[发明专利]超大幅面三维激光雕刻方法及系统

说明书

本发明涉及一种超大幅面三维激光雕刻方法及系统，该方法包括：激光控制系统获取待雕刻物件或目标模型的三维数据以及激光雕刻参数；所述激光雕刻参数包括速度参数；根据激光雕刻参数，计算载台运动参数；所述载台运动参数包括载台移动速度及步距；启动激光控制系统进行激光雕刻，并基于所述载台运动参数控制载台运动，以使所述激光控制系统的扫描头幅面始终覆盖所述待雕刻物件或目标模型的激光加工线或加工面。本发明通过将待雕刻物件和激光运行轨迹联动，始终保持激光在连续出光加工，每一条加工线都不间断，避免了拼接所造成的接缝问题，最终获得了平滑完整的加工表面，实现了更高精度的超大幅面三维激光雕刻。

技术领域

本发明属于激光三维标刻技术领域，尤其涉及一种超大幅面三维激光雕刻方法及系统。

背景技术

随着激光应用技术的飞速发展，工业激光应用范围越来越广，激光打标、激光切割、激光焊接等都已经属于成熟而广泛的应用工艺，大量应用于各行各业的工业加工中，而伴随着行业的不断升级以及光电子技术的不断发展，三维激光标刻技术的应用范围越来越广泛，精度要求也越来越高。

三维激光标刻加工是以传统数控技术为基础，把激光作为加工媒介，把可控制的激光照射在被加工材料上，通过激光的高能量特性使被加工材料瞬间气化或熔化，从而实现加工目的。

现有工业激光应用中，对激光的控制是通过激光扫描头配合F-Theta场镜来实现定位聚焦的，因此，最终的激光可加工幅面都有一定限制，在面对超长度加工需求时，通常的做法是采用拼接的方法来实现更大幅面的激光加工，即通过载台的移动分段加工，即先在激光扫描头幅面范围内进行激光雕刻，然后停止激光，移动载台，接着上次标刻末尾进行下一个幅面单元的雕刻，直到将整个物件雕刻完毕，在这种加工方法中，会在两个幅面的接缝处出现明显的接缝痕迹，无法达到平滑完整的加工表面，无法满足对表面光滑度有较高要求的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大幅面三维激光雕刻方法及系统，针对超长度物件，在打标时通过对激光运动轨迹和载台运动轨迹的计算控制，来达到激光不间断的连续加工，从而消除因激光扫描头加工幅面限制所采用的拼接方法导致的加工接缝的存在，以实现更精密的三维激光加工，获得完整平滑的立体表面。

本发明提供了一种超大幅面三维激光雕刻方法，包括：

激光控制系统获取待雕刻物件或目标模型的三维数据以及激光雕刻参数；其中，激光雕刻参数包括速度参数；

根据激光雕刻参数，计算载台运动参数；其中，载台运动参数包括载台移动速度及步距；

启动激光控制系统进行激光雕刻，并基于载台运动参数控制载台运动，以使激光控制系统的扫描头幅面始终覆盖待雕刻物件或目标模型的激光加工线或加工面。

进一步地，激光雕刻参数还包括深度参数及切口质量参数。

进一步地，载台运动通过步进电机或伺服电机控制。

进一步地，激光雕刻包括对待雕刻物件的表面进行三维雕刻以及对目标模型进行三维雕刻。

本发明还提供了一种超大幅面三维激光雕刻系统，包括：

激光雕刻控制单元，用于根据获取的取待雕刻物件或目标模型的三维数据以及激光雕刻参数进行激光雕刻；其中，激光雕刻参数包括速度参数；

载台运动控制单元，用于在激光雕刻的同时，基于载台运动参数控制载台运动，以使激光雕刻控制单元的扫描头幅面始终覆盖待雕刻物件或目标模型的激光加工线或加工面；其中，载台运动参数根据激光雕刻参数计算获得，包括载台移动速度及步距。

进一步地，激光雕刻参数还包括深度参数及切口质量参数。

进一步地，载台运动控制单元通过步进电机或伺服电机控制载台运动。