CN103042311A - 一种激光加工中对准划切4寸led蓝宝石晶片的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，将待划切的4寸LED蓝宝石晶片放置于工作台上后，通过以下步骤实现：获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小；拟合出所述晶片的翘曲数据；通过图像处理技术识别所述晶片的划切道并自动进行角度调整，使所述划切道与所述工作台运动的横/纵向轴相平行；利用所述物理圆心和半径以及预置的划切间距，计算所述晶片横向/纵向上每条划切道的起点坐标和终点坐标；根据所述划切道的起点坐标、终点坐标以及所述晶片的翘曲数据，控制激光器对所述晶片进行划切。本发明通过控制激光加工设备根据计算的划切坐标数据对晶片自动划切，极大地提高了设备的自动化程度和工业生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及蓝宝石晶片激光加工控制技术领域，尤其涉及一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法。
背景技术
激光加工中，利用激光器划切4寸LED蓝宝石晶片操作时，需要提高对准划切的效率，以更好地体现激光加工的优点。
目前，现有的控制方法是通过手动进行对准划切，效率比较低下，难以体现激光加工在现代工业生产中的优势，严重影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有激光加工设备手动操作自动化程度低、加工效率低下的不足而提供一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，用于控制激光加工设备对准划切4寸LED蓝宝石晶片，可快速进行对准和提取晶片数据，有效提高了工业生产效率。
为实现上述的目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，将待划切的4寸LED蓝宝石晶片放置于工作台上后，通过以下步骤实现：
获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小；
拟合出所述晶片的翘曲数据；
通过图像处理技术识别所述晶片的划切道并自动进行角度调整，使所述划切道与所述工作台运动的横/纵向轴相平行；
利用所述物理圆心和半径以及预置的划切间距，计算所述晶片横向/纵向上每条划切道的起点坐标和终点坐标；
根据所述划切道的起点坐标、终点坐标以及所述晶片的翘曲数据，控制激光器对所述晶片进行划切。
本发明中，所述的获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小的步骤为：
提取所述晶片放置到所述工作台上的实际效果图；
利用图像处理技术将所述实际效果图与预存的工作台实际背景图进行对比，提取所述晶片的轮廓边缘；
根据所述晶片的轮廓边缘计算所述晶片的圆心坐标和半径大小；
将所述的晶片的圆心坐标和半径大小经数学计算处理转换为对应的物理圆心坐标和半径大小。
本发明中，所述的拟合出所述晶片的翘曲数据的步骤是：
在所述晶片表面选择预定数量特征点并获取所述特征点的物理位置坐标；
利用厚度测量传感器分别提取所述特征点位置处的晶片厚度；
利用所述特征点位置处的厚度以及所述特征点的物理位置坐标，拟合出所述晶片的翘曲数据。
本发明中，通过接触式厚度测量传感器来提取所述特征点的厚度。
本发明中，所述的特征点数量为六个。
本发明中，所述激光器对所述晶片进行划切时按先划纵向划切道，再划横向划切道方式的进行划切。
本发明通过综合应用图像处理技术，提取待划切晶片的物理圆心及半径数据，自动识别晶片划切道进行调整，结合设置好的划切间距，计算划切坐标数据，并结合拟合出的晶片的翘曲数据，完成晶片的对准划切后，通过控制激光加工设备根据所述的划切坐标数据，结合拟合出的晶片的翘曲数据进行自动划切，极大地提高了设备的自动化程度和工业生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法的控制流程图；
图2是本发明实施例提供的获取晶片的物理圆心坐标和半径大小的流程图；
图3是本发明实施例提供的拟合出晶片的翘曲数据的流程图；
图4是本发明实施例提供的工作台实际背景图及蓝宝石晶片放置到工作台上的实际效果图的前后比较示意图;
图5是本发明实施例提供的提取蓝宝石晶片表面上特征点的高度的示意图;
图6是本发明实施例提供的调整蓝宝石晶片的角度的示意图；
图7是本发明实施例提供的自动识别划切道并自动标记划切道中心所在物理位置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
参见图1所示，该图示出了本发明实施例提供的激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法的流程。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例有关的部分。
一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，在将待划切的4寸LED蓝宝石晶片放置于工作台上后，主要通过以下步骤实现：
S101:获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小；获取所述的晶片的物理圆心坐标和半径大小，旨在为后续的计算划切坐标数据提供数据支持；
参见图2所示，本发明实施例中，步骤S101中所述的获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小的步骤为：
S201:提取所述晶片放置到所述工作台上的实际效果图；
S202:利用图像处理技术将所述实际效果图与预存的工作台实际背景图进行对比，提取所述晶片的轮廓边缘；
S203:根据所述晶片的轮廓边缘计算所述晶片的圆心坐标和半径大小；
S204:将所述的晶片的圆心坐标和半径大小经数学计算处理转换为对应的物理圆心坐标和半径大小。
通过上述的方法获取所述的晶片的物理圆心坐标和半径大小后，方便后续计算所述的晶片上的划切道的位置和长度，为自动对准划切做好准备。
请参见图2所示，通过利用图像处理技术将所述晶片放置到所述工作台上的实际效果图1（见左侧图示）与预存的工作台实际背景图进行对比，提取的所述晶片的轮廓边缘2（见右侧图示），该图2中，两条相交的直线标记出了提取晶片图像用的相机的视场中心。
S102：拟合出所述晶片的翘曲数据；
在拟合出整个晶片的翘曲数据后，可以为后续变焦划切提供数据基础支持；
本发明实施例中，请参见图3所示，步骤S102中所述的拟合出所述晶片的翘曲数据的步骤是：
S301:在所述晶片表面选择预定数量的特征点并获取所述特征点的物理位置坐标；选取的特征点的布置分布见图5所示，图中的6个小黑色方块为选择的特征点，特征点的选取以足以用来计算体现出待划切晶片的整体翘曲数据为原则；
S302:利用厚度测量传感器分别提取所述特征点位置处的晶片厚度；提取的特征点位置处的晶片厚度数据分别见图6右侧所示，图中，P1~P6所示数据值表示出了提取的6个特征点位置处的晶片厚度值；
S303:利用所述特征点位置处的厚度以及所述特征点的物理位置坐标，拟合出所述晶片的翘曲数据。
本发明实施例中，采用接触式厚度测量传感器来提取所述特征点的厚度。
本发明实施例中，所述的特征点数量为六个。
本发明实施例中，在计算所述的晶片的翘曲数据时，可以所述工作台工作的中心作为基点，以设置选择的六个特征点与所述基点的物理位置偏移为依据，计算出所述的晶片范围内六个特征点的物理位置，并根据所述的六个特征点的位置分布，利用接触式测高传感器分别提取晶片表面的六个特征点位置的晶片厚度，然后通过数学计算，拟合出晶片的整体翘曲状况数据分布，使得后续在进行晶片自动划切时，能够根据得到的晶片整体翘曲状况数据来控制激光器进行变焦划切。
S103:通过图像处理技术识别所述晶片的划切道并自动进行角度调整，使所述划切道与所述工作台运动的横纵向轴相平行；
请参见图6所示，在将4寸LED蓝宝石晶片1通过手工方式放置到工作台上后，晶片上的划切道5与工作台纵/横向轴之间会存在一定的倾斜角度，因此，需要校正晶片的倾斜角度，以便于进行直线划切。
具体可通过图像处理技术，自动进行调整，进行一次粗调，两次精调，请参见图６所示，左侧为校正之前的晶片图，右侧为校正之后的晶片图。通过校正之后，晶片上的划切道5与预置的划切线４处于平行，且吻合，这样就便于后续沿所述的划切线４对所述的晶片１进行直线划切。
S104:利用所述的物理圆心和半径以及预置的划切间距，计算所述晶片横向/纵向上每条划切道的起点坐标和终点坐标；
本发明实施例中，所述的划切间距一致。
参见图７所示，可利用图像处理技术，分别自动寻找4寸LED蓝宝石晶片上纵向和横向的一条划切道5，并进行位置标记，即，通过读取光栅尺记录的图７中所示两实线条３（提取图像用的相机视场中心的标记线）的十字交叉点的位置，然后以该交叉点所在坐标为基点，以晶片实际轮廓曲线为边界，根据设置的横向/纵向两条划切道５中心之间的位置偏移，从而计算得出晶片横向/纵向每条划切道的起点坐标和终点坐标；
S105:根据所述划切道的起点坐标、终点坐标以及所述晶片的翘曲数据，控制激光器对所述晶片进行划切；
S106: 判断划切是否全部完成，是则结束划切，否则返回步骤S105继续划切，直到全部划切完成。
在获得划切道的起点坐标、终点坐标后，即可以通过控制激光器开关，并配合所述的工作台的直线运动（纵向或横向）来进行所述的4寸LED蓝宝石晶片的划切；对LED蓝宝石晶片的横向和纵向分别划切完成后，所述的工作台移出，即完成了激光加工中自动对准划切4寸LED蓝宝石晶片的目的。
本发明中，运用所述激光器对所述晶片进行划切时，按照先划纵向划切道，再划横向划切道方式的进行划切。
本发明所述的对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，可以通过软件程序来实现，本发明克服了激光划加工设备手动对准划切耗时较长，效率较低的现象，更好地突出了激光加工在现代工业生产中快、精、准的优点，极大地提高了生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征在于，将待划切的4寸LED蓝宝石晶片放置于工作台上后，通过以下步骤实现：
获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小；
拟合出所述晶片的翘曲数据；
通过图像处理技术识别所述晶片的划切道并自动进行角度调整，使所述划切道与所述工作台运动的横/纵向轴相平行；
利用所述物理圆心和半径以及预置的划切间距，计算所述晶片横向/纵向上每条划切道的起点坐标和终点坐标；
根据所述划切道的起点坐标、终点坐标以及所述晶片的翘曲数据，控制激光器对所述晶片进行划切。
2.根据权利要求1所述的一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征在于， 所述的获取所述晶片的物理圆心坐标和半径大小的步骤为：
提取所述晶片放置到所述工作台上的实际效果图；
利用图像处理技术将所述实际效果图与预存的工作台实际背景图进行对比，提取所述晶片的轮廓边缘；
根据所述晶片的轮廓边缘计算所述晶片的圆心坐标和半径大小；
将所述的晶片的圆心坐标和半径大小经数学计算处理转换为对应的物理圆心坐标和半径大小。
3.根据权利要求1或2所述的一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征在于，所述的拟合出所述晶片的翘曲数据的步骤是：
在所述晶片表面选择预定数量特征点并获取所述特征点的物理位置坐标；
利用厚度测量传感器分别提取所述特征点位置处的晶片厚度；
利用所述特征点位置处的厚度以及所述特征点的物理位置坐标，拟合出所述晶片的翘曲数据。
4.根据权利要求3所述的一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征在于，通过接触式厚度测量传感器来提取所述特征点的厚度。
5.根据权利要求3所述的一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征在于，所述的特征点数量为六个。
6.根据权利要求1所述的一种激光加工中对准划切4寸LED蓝宝石晶片的控制方法，其特征是，所述激光器对晶片进行划切时按先划纵向划切道，再划横向划切道方式的进行划切。
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