[发明专利]一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置

说明书

本发明公开了一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置，该方法包括以下步骤：在待加工样品表面划分一个或多个区域；在区域内建立空间直角坐标系，其中，x轴和y轴平行于放置待加工样品的水平面；并在区域内选取至少3个采样点，并根据采样点拟合一个试验平面；根据试验平面调节加工点的z坐标；根据调节后的加工点坐标调节激光的聚焦位置，进行激光加工。本发明的目的在于提供一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置，使用该方法和系统时，激光加工前的测量工作量小、效率高，可有效减小由于样品表面不平整造成的激光聚焦位置误差，提高表面处理或切割加工时的加工质量和加工精度。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置。

背景技术

激光加工是材料加工中的一种重要的加工方法。在加工过程中，通常先将激光束进行聚焦，使用焦点处的光斑烧蚀去除材料。由于焦点处光斑最小且激光能量密度最高，相对于离焦位置的光斑，其加工精度最高，去除材料的能力最强。

当材料表面不平整或者柔性材料在固定装夹过程中出现不可避免的翘曲时，如果不进行焦点位置的校正，加工时实际聚焦位置与需要去除的材料表面存在偏差，会造成表面处理得到的结构、组织、成分不均匀，或切割加工尺寸出现偏差。

对于表面起伏变化较平缓的材料，比如表面经抛光处理的块体材料、薄膜材料、薄片材料等，现有加工方式中：有一些不做焦点位置的校正，将这些材料的加工面默认为与加工激光束方向垂直的理想平面，造成的结果是加工不均匀、尺寸出现偏差；另一些做焦点位置的校正，常用的方法是在加工前先测量加工路径上所有点的z坐标，再把z坐标添加到加工路径中进行加工，这种方法能做到精确加工，但前期测量工作量大，耗费时间，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于不平整表面的激光加工方法、系统以及装置，使用该方法和系统时，激光加工前的测量工作量小、效率高，可有效减小由于样品表面不平整造成的激光聚焦位置误差，提高表面处理或切割加工时的加工质量和加工精度；使用该装置时，该装置易于搭建，使用方便，节省大量搭建时间，提高工作效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于不平整表面的激光加工方法，包括以下步骤：

S1：在待加工样品表面划分一个或多个区域；其中，加工点位于所述区域内；

S2：在所述区域内建立空间直角坐标系，其中，x轴和y轴平行于放置所述待加工样品的水平面；并在所述区域内选取至少3个采样点，并根据所述采样点拟合一个试验平面；

S3：根据所述试验平面调节所述加工点的z坐标；

S4：根据调节后的加工点坐标调节激光的聚焦位置，进行激光加工。

进一步地，所述S3包括以下子步骤：

S31：获取所述加工点在所述试验平面与加工原点水平面的z坐标差值；其中，所述加工原点水平面为垂直于z轴的平面；

S32：用所述z坐标差值补偿所述加工点的z坐标，得到调节后的加工点坐标。

进一步地，所述步骤S3之前还包括以下步骤：

对所述采样点与所述试验平面的偏差进行拟合程度评估；如果所述采样点与所述试验平面的偏差过大，则将所述区域划分为多个子区域，并重复步骤S2。

在激光加工过程中，由于材料表面的不平整或者柔性材料在固定装夹过程中出现翘曲，加工时实际聚焦位置与需要去除的材料表面存在偏差，会造成表面处理得到的结构、组织、成分不均匀，或切割加工尺寸出现偏差，从而影响使用。