CN103394810A - 激光切割方法及其装置 - Google Patents
激光切割方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103394810A CN103394810A CN2013103486055A CN201310348605A CN103394810A CN 103394810 A CN103394810 A CN 103394810A CN 2013103486055 A CN2013103486055 A CN 2013103486055A CN 201310348605 A CN201310348605 A CN 201310348605A CN 103394810 A CN103394810 A CN 103394810A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- laser power
- module
- cutting
- cutting platform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明提供一种激光切割方法及其装置，其中，实时地采集激光器的激光功率信号；根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内，其中，所述预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高；当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。相较于现有技术，本发明的技术方案可综合性地对激光切割进行实时监控和控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光切割方法及装置，尤其涉及一种用于切割半导体芯片的激光切割方法及装置。
背景技术
当前，激光切割设备被广泛应用于工业生产中，并随着现代化工业的发展对其提出越来越高的要求，尤其是在切割平台高速运动情况下，激光切割过程中激光功率的监控和补偿，在高精度半导体行业显得尤其重要。
现有技术的这种高精度激光切割设备的运动控制卡在切割平台高速运动情况下对激光控制很单一，没有综合性地实时监控和控制。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种激光切割方法、系统及装置。该激光切割方法、系统及装置能够更精确地控制高精度激光切割设备的运行。
为解决上述问题，本发明一实施方式中提供了一种激光切割方法，所述方法包括：
实时地采集激光器的激光功率信号；
根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内，其中，所述预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高；
当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。
作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：
接收并存储划片路径规划数据；
根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。
作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：
采集及处理光栅尺的位置信号；
根据所述位置信号判断所述切割平台是否到位；
当切割平台到位时，输出到位中断信号，触发激光器进行切割。
作为本发明的进一步改进，实时地输出转换为视频信号的激光功率信号。
相应地，本发明一实施方式中提供了一种激光切割装置，其包括：
激光功率采集模块，用于实时地采集激光器的激光功率信号；
处理模块，用于根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内，其中，所述预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高；
补偿模块，用于当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。
作为本发明的进一步改进，所述激光功率采集模块和所述补偿模块被构造为闭环结构。
作为本发明的进一步改进，所述装置还包括：
存储模块，用于接收并存储划片路径规划数据；
所述处理模块还用于，根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。
作为本发明的进一步改进，所述装置还包括：
光栅尺读头，用于采集及处理光栅尺的位置信号；
所述处理模块还用于，根据所述位置信号判断所述切割平台是否到位；当切割平台到位时，输出到位中断信号，触发激光器进行切割。
作为本发明的进一步改进，所述装置还包括：
显示模块，用于实时地输出转换为视频信号的激光功率信号。
作为本发明的进一步改进，所述处理模块内存储有对位置检测模块、工作模块、补偿模块、激光功率采集模块的控制程序。
相较于现有技术，本发明的技术方案可综合性地对激光切割过程进行实时监控和控制。
附图说明
图1为本发明一实施方式中激光切割方法的流程图。
图2为本发明一实施方式中激光切割装置的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示，在本发明一实施方式中，该激光切割方法包括：
S1、实时地采集激光器的激光功率信号；优选地，参图2所示，在本发明一实施方式中，该激光切割装置包括一激光功率采集模块20，该激光功率采集模块20电性连接处理模块10，所述处理模块10可为MCU。该激光功率采集模块20用于实时的采集激光器的激光功率。其包括：
功率探头201，该功率探头201可采集激光器的激光功率模拟信号；
一级放大单元202，电性连接所述功率探头201；
二级放大单元203，电性连接所述一级放大单元202，所述一级放大单元202和所述二级放大单元203用于将所述功率探头201采集到的激光功率模拟信号放大，例如，第一级放大单元202将激光功率模拟信号放大200倍，第二级放大单元203将经由第一级放大单元202放大后的激光功率模拟信号再放大4倍；
信号调理单元204，电性连接所述二级放大单元203和处理模块10，用于将放大后的激光功率模拟信号转换为数字信号，并将转换的数字信号输出至处理模块10。
S2、根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内；优选地，参图2所示，在本发明一实施方式中，所述处理模块10在接收到由所述信号调理单元204发出的激光功率的数字信号后，调取存储于所述处理模块10内的控制程序，以判断该激光功率是否处于预设区间内。值得一提的是：该预设区间的值是可根据切割平台的运动速度变化的，该预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高，具体地，预设区间的值=斜率系数*切割平台的运动速度±偏移量。其中，该斜率系数可通过初始设置的预设区间的值和初始设置的切割平台的运动速度得到。该预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系可保证在切割过程中的平稳性以及切割效率。
S3、当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。优选地，参图2所示，当处理模块10内的控制程序判断激光功率未处于预设区间内时，即向补偿模块30发送信号，以通过补偿模块30驱动激光器的光学镜片旋转，从而对激光功率进行补偿。该补偿模块30与该激光功率采集模块20被构造为闭环结构，所述补偿模块30进一步包括：
运动控制芯片301，所述运动控制芯片301与处理模块10电性连接，其用于接收由处理模块10发送的控制信号，并在处理完毕后反馈信号至所述处理模块10。
步进电机驱动器302，所述步进电机驱动器302与所述运动控制芯片301电性连接；其可接收所述运动控制芯片传输的控制信号，以发出驱动信号驱动玻片电机303，同时向运动控制芯片301反馈编码器信号。其中，所述运动控制芯片传输的控制信号可以是PWM信号，也可以是GATE信号。
玻片电机303，所述玻片电机303与所述步进电机驱动器302电性连接，且所述玻片电机303还与所述激光器的光学镜片连接，以驱动所述光学镜片旋转。该玻片电机303可接收所述步进电机驱动器302的驱动信号，并处理该驱动信号，驱动光学镜片旋转。优选地，在实施方式中，该玻片电机303每一次均驱动该光学镜片旋转一预设角度，该预设角度可设为0.1°。
具体地，当玻片电机303驱动该光学镜片旋转一预设角度后，功率探头201即可采集激光器的当前激光功率模拟信号，经过转换后，由处理模块10判断激光器的当前激光功率是否处于预设区间内，如果未处于预设区间，即再次向补偿模块30发送信号，让玻片电机303再带动光学镜片旋转一预设角度，如此重复，从而实现实时地监测和控制该激光切割过程。
优选地，在本发明一实施方式中，所述方法还包括：
接收并存储划片路径规划数据；优选地，参图2所示，所述激光切割装置包括一通信模块40，所述通信模块40电性连接所述处理模块10，并用于接收外部终端50发送的划片路径规划数据。其中，所述通信模块40包括：
USB驱动控制芯片401，所述USB驱动控制芯片电性连接所述处理模块10。
USB接口402，所述USB接口402电性连接所述USB驱动控制芯片401。且所述USB接口402可与外部终端50（例如PC）通信连接，以接收外部终端50发送的划片路径规划数据，并将该划片路径规划数据传送至处理模块10。所述处理模块10接收到所述划片路径规划数据后，将该划片路径规划数据存储于激光切割装置的内部存储模块60内，以便于调取使用。
优选地，在本发明一实施方式中，所述方法还包括：根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。优选地，所述处理模块10可用于调取所述存储模块60内的划片路径规划数据，以根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。
在本发明一实施方式中，所述方法还包括：
采集及处理光栅尺的位置信号；优选地，参图2所示，所述激光切割装置还包括位置检测模块70，所述位置检测模块70电性连接所述处理模块10。该位置检测模块70用于采集及处理光栅尺的位置信号。具体地，所述位置检测模块70包括：
光栅尺读头，所述光栅尺读头与切割平台相配合，以实时读取切割平台的光栅尺的位置信号；其中，所述光栅尺读头包括采集切割平台X轴方向位置信号的X轴光栅尺读头701，以及采集切割平台Y轴方向位置信号的Y轴光栅尺读头711。
差分信号转换器，所述差分信号转换器电性连接所述光栅尺读头。所述差分信号转换器接收光栅尺读头读取到的光栅尺的位置信号，并进行转换。具体地，所述差分信号转换器包括与所述X轴光栅尺读头701电性连接的第一差分信号转换器702，所述第一差分信号转换器702将接收到的所述X轴光栅尺位置信息转换为X轴光栅尺ABZ相差分信号，并进一步转换为单极性信号。以及与所述Y轴光栅尺读头711电性连接的第二差分信号转换器712，所述第二差分信号转换器712将接收到的所述Y轴光栅尺位置信息转换为Y轴光栅尺ABZ相差分信号，并进一步转换为单极性信号。
编码芯片，所述编码芯片与所述差分信号转换器和处理模块10电性连接。其接收转换成单极性信号的位置信号，并进行编码后传输至处理模块10中。具体地，所述编码芯片包括：与所述第一差分信号转换器702电性连接的X轴编码芯片703，以及与第二差分信号转换器712电性连接的Y轴编码芯片713。
处理模块10调取存储模块60内的划片路径规划数据，经过处理后，传送给X轴编码芯片703以及Y轴编码芯片713，进行相应参数的修改和写入，从而使X轴编码芯片703以及Y轴编码芯片713可以准确地控制切割平台的位置，并在切割平台到位时迅速地触发切割平台到位中断信号。
所述方法还包括：根据所述位置信号判断所述切割平台是否到位；优选地，所述处理模块10接收到位置信号后，即可对比所述划片路径规划数据，以判断所述切割平台是否到位；
当切割平台到位时，输出到位中断信号，触发激光器进行切割。当所述处理模块10判断所述切割平台的位置与所述划片路径规划数据相匹配时，则认为所述切割平台到位。
当切割平台运动到位后，所述处理模块10向工作模块80发出控制信号，例如PWM信号。所述工作模块80电性连接所述处理模块10，并用于在接收到PWM信号后开始划片工作。其中，所述工作模块80包括：
PWM信号驱动芯片801，所述PWM信号驱动芯片801电性连接所述处理模块10，并可接收及处理所述处理模块10发出PWM信号。
激光器802，所述激光器802电性连接所述PWM信号驱动芯片801，并可接收所述PWM信号驱动芯片801处理后的PWM信号，以开始划片工作。
在本发明一实施方式中，所述方法还包括：输出转换为视频信号的激光功率信号。优选地，参图2所示，所述激光切割装置还包括显示模块90，如液晶显示器。所述显示模块90电性连接所述处理模块10。所述显示模块90用于其可接收处理模块10发送的转换为视频信号的激光功率信号，并将该信息实时显示。当然，在本发明另一实施方式中，将激光功率信号转换为视频信号也可在显示模块90中进行。
值得一提的是：所述处理模块内存储有对所述位置检测模块、工作模块、补偿模块、激光功率采集模块的控制程序。如此，即可快速地调取控制程序并进行相应处理，降低了激光切割装置的处理延时，提高激光切割装置的工作效率及可靠性。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光切割方法，其特征在于，包括：
实时地采集激光器的激光功率信号；
根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内，其中，所述预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高；
当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。
2.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收并存储划片路径规划数据；
根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。
3.根据权利要求2所述的激光切割方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集及处理光栅尺的位置信号；
根据所述位置信号判断所述切割平台是否到位；
当切割平台到位时，输出到位中断信号，触发激光器进行切割。
4.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述方法包括：
实时地输出转换为视频信号的激光功率信号。
5.一种激光切割装置，其特征在于，包括：
激光功率采集模块，用于实时地采集激光器的激光功率信号；
处理模块，用于根据所述激光功率信号判断激光功率是否处于预设区间内，其中，所述预设区间的值与切割平台的运动速度成线性关系，所述切割平台的运动速度越快，所述预定区间的值越高；
补偿模块，用于当所述激光功率未处于预设区间内时，驱动激光器的光学镜片旋转，对激光功率进行补偿。
6.根据权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光功率采集模块和所述补偿模块被构造为闭环结构。
7.根据权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于，所述装置还包括：
存储模块，用于接收并存储划片路径规划数据；
所述处理模块还用于，根据所述划片路径规划数据驱动切割平台运动。
8.根据权利要求7所述的激光切割装置，其特征在于，所述装置还包括：
位置检测模块，用于采集及处理光栅尺的位置信号；
所述处理模块还用于，根据所述位置信号判断所述切割平台是否到位；当切割平台到位时，输出到位中断信号，触发激光器进行切割。
9.根据权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于，所述装置还包括：
显示模块，用于实时地输出转换为视频信号的激光功率信号。
10.根据权利要求5至9中任意一项所述的激光切割装置，其特征在于，所述处理模块内存储有对位置检测模块、工作模块、补偿模块、激光功率采集模块的控制程序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013103486055A CN103394810A (zh) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | 激光切割方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013103486055A CN103394810A (zh) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | 激光切割方法及其装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103394810A true CN103394810A (zh) | 2013-11-20 |
Family
ID=49558634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013103486055A Pending CN103394810A (zh) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | 激光切割方法及其装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103394810A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107552975A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-01-09 | 惠州市洛玛科技有限公司 | 切割装置及切割产品的方法 |
| CN108581242A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-09-28 | 广州新可激光设备有限公司 | 一种激光设备打标边缘的能量增强优化方法 |
| CN109967894A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-07-05 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 四轴peg及激光时钟同步板卡 |
| CN110091055A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-06 | 东莞理工学院 | 一种用于激光划片设备的机器视觉自动定位系统 |
| CN112008252A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-01 | 成都福莫斯智能系统集成服务有限公司 | 一种激光切割功率自动调整方法 |
| CN116714288A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-09-08 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种飞机复合材料破孔损伤预制体填充快速修理方法 |
| CN109967894B (zh) * | 2019-03-14 | 2024-05-14 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 四轴peg及激光时钟同步板卡 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE763007A (fr) * | 1970-02-19 | 1971-07-16 | Western Electric Co | Procede et appareil pour la division de bases portant des circuits |
| JP2004105972A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ切断加工システム |
| CN1994725A (zh) * | 2006-11-28 | 2007-07-11 | 西安交通大学 | 一种光固化快速成型设备的激光功率在线检测与控制方法 |
| CN101081459A (zh) * | 2007-06-29 | 2007-12-05 | 华中科技大学 | 三维激光焊接和切割过程的实时监测装置 |
| US20110017715A1 (en) * | 2009-04-17 | 2011-01-27 | University Of Connecticut | Systems and Methods For Enhanced Control of Laser Drilling Processes |
| CN103111753A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-22 | 福建省威诺数控有限公司 | 一种基于视觉的全自动晶圆划片机控制系统 |
-
2013
- 2013-08-12 CN CN2013103486055A patent/CN103394810A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE763007A (fr) * | 1970-02-19 | 1971-07-16 | Western Electric Co | Procede et appareil pour la division de bases portant des circuits |
| JP2004105972A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ切断加工システム |
| CN1994725A (zh) * | 2006-11-28 | 2007-07-11 | 西安交通大学 | 一种光固化快速成型设备的激光功率在线检测与控制方法 |
| CN101081459A (zh) * | 2007-06-29 | 2007-12-05 | 华中科技大学 | 三维激光焊接和切割过程的实时监测装置 |
| US20110017715A1 (en) * | 2009-04-17 | 2011-01-27 | University Of Connecticut | Systems and Methods For Enhanced Control of Laser Drilling Processes |
| CN103111753A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-22 | 福建省威诺数控有限公司 | 一种基于视觉的全自动晶圆划片机控制系统 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107552975A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-01-09 | 惠州市洛玛科技有限公司 | 切割装置及切割产品的方法 |
| CN108581242A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-09-28 | 广州新可激光设备有限公司 | 一种激光设备打标边缘的能量增强优化方法 |
| CN109967894A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-07-05 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 四轴peg及激光时钟同步板卡 |
| CN109967894B (zh) * | 2019-03-14 | 2024-05-14 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 四轴peg及激光时钟同步板卡 |
| CN110091055A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-06 | 东莞理工学院 | 一种用于激光划片设备的机器视觉自动定位系统 |
| CN112008252A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-01 | 成都福莫斯智能系统集成服务有限公司 | 一种激光切割功率自动调整方法 |
| CN116714288A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-09-08 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种飞机复合材料破孔损伤预制体填充快速修理方法 |
| CN116714288B (zh) * | 2023-08-10 | 2023-10-31 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种飞机复合材料破孔损伤预制体填充快速修理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103394810A (zh) | 激光切割方法及其装置 | |
| CN103147789B (zh) | 煤矿井下救援机器人控制系统及控制方法 | |
| CN202871980U (zh) | 一种天线控制装置 | |
| CN203199897U (zh) | 一种塔吊作业监控装置 | |
| CN102509709B (zh) | 用于led晶粒点测设备的点测装置 | |
| CN101968431B (zh) | 使用空态洁净等级测试系统的空态洁净等级测试方法 | |
| CN202163514U (zh) | 一种履带式环境探测机器人系统 | |
| CN204374389U (zh) | 一种火箭炮电机性能检测仪 | |
| CN102723995B (zh) | 一种有源光模块控制器 | |
| CN104483984A (zh) | 阀厅智能巡检机器人的云台精确定位装置及其工作方法 | |
| CN104003141A (zh) | 一种刮板运输机无线监控装置及方法 | |
| CN204010487U (zh) | 一种位置控制教学实验平台 | |
| CN104865967A (zh) | 海洋平台补偿集成冗余控制系统 | |
| CN212079309U (zh) | 一种用于土压平衡盾构机的控制装置 | |
| CN106155141A (zh) | 提高转台鲁棒性的转台控制系统及基于该系统的调试方法 | |
| CN105279921A (zh) | 一种对材料试验机进行遥控的方法 | |
| CN201819867U (zh) | 空态洁净等级测试系统 | |
| CN109818248B (zh) | 矿用本安型dts系统、脉冲光源、apd模块的启动系统及方法 | |
| CN201853131U (zh) | 热电阻信号采集模块 | |
| CN202009157U (zh) | 一种基于单片机控制的光模块 | |
| CN106154256B (zh) | 基于雷达探测的采掘工作面进尺自动实时定位系统 | |
| CN104880659A (zh) | 半导体激光器离线测试方法 | |
| CN204385631U (zh) | 铁路架桥机梁横移同步位移装置 | |
| CN110344759B (zh) | 一种柔性浅表定心的打桩装置的移动平台车监测系统 | |
| CN204938764U (zh) | 一种适用于吊车的无线角度仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131120 |