用的领域相当广泛，举凡金属平板、管材与木板等少量多样的需求，都大量使用雷射进行切割。雷射切割是利用雷射光焦点处的高能量将材料瞬间熔化，再配合高流量的气体将熔融的材料瞬间吹去的技术。雷射切割的工作原理与焊接类似，差别在于气体的流量，焊接时吹除气体的使用量是低于雷射切割的。

在使用雷射切割时，如何让切割的轨迹宽度均匀，是雷射切割控制的一大议题。雷射设备的切割头是夹带在机台的主轴头上，随着机台的轴向一起移动，而控制器在读取加工文件作路径规划时，在线段的端点或是转弯处，为了让加工路径更加平顺，并降低机台震动，会针对该路径作加减速规划，但速度上的变化就会造成待切割物表面单位时间内接收到的能量不一。在相同的雷射功率时，当机台的主轴头的轴向移动速度降低，则单位时间内接收到的雷射能量就会增加，如此则会造成在该处的切割轨迹宽度较同一样品上主轴头等速移动段宽，如图1所示，圆框处的轨迹图样类似一根火柴棒，异常端状似火柴头，故一般称此为火柴头现象，这样的样品就会被判定为瑕疵品。故为了让雷射轨迹在等速段与加、减速段的宽度一致，降低火柴头现象，进行调适的步骤是必然的。

一般的调适方式如图2所示的速度功率曲线图进行，此曲线图是根据固定产品材质及厚度的状况下产生。调适人员在打完样品之后，依据样品上的切割结果，人工判读切割轨迹的宽窄，再寻找与样品材质及厚度特征相同的速度功率曲线图，藉由调适人员判定切割轨迹异常区域的相对速度值，对照速度功率曲线图上相对应的功率值以作调整。假定切割轨迹较宽，则降低该段的功率值再行打样；反之，如果切割轨迹较窄，则提高该段的功率值再进行加工。再将初步校正后的功率值回填至速度功率曲线图以修正此特定产品材质及厚度的速度功率曲线图。

调适法确实可以解决切割轨迹宽度不一致的问题，但一般调适人员需要有相当的经验才能判读，且就算具有经验的调适人员调适时亦会遇到两个关键性的问题，其一是从切割结果中可以很明确看出主轴头移动低速段的轨迹较同一样品的其它部分宽，但是该低速段到底对应的实际速度值为何，只能仰赖调适人员的过去加工经验去判断，并无法量化。故只能从调整速度功率曲线图过后，重复审视切割轨迹来判断调整是否正确，如此重复的程序不精确又浪费时间。其二是就切割轨迹而言，低速段的宽度为等速段的两倍，该速度值对应到速度功率曲线图后，并取得对应的功率时，对应的功率值到底应该要调低多少，要仰赖调适人员过往的经验，不仅浪费时间亦消耗生产成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种雷射切割功率调整系统及其方法，旨在能清楚获知雷射切割头移动速度及雷射功率调整方向。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

储存装置，用以储存加工文件及预设速度功率曲线图；

控制装置，读取储存装置中的加工文件作为切割路径规划，并根据切割路径规划产生路径速度对照表；

雷射切割装置，根据切割路径规划在一第一打样工件上以一第一雷射切割速度值进行一第一雷射切割，使得在第一打样工件上形成一第一切割轨迹；