[发明专利]激光分段扫描板材弯曲成形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及板材成形领域，涉及利用激光作为热源的板材塑形弯曲成形的实现方法，尤其涉及激光分段扫描板材弯曲成形装置及激光分段扫描弯曲成形方法。

背景技术

激光弯曲成形技术是一种新兴的塑性加工方法，板料塑性成形一般分为冷成形和热成形两种，冷成形包括辊压加工、模压加工和多压头成形等方式；热成形包括整体加热成形和局部加热成形。激光弯曲成形就是属于热成形中的局部加热成形工艺。激光弯曲成形技术作为激光应用的一个方面，相对于传统的局部加热成形技术，具有高效、柔性、洁净等优点。与传统的金属成形工艺相比，激光弯曲成形不需模具、不需要外力，只需要通过优化激光加工工艺来精确控制热作用区域的温度分布就可以实现被加工材料的热应力大小和分布，从而实现板料的无模成形。

目前板材激光弯曲成形一般采用单束激光作为热源进行弯曲加工，一方面，激光加工设备的加工范围限制了能够加工的板材的尺寸；另一方面，由于板材激光弯曲成形过程中的激光扫描速度较低，在弯曲宽幅面板材的过程中使得弯曲角度较小、加工效率低等缺点。

通过试验或者模拟计算的方法可以帮助找到激光弯曲成形的最佳参数组合，但是在单次激光扫描的过程中，目前一般只会采用找到的最优的一组参数，但是在一次扫描过程中，最优参数组合的单一化导致在宽幅面板材的弯曲成形中，沿着扫描线方向弯曲角度不一致，出现“边界效应”，降低了板材成形的质量。另外，根据经验数据可知在其他条件相同的情况下，板材激光弯曲的角度随着激光功率的增大而增加，而较宽金属板在单组激光参数扫描下，其边界区域相较于中间区域弯曲角度小，从而导致“边界效应”。

发明内容

本发明的目的在于，解决板材激光弯曲成形中的“边界效应”的问题。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

一种激光分段扫描板材弯曲成形装置，包括：第一激光器、第二激光器、第一扫描头、第二扫描头以及计算机，所述第一扫描头安装在所述第一激光器的激光输出端以控制所述第一激光器在待加工金属板的激光扫描路径，所述第二扫描头安装在所述第二激光器的激光输出端以控制所述第二激光器在所述金属板的激光扫描路径，且所述第一、第二激光器的扫描路径在所述金属板的中间相接，所述计算机用于设置所述第一、第二激光器的扫描路径和扫描功率，并用于将所述扫描功率从所述待加工金属板的边缘向中间设置为逐渐减小。

采用上述激光分段扫描板材弯曲成形装置的激光分段扫描弯曲成形方法，包括以下步骤：将待加工的金属板放置在第一扫描头和第二扫描头的下方；通过计算机设置所述第一、第二激光器的扫描路径和扫描功率，所述第一、第二扫描头的扫描路径在所述金属板的中间相接，所述扫描功率自所述金属板的边缘向中间逐渐减小；以及所述第一、第二扫描头相向而行，沿各自的扫描路径开始扫描。

相较于现有技术，本发明提供的激光分段扫描板材弯曲成形装置和方法通过设置两个激光器，扫描功率从边缘向中间设置为逐渐减小，通过分段设置扫描路径上各段的激光功率，可以减小金属板各位置激光弯曲的角度的差异，从而避免出现“边界效应”，提高板材成形质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的激光分段扫描板材弯曲成形装置的结构示意图。

图2是本发明第二实施例提供的激光分段扫描板材弯曲成形方法的流程示意图。

图3是第一激光器的扫描路径分段功率示意图。

图4是第二激光器的扫描路径分段功率示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。