激光切割装置及其切割方法

摘要

本技术涉及激光切割装置及其切割方法，上述激光切割装置及其切割方法根据切割对象物的特性(吸收系数)差异，使激光的切割速度不同，从而使向切割对象物输入的激光的能量在整体上均匀，以避免发生不完全切割。本技术的激光切割装置能够包括：数据库，存储关于切割图案的信息；移动部，使对切割对象物的激光束的照射位置变化；特性值输入部，供使用者输入对应上述切割图案的各位置的速度信息；及控制部，根据来自上述特性值输入部的速度信息和上述数据库的关于切割图案的信息来控制上述移动部，而调节上述激光束的移动速度。

权利要求

1.一种激光切割装置，包括：

激光器；

数据库，所述数据库存储关于切割对象物的切割图案的信息以及与所述切割对象物的激光吸收系数相关的速度信息；

移动部，所述移动部使所述激光器移动，以改变由所述激光器照射到所述切割对象物上的激光束的位置；

特性值测定部，所述特性值测定部在激光切割之前向整个切割图案照射扫描用激光束，并且测定所述切割对象物的在所述切割图案的各位置处的吸收系数；以及控制部，所述控制部使所述特性值测定部测定到的所述吸收系数与存储于所述数据库中的速度信息匹配来确定所述激光束在所述切割图案的各位置处的期望的移动速度，并根据所述激光束在所述切割图案的各位置处的期望的移动速度来控制所述移动部，从而调节所述激光束的移动速度。

2.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，

所述特性值测定部在根据所述切割图案向所述切割对象物照射扫描用激光束之后，对在所述切割图案的各位置处所反射的激光束的光量进行比较，来测定所述切割对象物的在所述切割图案的各位置处的吸收系数。

3.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，

所述特性值测定部在根据所述切割图案向所述切割对象物照射扫描用激光束之后，利用所照射的激光束和透过所述切割对象物后的激光束的光强度来测定所述切割对象物的在所述切割图案的各位置处的吸收系数。

4.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，

所述移动部使放置有所述切割对象物的搁架移动。

说明书

激光切割装置及其切割方法

技术领域

[0001] 本发明涉及利用激光的切割装置，更详细地，涉及根据切割对象物的特性(吸收系数)的差异来使激光的切割速度不同而使向切割对象物输入的激光的能量在整体上均匀以避免发生不完全切割的激光切割装置及其切割方法。

背景技术

[0002] 激光不仅广泛使用于切割、形状加工及焊接等普通的产业领域，而且还广泛使用于医疗设备、光通信及计算机产业等。尤其，利用激光的切割装置广泛使用于切割玻璃或金属的用途。

[0003] 但是，现有的激光切割装置在切割对象物的特性对应各领域而不同的情况下，也不考虑这种特性差，以相同的速度照射相同的激光束，因此，发生在一部分区域中形成未正常切割的不完全切割的问题。

[0004] 因此，本发明的实施例的实际情况是能够在相同的切割对象物内包括具有互不相同的特性的区域的情况下考虑这种特性值来实现完整的切割的方案的必要性在上升。

发明内容

[0005] 要解决的技术问题

[0006] 本发明的实施例提供即使在相同的切割对象物包括具有互不相同的特性的区域的情况下也能够实现完整切割的切割装置及切割方法。

[0007] 用于解决技术问题的手段

[0008] 本发明一实施例的激光切割装置可以包括：数据库，存储关于切割图案的信息；移动部，使对切割对象物的激光束的照射位置变化；特性值输入部，供使用者输入对应上述切割图案的各位置的速度信息；及控制部，根据来自上述特性值输入部的速度信息和上述数据库的关于切割图案的信息来控制上述移动部，而调节上述激光束的移动速度。

[0009] 本发明另一实施例的激光切割装置可以包括：数据库，存储关于切割图案的信息和关于切割对象物的各个特性值的速度信息；移动部，使对上述切割对象物的激光束的照射位置变化；特性值测定部，测定对应上述切割图案的各位置的上述切割对象物的特性值；及控制部，使由上述特性值测定部所测定到的特性值与存储于上述数据库的速度信息匹配来判断对应上述切割图案的各位置的移动速度，并根据对应各位置的该移动速度来控制上述移动部，而调节上述激光束的移动速度。

[0010] 本发明一实施例的激光切割装置的切割方法可以包括如下步骤：接收对应预先设定的切割图案的各位置的速度信息；及根据上述速度信息来使向切割对象物照射的激光束的移动速度可变。

[0011] 发明效果

[0012] 本发明的实施例即使在相同的切割对象物包括具有互不相同的区域的情况下也能够实现完整的切割。

附图说明

[0013] 图1为表示本发明一实施例的激光切割装置的结构的结构图。

[0014] 图2为用于说明本发明一实施例的切割方法的图。

[0015] 图3为表示本发明另一实施例的激光切割装置的结构的结构图。

具体实施方式

[0016] 本发明一实施例的激光切割装置可以包括：数据库，存储关于切割图案的信息；移动部，使对切割对象物的激光束的照射位置变化；特性值输入部，供使用者输入对应上述切割图案的各位置的速度信息；及控制部，根据来自上述特性值输入部的速度信息和上述数据库的关于切割图案的信息来控制上述移动部，而调节上述激光束的移动速度。

[0017] 本发明另一实施例的激光切割装置可以包括：数据库，存储关于切割图案的信息和关于切割对象物的各个特性值的速度信息；移动部，使对上述切割对象物的激光束的照射位置变化；特性值测定部，测定对应上述切割图案的各位置的上述切割对象物的特性值；及控制部，使由上述特性值测定部所测定到的特性值与存储于上述数据库的速度信息匹配来判断对应上述切割图案的各位置的移动速度，并根据对应各位置的该移动速度来控制上述移动部，而调节上述激光束的移动速度。

[0018] 本发明一实施例的激光切割装置的切割方法可以包括如下步骤：接收对应预先设定的切割图案的各位置的速度信息；及根据上述速度信息来使向切割对象物照射的激光束的移动速度可变。

[0019] 以下，参照附图，对本发明的优选实施例更加详细地进行说明。在此之前，本说明书及要求保护的范围所使用的术语或单词不应解释为仅限于通常的意义或词典上的意义，而是应立足于发明人员能够为了以最佳方法来说明自己的发明而对术语的概念进行适当的定义的原则，解释为符合本发明的技术思想的意义和概念。因此，本说明书所记载的实施例和附图所示的结构仅为本发明的最优选的一实施例，并非代表本发明的全部技术思想，因而应理解，对于本申请而言，可以存在能够代替这些的多种等同技术方案和变形例。

[0020] 图1为表示本发明实施例的激光切割装置的结构的结构图。

[0021] 图1的激光切割装置包括移动部110、特性值输入部120、数据库130及控制部140。

[0022] 移动部110根据控制部140的控制来使激光器4移动，从而使向切割对象物2照射的激光束的位置变化(移动)。尤其，移动部110使激光束的位置变化，并根据控制部140的控制来增加或减小激光束的移动速度。

[0023] 特性值输入部120作为包括多个输入键的用户界面装置，对应所预先设定的切割图案的各个位置，由使用者输入速度信息，而向控制部140传递。

[0024] 数据库130存储关于预先设定的切割图案的信息。切割图案作为关于所要形成的对象(例如，二次电池的电极)的设计图案，激光束根据这种切割图案对切割对象物2进行切割。并且，数据库存储对应切割图案的各位置的切割对象物2的特性信息。例如，可以存储对应切割图案的各位置而切割对象物2是否被涂层、若被涂层则由何种颜色涂层。尤其，数据库130可以存储对应切割图案的各位置的关于切割对象物2的吸收系数(absorption coefficient)的信息作为这种特性信息。

[0025] 控制部140根据从特性值输入部120提供的速度信息及存储于数据库130的关于切割图案的信息来控制移动部110，而调节激光束的移动速度。即，控制部140以根据切割图案来照射激光束的方式控制移动部110，并避免激光束相对于整个切割图案以相同的速度移动，根据从特性值输入部120提供的速度信息，对应切割图案的各位置来调节激光束的移动速度。

[0026] 图2为用于说明本发明一实施例的切割方法的图。

[0027] 切割对象物2作为用于形成二次电池的电极的物质膜，分为第一区域2a和第二区域2b，上述第一区域2a由金属薄膜构成，上述第二区域2b由金属薄膜及活性物质构成，且其表面被特定颜色涂层。因此，第一区域2a的表面和第二区域2b的表面的吸收系数(absorption coefficient)互不相同。即，第一区域2a的吸收系数低于第二区域2b的吸收系数。这种信息可以存储于数据库130。

[0028] 此时，在设计步骤中，如图2中用虚线表示的那样，根据位置，预先设定的切割图案的一部分(①、③)位于第一区域2a、一部分(②)位于第二区域2b。因此，若以相同的条件对整个切割图案进行切割，则在位于吸收系数较高的第二区域2b的①及③区间中形成正常的切割，但在位于吸收系数较低的第一区域2a的②区间中，由于由切割对象物吸收的激光束的能量较低而有可能未形成正常的切割。即，可能发生不完全切割。

[0029] 因此，使用者在利用存储于数据库130的关于切割图案的信息及对应切割图案的各个位置的切割对象物2的特性信息来掌握在切割图案中位于第一区域2a的区间和位于第二区间2b的区间为哪里、且相应区间中的吸收系数的差异为何种程度之后，利用特性值输入部120来与第一区域2a和第二区域2b的吸收系数的差异对应地对切割图案的各个位置设定互不相同的速度值。

[0030] 控制部140根据使用者所设定的速度信息来控制移动部110，在激光束经由位于第一区域2a的切割图案时，使其速度低于经由位于第二区域2b的切割图案时的速度，从而使位于第一区域2a的切割图案和位于第二区域2b的切割图案能够吸收均匀的能量。

[0031] 由此，切割图案的所有区域能够被完整地切割。

[0032] 在上述实施例中，说明了仅对第二区域2b进行了涂层的情况，但在第一区域2a和第二区域2b被各个吸收系数互不相同的颜色涂层的情况下，也能够适用相同的方法，这是显而易见的。

[0033] 图3为表示本发明另一实施例的激光切割装置的结构的结构图。

[0034] 在上述的图1的实施例中，使用者直接输入了速度信息，但在图3中，差异在于：自动计算对应切割图案的各位置的切割对象物的吸收系数，并根据所计算的吸收系数来自动设定激光束的移动速度。

[0035] 图3的激光切割装置包括移动部210、特性值测定部220、数据库230及控制部240。

[0036] 移动部210如图1所示地根据控制部240的控制来使激光器4移动，从而使向切割对象物2照射的激光束的位置变化(移动)。

[0037] 特性值测定部220测定对应切割图案的各位置的切割对象物2的特性值，并向控制部240传递。此时，特性值测定部220可以测定吸收系数作为特性值。

[0038] 例如，在执行切割工序之前，特性值测定部220首先根据切割图案向切割对象物2照射扫描用激光束、并接收由此从切割对象物2反射的激光束之后，对应切割图案的各位置，对所照射的激光束的光量和所接收到的激光束的光量进行比较，从而能够测定对应切割图案的各位置的切割对象物2的吸收系数。或者，在执行切割工序之前，特性值测定部220首先根据切割图案向切割对象物2照射扫描用激光束、并接收由此透过切割对象物2后的激光束之后，对所照射的激光束的光强度和所透过后的激光束的光强度进行比较，从而能够测定对应切割图案的各位置的切割对象物2的吸收系数。通常，在光透过对象物时，当将对象物的吸收系数设为a(cm-1)、将传播距离设为x(cm)、将传播距离x的前后的光强度分别设定为I0、I时，若忽视对象物表面的菲涅尔反射，则I＝I0e-ax的关系成立。

[0039] 因此，若得知所照射的激光束的光强度和透过对象物后的激光束的光强度，则可以求得对象物的吸收系数。

[0040] 数据库230存储关于切割图案的信息及对应各吸收系数的速度信息。例如，数据库230可以对应各个吸收系数将与其对应的速度信息列表化来进行存储。这种速度信息也可以对应所使用的激光束的各波长来区分地进行存储。

[0041] 利用图2及图3，对切割方法概略地进行说明则如下。

[0042] 在激光切割之前，特性值测定部220根据图2中用虚线表示的切割图案来照射扫描用激光束，并接收根据切割图案而从切割对象物2反射的激光束或透过切割对象物2后的激光束。

[0043] 然后，特性值测定部220利用所照射的激光束和所接收到的激光束，来计算对应切割图案的各位置的切割对象物的吸收系数。例如，特性值测定部220对所照射的激光束的光量和所接收到的激光束的光量进行比较或对所照射的激光束的光强度和所透过的激光束的光强度进行比较，从而测定对应切割图案的各位置的切割对象物2的吸收系数。如此测定到的吸收系数向控制部240传递。即，关于切割图案的①、②、③区间的吸收系数向控制部240传递。

[0044] 控制部240利用从特性值测定部220提供的对应切割图案的各位置的吸收系数而在数据库230中搜索与相应吸收系数对应的速度信息。由此，确定对切割图案的①、②、③区间的速度值。

[0045] 控制部240根据如此确定的速度值来控制移动部210，在激光束经由位于第一区域2a的切割图案时，使其速度低于经由位于第二区域2b的切割图案时的速度，从而使位于第一区域2a的切割图案和位于第二区域2b的切割图案能够吸收均匀的能量。

[0046] 由此，切割图案的所有区域能够被完整地切割。

[0047] 上述本发明的优先实施例仅用于例示的目的，只要是本领域技术人员就能通过所附的要求保护的范围的技术思想和范围来进行多种修改、变更、替代及附加，这种修改变更等应视为属于要求保护的范围。

[0048] 例如，在图1及图3中，说明了移动部110、210使激光器4移动来使向切割对象物2上照射的激光束的位置变化的情况，但移动部110、210能够不使激光器4移动，而是使放置有切割对象物2的搁架来使激光束照射于切割对象物2上的位置变化。

[0049] 工业实用性

[0050] 本发明的实施例即使在相同的切割对象物包括具有互不相同的特性的区域的情况下也能够实现完整的切割。