[发明专利]一种光感或声控用于激光加工的方法

说明书

本发明公开了一种光感或声控用于激光加工的方法，包括以下步骤：(1)提供一光学传感器和/或一声音传感器，使激光加工的初始加工位置位于传感器的有效工作区域内；(2)根据传感器返回的信号判断激光聚焦点是否到达被加工件的加工面，光学传感器检测闪光，声音传感器检测炸裂声；(3)当激光器开始工作后，如果激光聚焦点未到达被加工件的加工面，则控制系统采用高速及大步长的方式改变激光聚焦点与被加工件的相对位置，同时继续进行步骤(2)，如果激光聚焦点已到达被加工件的加工面，则控制系统切换为常规激光加工程序。本发明能够方便地实现对于透明被加工件的检测，在此基础上控制激光聚焦点的快速运动，减少空转时间。

技术领域

本发明涉及一种激光加工方法，具体涉及一种通过光学或声音传感器控制激光束聚焦点运动的方法。

背景技术

在激光加工生产中，激光器的起始焦点往往是事先确定的，当加工透明材料例如玻璃时，因为机械的移动，或者被加工件的不平整等情况，在实际加工过程中，经常发生刚开始加工时激光焦点远离被加工件表面的情况，由于激光束的聚焦点在加工过程中通常运动速度很小，导致系统在较长时间内空转。

对被加工件的表面进行检测，能够有助于确定被加工件的加工位置，但是，对于例如玻璃等透明材料的被加工件，常规的光学检测方式难以准确定位，而位移传感器不能和激光头同轴安装，安装位置与激光加工点存在偏差，也不能精确做到直接测量加工点的高度。

如果能够在激光加工中准确确定透明的被加工件的位置，则可以采用大步进高速运动电机控制激光头和工作台相对运动，大幅缩短激光加工过程中的无效工作时间。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种光感或声控用于激光加工的方法，实现对透明材料的定位，提高激光加工的速度。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种光感或声控用于激光加工的方法，包括以下步骤：

(1) 提供一光学传感器和/或一声音传感器，安装传感器，使激光加工的初始加工位置位于传感器的有效工作区域内；

(2) 根据传感器返回的信号判断激光聚焦点是否到达被加工件的加工面，判断方式是，如果光学传感器检测到激光束与被加工件接触时产生的等离子体闪光，或者声音传感器检测到激光束与被加工件接触时产生的炸裂声，则认为激光聚焦点已到达被加工件的加工面，否则认为激光聚焦点未到达被加工件的加工面；

(3) 当激光器开始工作后，如果步骤(2) 认为激光聚焦点未到达被加工件的加工面，则控制系统采用高速及大步长的方式改变激光聚焦点与被加工件的相对位置，同时继续进行步骤(2)，如果步骤(2) 认为激光聚焦点已到达被加工件的加工面，则控制系统切换为常规激光加工程序。

在激光加工时，激光焦点作用到待加工工件时，由于激光与材料相互作用，会发生一系列物理化学变化。例如，产生等离子体闪光，产生炸裂的声音等。因此通过设置光学传感器和声音传感器，可以检测到这些变化。这样，不需要在静态条件下检测被加工件，特别适合对于例如玻璃等透明材料的被加工件的检测。

进一步的技术方案，步骤(1)中，使激光加工的整个加工区域均位于传感器的有效工作区域内，还设有以下步骤：

(4) 在常规激光加工过程中，所述光学传感器或声音传感器持续判断激光束是否与被加工件接触，在检测到激光束脱离被加工件后，输出加工结束信号；

(5) 系统接收到加工结束信号后，停止发射激光束，采用高速及大步长方式使激光束的聚集点回到初始位置。

上述技术方案中，所述光学传感器为CCD阵列相机或单点光电探测器，当检测到对应像素的光电流时，切换激光束焦点控制方式。

优选的方案，与所述光学传感器配合设置微距镜头。

上述技术方案中，所述声音传感器是动圈式拾音器，当检测到特定声音波形，或者侦测到声音强度变化时，切换激光器焦点控制方式。