CN114764190B - 激光加工设备自动校正方法及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光加工领域，公开了一种激光加工设备自动校正方法及计算机设备，其方法包括：当振镜系统处于生产模式时，获取振镜系统的工作状态；判断工作状态是否满足预设校正条件；若工作状态满足预设校正条件，确定与工作状态匹配的校正流程；按照校正流程在预设校正区域对振镜系统进行校正，并获取校正结果。本发明可以实现振镜的自动校正，减少校正过程人工的参与，大大提高了振镜扫描加工的自动化水平。

Description

激光加工设备自动校正方法及计算机设备

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光加工设备自动校正方法及计算机设备。

背景技术

在激光加工领域，振镜扫描是一种常见的加工方式。振镜扫描存在固有的图形失真，通常都需要进行畸变校正，以达到加工需求。其中，畸变校正包含CCD(charge coupleddevice，电荷耦合器件)校正和振镜校正两个过程。然而，现有的校正过程需要大量的人工参与，校正的效率不高，大大影响振镜扫描加工的效率，无法实现大批量全天候的自动加工。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种激光加工设备自动校正方法及计算机设备，以减少校正过程人工的参与，提高振镜扫描加工的自动化水平。

一种激光加工设备自动校正方法，包括：

当振镜系统处于生产模式时，获取所述振镜系统的工作状态；

判断所述工作状态是否满足预设校正条件；

若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程；

按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述激光加工设备自动校正方法。

上述激光加工设备自动校正方法及计算机设备，可以实现振镜的自动校正，减少校正过程人工的参与，大大提高了振镜扫描加工的自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中激光加工设备自动校正方法的一流程示意图；

图2是本发明一实施例中振镜系统可加工区域划分后的示意图；

图3是本发明一实施例中振镜自动校正时的简易示意图；

图4是本发明一实施例中一校正板的振镜校正区域经多次振镜校正后形成的校正孔阵列示意图；

图5是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供一种激光加工设备自动校正方法，包括如下步骤：

S10、当振镜系统处于生产模式时，获取所述振镜系统的工作状态。

可理解地，激光加工设备指的是可以进行振镜扫描加工的激光设备。激光加工设备中设置有振镜系统。振镜系统可预先设置若干不同校正模式。不同工作模式对应的校正参数存在差异。校正模式包括但不限于维修调试模式和生产模式。例如，在维修调试模式下，需要对振镜系统的光路进行调整，确定所有mask号(掩模)的焦距，并完成所有mask号的CCD校正和振镜校正。在此处，mask号不同，其对应的光斑(由设备的光路系统产生)在能量和/或尺寸上存在差异。而在工作模式下，振镜系统将根据工作状态确定是否执行校正流程，以确保振镜系统完成高精度的加工作业。在维修调试模式时，可以使用视野较宽的标准图像，便于与相机所成图像比对，提高调试效率。

可选的，振镜系统的工作状态包括CCD未校正时间、振镜未校正时间和mask号变更信息。

其中，CCD未校正时间指的是当前时间与上一次CCD校正时间之间的时间差。例如，当前时间为12点01分，上一次CCD校正时间10点00分，则CCD未校正时间为2小时01分。类似的，振镜未校正时间指的当前时间与上一次振镜校正时间之间的时间差。mask号变更信息可以表示当前使用的mask号是否与上一次使用的mask号相同。mask号变更信息包括两种结果，一种为发生变更，指的是当前使用的mask号与上一次使用的mask号不相同；另一种为未发生变更，指的是当前使用的mask号与上一次使用的mask号相同。

S20、判断所述工作状态是否满足预设校正条件。

可理解地，预设校正条件可以根据实际需要设置。当工作状态满足预设校正条件时，需要对振镜系统进行校正，保证振镜系统的加工精度。当工作状态不满足预设校正条件时，振镜系统可以继续执行加工作业，保证振镜扫描加工的效率。

可选的，所述预设校正条件包括：

所述CCD未校正时间超出CCD校正时间阈值；

所述振镜未校正时间超出振镜校正时间阈值；和/或，

所述mask号变更信息为发生变更。

可理解地，CCD校正时间阈值可以根据振镜系统的环境条件而设置，若环境条件稳定(主要指温度和湿度)，CCD校正时间阈值可以采用较高的值，此时校正频率较低；若环境条件稳定性较差，CCD校正时间阈值可以采用较低的值，此时校正频率较高。在一示例中，CCD校正时间阈值可设置为2小时。

类似的，振镜校正时间阈值可以根据振镜系统的环境条件而设置，若环境条件稳定(主要指温度和湿度)，振镜校正时间阈值可以采用较高的值，此时校正频率较低；若环境条件稳定性较差，振镜校正时间阈值可以采用较低的值，此时校正频率较高。在一示例中，振镜校正时间阈值可设置为4小时。

不同mask号的光斑不同，切换后若未经校正，可能影响振镜系统的加工精度。因而，在mask号变更信息为发生变更，需要对振镜系统进行校正。

S30、若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程。

可理解地，当振镜系统需要校正时，可以根据当前振镜系统的工作状态匹配校正流程。

可选的，步骤S30，即所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

S301、若所述工作状态为所述CCD未校正时间超出CCD校正时间阈值，与所述工作状态匹配的校正流程为CCD校正流程。

可理解地，当工作状态仅满足CCD未校正时间超出CCD校正时间阈值时，仅需要执行CCD校正流程。CCD校正流程可以指对单个校正孔的加工精度进行检测。

可选的，步骤S30，即所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

S302、若所述工作状态为所述振镜未校正时间超出振镜校正时间阈值，与所述工作状态匹配的校正流程包括振镜校正流程和CCD校正流程。

可理解地，当工作状态满足振镜未校正时间超出振镜校正时间阈值时，需要执行CCD校正流程和振镜校正流程。CCD校正流程可以指对单个校正孔的加工精度进行检测的流程。振镜校正流程可以指对多个校正孔的加工精度进行检测的流程。在执行振镜校正流程时，多个校正孔可以采用阵列形式排列。

可选的，步骤S30，即所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

S303、若所述工作状态为所述mask号变更信息为发生变更，与所述工作状态匹配的校正流程包括振镜校正流程和CCD校正流程。

可理解地，当工作状态满足mask号变更信息为发生变更时，需要执行CCD校正流程和振镜校正流程。CCD校正流程可以指对单个校正孔的加工精度进行检测的流程。振镜校正流程可以指对多个校正孔的加工精度进行检测的流程。在执行振镜校正流程时，多个校正孔可以采用阵列形式排列。

S40、按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果。

可理解地，如图2所示，振镜系统的可加工区域可以划分出加工区域Z3和预设校正区域(包括振镜校正区域Z1和CCD校正区域Z2)。振镜系统在加工区域对工件进行激光加工，在预设校正区域完成校正流程。对振镜系统进行校正时，经振镜偏转后的激光在处于预设校正区域内的校正板上打出校正孔，通过验证校正孔的位置精度完成振镜系统的校正。

进一步地，为了提高校正板的利用率，不同的校正流程，其对应的校正区域也是不同的。可以将预设校正区域划分为CCD校正区域Z2和振镜校正区域Z1。

在执行完校正流程之后，可以获得校正结果。校正结果包括两种，一种为通过，另一种为未通过。校正结果为通过时，校正点的目标位置与实际位置的偏差在第一允许误差范围内，或者，校正点重复校正产生的多个偏差在第二允许误差范围内。例如，校正点的目标位置为(0,0)，第一允许误差范围为±0.1，若实测的位置为(0.01,0)，0.01在第一允许误差范围之内，因而该校正点的校正结果为通过；第二允许误差范围为±0.03，若实测的位置分别为(0.11,0)，(0.12,0)，(0.13,0)，三次校正的偏差分别为-0.01,0,0.01，均处于第二允许误差范围之内，因而该校正点的校正结果为通过。

校正结果为未通过时，校正点的目标位置与实际位置的偏差超出第一允许误差范围，或者，校正点重复校正产生的多个偏差超出第二允许误差范围。情况刚好与校正结果为通过时相反，在此不再赘述。

可选的，若所述校正流程为CCD校正流程，步骤S40，即所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果，包括：

S401、通过所述振镜系统在CCD校正区域的第一预设位置打出CCD校正孔，并获取所述CCD校正孔的第一坐标信息，所述预设校正区域包括所述CCD校正区域。

可理解地，CCD校正区域可以是预设校正区域中专门划分出的用于执行CCD校正流程的区域。第一预设位置可以是CCD校正区域中的空白区域(未打上CCD校正孔)临近非空白区域(已打上CCD校正孔)的位置。若使用的是全新的校正版，则第一预设位置可以是CCD校正区域的边角位置，可以是左上角、左下角、右上角或者右下角。每次CCD校正时，可按顺序在上一次的CCD校正孔之后打出新的CCD校正孔。第一坐标信息可以是二维运动平台(可用于移动校正板)记录的坐标值。实际上，第一坐标信息指的是CCD校正孔的目标位置。

S402、根据第一坐标信息移动相机，并通过相机识别CCD校正孔的第二坐标信息。

可理解地，可以按照第一坐标信息将相机移动到CCD校正孔的正上方，通过拍照识别的方式确定CCD校正孔的真实位置，即第二坐标信息。在一示例中，通过拍摄CCD校正孔，然后获取与当前mask号匹配的标准图像(预先设置好的)，通过图像比对生成第二坐标信息。

如图3所示，图3为振镜自动校正时的简易示意图。其中，激光头01可在校正板03上打出CCD校正孔，而相机02可以拍摄校正孔的位置，并识别CCD校正孔的第二坐标信息。

S403、根据第一坐标信息和第二坐标信息确定振镜系统的CCD校正值。

可理解地，可以根据第一坐标信息和第二坐标信息计算出两者的差值(第二坐标信息减去第一坐标信息)，然后再根据差值确定CCD校正值。在一示例中，CCD校正值可以是三次校正生成的差值的均值，且三个差值之间的偏差小于预设CCD偏差阈值(可以根据实际需要设置)。可以使用预设的CCD校验算法评估CCD校验结果是否有效。CCD校验结果包括两种，一种为通过(Good)，另一种为不通过(NG，notgood)。

可理解地，若所述校正流程为振镜校正流程，步骤S40，即所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果，包括：

S404、通过所述振镜系统在振镜校正区域的第二预设位置打出校正孔阵列，并获取所述校正孔阵列的第一阵列坐标信息，所述预设校正区域包括所述振镜校正区域。

可理解地，振镜校正区域可以是预设校正区域中专门划分出的用于执行振镜校正流程的区域。第二预设位置可以是振镜校正区域中的预先设置的区域。校正孔阵列可以根据实际需要进行设置，如可以是13*13的矩阵。为了进一步提高校正板的利用率，在校正孔阵列所在区域，可以通过位置偏移的方式，使该区域可以重复利用多次(即对上一次校正孔阵列的位置进行小幅度偏移，使不同组数的校正孔不发生重叠)。第一阵列坐标信息包含了校正孔阵列中各个校正孔的坐标信息。

S405、根据所述第一阵列坐标信息移动相机，并通过所述相机识别所述校正孔阵列的第二阵列坐标信息。

可理解地，可以参考步骤S402，按照第一阵列坐标信息逐次将相机移动到校正孔阵列的每一个校正孔上，通过拍照识别的方式确定校正孔的真实位置。第二阵列坐标信息即为校正孔阵列所有校正孔的真实位置。在一示例中，通过拍摄校正孔后，然后获取与当前mask号匹配的阵列标准图像(预先设置好的模板)，通过图像比对生成第二阵列坐标信息。

S406、根据所述第一阵列坐标信息和所述第二阵列坐标信息确定所述振镜系统的振镜校正结果。

可理解地，可以根据第一阵列坐标信息和第二阵列坐标信息中各个校正孔的坐标计算出校正孔阵列各个校正孔的坐标差值，然后通过预设的处理算法处理所有坐标差值，生成振镜校验结果。可以使用预设的振镜校验算法评估振镜校验结果是否有效。振镜校验结果包括两种，一种为通过(Good)，另一种为不通过(NG，notgood)。

可选的，步骤S404，即所述通过所述振镜系统在振镜校正区域的第二预设位置打出校正孔阵列，并获取所述校正孔阵列的第一阵列坐标信息，所述预设校正区域包括所述振镜校正区域之前，包括：

S4041、通过预设振镜偏移规则确定所述第二预设位置的中心坐标，所述预设振镜偏移规则包括：

A÷B＝C…D

其中，A为当前校正板的振镜校正次数；

B为4；

C为振镜校正的组数；

D为余数；

X为第二预设位置的中心坐标的X值；

Y为第二预设位置的中心坐标的Y值；

α为校正孔阵列的幅面边长；

β为校正孔偏移间距；

γ为组间距。

可理解地，如图4所示，图4为一校正板的振镜校正区域经多次振镜校正后形成的校正孔阵列示意图。图4的示例包含了第一组校正孔阵列A1(共四次振镜校正所形成四个交叠的校正孔阵列)、第二组校正孔阵列A2、第三组校正孔阵列A3(局部)。在进行第1次振镜校正流程中，形成了包含校正孔001的13*13阵列；在进行第2次振镜校正流程中，形成了包含校正孔002的13*13阵列；在进行第3次振镜校正流程中，形成了包含校正孔003的13*13阵列；在进行第4次振镜校正流程中，形成了包含校正孔004的13*13阵列。

在一示例中，校正孔阵列的幅面边长α可为54mm，校正孔偏移间距β可为2.25mm(校正孔001与校正孔002之间的间距)，组间距γ可为3mm(第一组校正孔阵列A1与第二组校正孔阵列A2之间的间距，即A1右上角的点与A2左上角的点之间的间距)。若校正板可以分为9组校正孔阵列(每组4个阵列)，每次振镜校正时间间隔为4h，则理论上，一张校正板的最大生产时间为144h。

可选的，步骤S40，即所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果之后，还包括：

S50、当所述校正结果为不通过时，重复执行所述校正流程；

S60、若所述校正流程的重复次数大于指定次数时，发出报警信息。

可理解地，当校正结果为不通过时，需要重复执行校正流程。指定次数可以根据实际需要设置，例如可以设置为3次。一次CCD校正流程包含了三次单点校正，而一次振镜校正流程包含了一个校正孔阵列的校正。如果连续三次校正流程都无法得到通过的校正结果，此时可能存在振镜系统无法自动校正的故障，需要发出报警信息，由工作人员手动干预，排除故障。报警信息包括但不限于语音提醒、文字提醒、短信提醒、邮件提醒、灯光提醒。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括可读存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机可读指令。该内存储器为可读存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部服务器通过网络连接通信。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种激光加工设备自动校正方法。本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现以下步骤：

当振镜系统处于生产模式时，获取所述振镜系统的工作状态；

判断所述工作状态是否满足预设校正条件；

若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程；

按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果。

在一个实施例中，提供了一个或多个存储有计算机可读指令的计算机可读存储介质，本实施例所提供的可读存储介质包括非易失性可读存储介质和易失性可读存储介质。可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时实现以下步骤：

当振镜系统处于生产模式时，获取所述振镜系统的工作状态；

判断所述工作状态是否满足预设校正条件；

若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程；

按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性可读取存储介质或易失性可读存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光加工设备自动校正方法，其特征在于，包括：

当激光加工设备处于生产模式时，获取振镜系统的工作状态；所述工作状态包括CCD未校正时间、振镜未校正时间和/或mask号变更信息；

判断所述工作状态是否满足预设校正条件；

若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程；

按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果。

2.如权利要求1所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述预设校正条件包括：

所述CCD未校正时间超出CCD校正时间阈值；

所述振镜未校正时间超出振镜校正时间阈值；和/或，

所述mask号变更信息为发生变更。

3.如权利要求2所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

若所述工作状态为所述CCD未校正时间超出CCD校正时间阈值，与所述工作状态匹配的校正流程为CCD校正流程。

4.如权利要求2所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

若所述工作状态为所述振镜未校正时间超出振镜校正时间阈值，与所述工作状态匹配的校正流程包括振镜校正流程和CCD校正流程。

5.如权利要求2所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述若所述工作状态满足预设校正条件，确定与所述工作状态匹配的校正流程，包括：

若所述工作状态为所述mask号变更信息为发生变更，与所述工作状态匹配的校正流程包括振镜校正流程和CCD校正流程。

6.如权利要求1所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，若所述校正流程为CCD校正流程，所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果，包括：

通过所述振镜系统在CCD校正区域的第一预设位置打出CCD校正孔，并获取所述CCD校正孔的第一坐标信息，所述预设校正区域包括所述CCD校正区域；

根据所述第一坐标信息移动相机，并通过所述相机识别所述CCD校正孔的第二坐标信息；

根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息确定所述振镜系统的CCD校正值。

7.如权利要求1所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，若所述校正流程为振镜校正流程，所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果，包括：

通过所述振镜系统在振镜校正区域的第二预设位置打出校正孔阵列，并获取所述校正孔阵列的第一阵列坐标信息，所述预设校正区域包括所述振镜校正区域；

根据所述第一阵列坐标信息移动相机，并通过所述相机识别所述校正孔阵列的第二阵列坐标信息；

根据所述第一阵列坐标信息和所述第二阵列坐标信息确定所述振镜系统的振镜校正结果。

8.如权利要求7所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述通过所述振镜系统在振镜校正区域的第二预设位置打出校正孔阵列，并获取所述校正孔阵列的第一阵列坐标信息，所述预设校正区域包括所述振镜校正区域之前，包括：

通过预设振镜偏移规则确定所述第二预设位置的中心坐标，所述预设振镜偏移规则包括：

A÷B＝C…D

其中，A为当前校正板的振镜校正次数；

B为4；

C为振镜校正的组数；

D为余数；

X为第二预设位置的中心坐标的X值；

Y为第二预设位置的中心坐标的Y值；

α为校正孔阵列的幅面边长；

β为校正孔偏移间距；

γ为组间距。

9.如权利要求1所述的激光加工设备自动校正方法，其特征在于，所述按照所述校正流程在预设校正区域对所述振镜系统进行校正，并获取校正结果之后，还包括：

当所述校正结果为不通过时，重复执行所述校正流程；

若所述校正流程的重复次数大于指定次数时，发出报警信息。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至9中任一项所述激光加工设备自动校正方法。