[发明专利]金属材料的激光加工方法以及相关的机器和计算机程序

权利要求书

1.一种金属材料(WP)的激光加工方法，通过在所述金属材料的至少一个工作平面(π)处具有预定横向功率分布的聚焦的激光束(B)来激光加工所述金属材料(WP)，所述方法包括以下步骤：

-提供激光束发射源(10)；

-沿着光束传输光路向设置为接近所述金属材料(WP)的工作头(14)引导由所述发射源(10)发射的激光束(B)；

-沿着入射在所述金属材料(WP)上的传播光轴使所述激光束(B)准直；

-在所述金属材料(WP)的工作平面(π)区域中聚焦所准直的激光束(B)；以及

-沿着所述金属材料(WP)上的包括一系列工作区域(T1、T2)的工作路径(T)引导所聚焦的激光束(B)，

所述方法包括使所述激光束(B)成形，其中，使所述激光束(B)成形包括：

-通过能变形的受控表面反射元件(200)来反射所准直的激光束(B)，所述受控表面反射元件具有反射表面，所述反射表面具有连续曲率，所述反射表面包括多个能独立移动的反射区域(200a-200r)，以及

-控制所述反射区域(200a-200r)的布置，以便根据所述金属材料(WP)上的当前工作平面(π)区域和/或所述工作路径(T)的当前方向，在所述金属材料(WP)的所述至少一个工作平面(π)处建立所述激光束(B)的预定横向功率分布，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-沿着辅助气体流的轴，向所述金属材料(WP)的所述工作平面(π)区域传输所述辅助气体流，

-当所述金属材料(WP)上的预定的所述工作路径(T)从第一工作方向改变为第二工作方向(T1；T2)时，根据沿着所述第一工作方向与所述第二工作方向(T1；T2)之间的预定拟合曲线(R)的中间方向，控制所述辅助气体流的轴的相对平移，其中，所述拟合曲线(R)与预定的所述工作路径(T)之间的距离不大于所述辅助气体流的传输区域(G1、G2、G3、G4)的半径；

-检测所述辅助气体流的轴的当前位置；以及

-根据所述辅助气体流的轴的所检测的当前位置和/或所检测的当前平移方向，自动调节所述激光束(B)的传播光轴的位置，以便维持所述激光束(B)的传播光轴沿着预定的所述工作路径(T)引导，

其中，所述反射区域(200a-200r)的布置被控制为以便在所述金属材料(WP)上的所述工作平面(π)区域中建立所述激光束(B)的传播光轴的位置，所述金属材料上的所述工作平面区域包括在所述辅助气体流的轴周围的预定邻近区域中并包括在所述辅助气体流的传输区域(G1、G2、G3、G4)内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述受控表面反射元件(200)的所述反射区域(200a-200r)的布置包括：相对于反射参考平坦表面控制所述反射区域(200a-200r)的移动的组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，控制所述受控表面反射元件(200)的所述反射区域(200a-200r)的移动的组合包括：控制所述反射区域(200a-200r)沿着所述受控表面反射元件(200)的光轴的平移运动，和/或控制所述反射区域(200a-200r)的旋转以获得相对于所述受控表面反射元件(200)的光轴的倾斜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据所述辅助气体流的轴的所检测的当前位置和/或所检测的当前平移方向自动调节所述激光束(B)的传播光轴的位置是通过参考预定调节模式或程序来执行的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：通过对应的多个运动模块来提供具有包括多个能独立移动的所述反射区域(200a-200r)且具有连续曲率的所述反射表面的能变形的所述受控表面反射元件(200)，所述多个运动模块包括中心区域以及与所述中心区域同心的多排圆形冠部扇区。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，同心的所述圆形冠部扇区的排的数量为6，每一排的所述圆形冠部扇区的数量为8，并且所述圆形冠部扇区的高度在向所述反射元件的外部的径向方向上从第一排向第三排增加并且从第四排向第六排增加，所述第四排的所述圆形冠部扇区的高度在所述第一排的所述圆形冠部扇区的高度与第二排的所述圆形冠部扇区的高度中间。