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      智能型激光加工系統(tǒng)及其加工方法與流程

      文檔序號:12607376閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種智能型激光加工系統(tǒng),包括:

      激光加工裝置,所述激光加工裝置包括CCD攝像頭、運(yùn)動平臺、用以夾持加工件的夾具、光學(xué)模組、自動化硬件和激光器;

      工藝加工控制器,包括用以控制所述CCD攝像頭的視覺系統(tǒng)控制器、用以控制所述運(yùn)動平臺/夾具/光學(xué)模組的運(yùn)動控制器、用以控制自動化硬件的加工件/材料處理控制器、以及用以控制所述激光器的激光控制器;

      工作站控制器,包括用以產(chǎn)生協(xié)調(diào)工藝加工的各個子系統(tǒng)的指令算法的工藝產(chǎn)生與編輯器,以及用以存儲所述各個子系統(tǒng)的專有參數(shù)設(shè)置的智能加工數(shù)據(jù)庫;

      工藝數(shù)據(jù)存儲器,所述工藝數(shù)據(jù)存儲器包括基于所述智能加工數(shù)據(jù)庫建立的加工工藝程序庫;以及

      圖形用戶接口,便于操作者以與所述工作站控制器同步或者獨(dú)立的方式控制所述激光加工裝置,并且能調(diào)用所述加工工藝程序庫中的加工工藝程序。

      2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述加工件為包括玻璃、晶體、陶瓷或?qū)訅喊逶趦?nèi)的脆性材料。

      3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述激光器包括超短脈沖激光器,其參數(shù)包括:波長為紫外200nm-300nm,可見光500nm-600nm,近紅外900nm-1100nm;脈沖寬度為0.2ps-10ps;重復(fù)頻率為≥10kHz;單脈沖能量為0.5μJ-100μJ。

      4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述激光器還包括用作輔助激光器的二氧化碳激光器或一氧化碳激光器,其參數(shù)包括:波長為9000nm-11000nm,4000nm-6000nm;平均功率為≥5W。

      5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述加工工藝包括對所述加工件的周邊切割、邊緣倒角和切/鉆孔。

      6.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述圖形用戶接口配置成 接收所述加工件包括大小和形狀、材料特定類型和厚度在內(nèi)的參數(shù)輸入。

      7.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述圖形用戶接口配置成對所述加工件進(jìn)行包括加工路徑的編輯與修改、加工工藝參數(shù)的編輯與修改和加工作業(yè)的存儲在內(nèi)的參數(shù)編輯。

      8.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述圖形用戶接口配置成對所述系統(tǒng)進(jìn)行包括加工件的多方位可視化、系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控、實(shí)時加工路徑的可視化和加工件的CAM可視化在內(nèi)的系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控。

      9.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述工藝產(chǎn)生與編輯器配置成產(chǎn)生包括刀具軌跡、激光設(shè)置、激光觸發(fā)設(shè)置、光學(xué)模塊選擇、激光掃描算法和夾具控制與驅(qū)動在內(nèi)的可執(zhí)行指令。

      10.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述智能加個數(shù)據(jù)庫存儲的參數(shù)設(shè)置包括脆性材料種類、刀具軌跡、激光設(shè)置、激光觸發(fā)設(shè)置、光學(xué)模塊選擇、激光掃描算法和夾具控制與驅(qū)動。

      11.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述工作站控制器通過硬件I/O觸發(fā)信號控制所述激光控制器、視覺系統(tǒng)控制器、運(yùn)動控制器以及加工件/材料處理控制器的驅(qū)動。

      12.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述加工件/材料處理控制器配置成對所述加工件進(jìn)行包括上料、下料、夾具控制和廢料處理在內(nèi)的自動化處理。

      13.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,所述激光器通過獨(dú)立的應(yīng)用程式界面與所述工藝加工控制器互動。

      14.一種智能型激光加工系統(tǒng)的操作系統(tǒng),包括;

      工作站控制器,包括用以產(chǎn)生協(xié)調(diào)工藝加工的各個子系統(tǒng)的指令算法的工藝產(chǎn)生與編輯器,以及用以存儲所述各個子系統(tǒng)的專有參數(shù)設(shè)置的智能加工數(shù)據(jù)庫;

      工藝數(shù)據(jù)存儲器,所述工藝數(shù)據(jù)存儲器包括基于激光加工工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫建立的加工工藝程序庫;以及

      圖形用戶接口,便于操作者以與所述工作站控制器同步或者獨(dú)立的方式控制激光加工裝置,并且能調(diào)用所述加工工藝程序庫中的加工工藝程序。

      15.一種智能型激光加工方法,包括以下步驟:

      a.通過圖形用戶接口從數(shù)據(jù)庫中根據(jù)輸入的特定全局參數(shù)選擇一加工工藝程序;

      b.判斷該加工工藝程序是否存在于一激光加工工藝程序庫中;

      c.當(dāng)判斷該加工工藝程序未存在于所述激光加工工藝程序庫時,向系統(tǒng)提交新的加工工藝開發(fā)要求,并在新的加工工藝開發(fā)完成之后,將該加工工藝程序的所有數(shù)據(jù)備份并添加到所述激光加工工藝程序庫中以創(chuàng)建一個新的加工工藝程序庫;

      d.當(dāng)判斷該加工工藝程序已存在于所述激光加工工藝程序庫時,則自動從所述加工工藝程序庫中加載能在激光加工系統(tǒng)上直接運(yùn)行的指令程序;

      e.安裝用以夾持加工件的夾具,并按照所述激光加工工藝程序的加工指令自動執(zhí)行激光加工工序;

      f.將與該激光加工工序相關(guān)的所有數(shù)據(jù)備份在數(shù)據(jù)庫中。

      16.如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,所述步驟c中創(chuàng)建新的加工工藝程序庫的步驟包括:

      c1.獲得待加工的毛坯件和激光加工件的CAD文件以及毛坯件;

      c2.當(dāng)判斷該CAD文件和毛坯件不符合各自的設(shè)計規(guī)則時,對其進(jìn)行修改,或者,當(dāng)判斷該CAD文件和毛坯件符合各自的設(shè)計規(guī)則時,通過第三方的CAM軟件生成G代碼的機(jī)器可運(yùn)行指令,并對夾具進(jìn)行開發(fā)和優(yōu)化;

      c3.當(dāng)判斷所述開發(fā)和優(yōu)化的夾具不符合其設(shè)計規(guī)則時,對夾具作進(jìn)一步的優(yōu)化,或者,當(dāng)判斷所述開發(fā)和優(yōu)化的夾具符合其設(shè)計規(guī)則時,對加工工藝進(jìn)行優(yōu)化;

      c4.當(dāng)判斷優(yōu)化后的加工工藝不符合客戶要求時,對所述加工工藝作進(jìn)一步的優(yōu)化,或者,當(dāng)判斷優(yōu)化后的加工工藝符合客戶要求時,對已符合客戶要求的加工工藝進(jìn)行鑒定和初步驗(yàn)收測試,并將該符合客戶要求的加 工工藝參數(shù)備份在數(shù)據(jù)庫中。

      17.如權(quán)利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步驟e還包括對所述加工件執(zhí)行上料和下料的自動化操作的步驟。

      18.如權(quán)利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步驟e還包括在所述加工工序執(zhí)行視覺控制和加工件校準(zhǔn)的步驟。

      19.如權(quán)利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步驟e還包括在所述加工工序執(zhí)行多軸聯(lián)動運(yùn)動控制以實(shí)施二維及三維加工工藝流程控制的步驟。

      20.如權(quán)利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述步驟e還包括在所述加工工序執(zhí)行廢料自動化處理的步驟。

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