[发明专利]激光穿刺方法及相应控制器、激光加工机和可读程序载体

说明书

本发明公开了一种用于对工件(6)进行激光穿刺的方法，所述方法至少包括以下步骤：预穿刺步骤，所述预穿刺步骤用于在第一辅助气体的情况下利用激光束(5)在工件(6)的表面上一步形成初始凹坑(12)；以及穿刺步骤，所述穿刺步骤用于在第二辅助气体的情况下利用激光束(5)从初始凹坑(12)的底部刺穿工件(6)；其中，所述初始凹坑(12)的开口直径大于穿刺步骤形成的穿刺孔的直径。还公开了一种相应的用于激光加工机的控制器(11)、一种相应的激光加工机和一种相应的非易失性计算机可读程序载体。根据本发明，与现有工艺相比既能保护激光切割机的一些硬件、又能大幅提高穿刺质量和穿刺效率，同时还降低了加工成本。

技术领域

本发明涉及一种用于对工件进行激光穿刺的方法、一种用于激光加工机的控制器、一种激光加工机和一种非易失性计算机可读程序载体。

背景技术

激光切割因速度快、切缝窄、热影响区小、切缝边缘垂直度好等优点而得到广泛应用，特别是对于切割板材尤其有利。

目前，现有的尤其是用于中厚不锈钢的激光穿刺工艺总体上可以分为高功率快速穿刺和低功率脉冲氧气穿刺。

对于高功率快速穿刺，其优势是穿刺速度快，缺点是穿刺孔大，飞溅多，在穿刺点周围形成大量渣堆，影响穿刺点附近的切割，甚至使得穿刺点附近不能正常切割。例如，过大的渣堆会使得设置在激光加工头上的距离传感器将渣堆识别为是干扰轮廓而错误地控制激光加工头的运动，例如使激光加工头远离工件。还有可能的是，不规则的渣堆使得距离传感器无法识别，从而让切割头直接碰撞渣堆引发机床报警停机或者损坏加工头。此外，高功率快速穿刺会有高强度的反射光，极易引起光路和光源的损坏。

对于低功率脉冲氧气穿刺，其优势是穿刺孔小，在穿刺点周围几乎没有渣堆。由于使用较低的功率脉冲穿刺，使得较低的反射光不易损坏光路和光源。缺点是穿刺时间长，工作效率低。

为此，迫切需要对现有穿刺工艺进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的对工件进行激光穿刺的方法、一种相应的用于激光加工机的控制器、一种相应的激光加工机和一种相应的非易失性计算机可读程序载体，以克服现有技术中的至少部分缺点。

为此，根据本发明的第一个方面，提供了一种用于对工件进行激光穿刺的方法，所述方法至少包括以下步骤：预穿刺步骤，所述预穿刺步骤用于在第一辅助气体的情况下利用激光束在工件的表面上一步形成初始凹坑；以及穿刺步骤，所述穿刺步骤用于在第二辅助气体的情况下利用激光束从初始凹坑的底部刺穿工件；其中，所述初始凹坑的开口直径大于穿刺步骤形成的穿刺孔的直径。

根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括以下步骤：在穿刺步骤之后执行的整形步骤，所述整形步骤用于在第三辅助气体的情况下利用激光束对穿刺操作形成的渣堆进行整形，以降低渣堆的高度和/或使渣堆的表面光滑化。

根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括以下步骤：在整形步骤之后执行的扩孔步骤，所述扩孔步骤用于在第四辅助气体的情况下利用激光束扩大所述穿刺孔。

根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括以下步骤：在预穿刺步骤之前执行的喷油步骤，所述喷油步骤用于使穿刺部位覆盖一层激光穿刺润滑油。

根据本发明的一个可选实施例，在预穿刺步骤中，将激光束的焦点设置在工件上方的第一焦点位置处；和/或将激光加工头相对于工件的上表面调节到第一预定高度处；和/或使第一辅助气体以第一预定压力喷射；和/或使激光束以第一预定频率的脉冲激光的形式照射。