CN105865621A - 激光功率的校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光功率的校准方法和装置，所述方法包括：分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光；检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值；根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系；根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。本发明提供的激光功率的校准方法和装置，在建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系后，采用非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，可以减小待校准激光功率与实际激光功率的误差，提高激光功率检测的准确性。

Description

激光功率的校准方法和装置

技术领域

本发明涉及激光检测领域，特别是涉及一种激光功率的校准方法和装置。

背景技术

在激光加工过程中，对激光的检测是至关重要的，通过激光的检测可以获取激光加工过程中的激光加工数据，并根据激光加工数据对激光加工过程进行调整和设置。

而在激光的检测过程中，准确的激光加工数据能够真实反映激光加工过程，获取准确的激光加工数据成为较为关键的步骤。在实际的检测过程中，检测获得的激光功率与实际的激光功率存在误差，误差较大会使检测得到的激光功率准确性降低。

发明内容

基于此，有必要针对激光检测得到的激光功率准确性低的问题，提供一种激光功率的校准方法和装置。

一种激光功率的校准方法，所述方法包括：

分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光；

检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值；

根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系；

根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

在其中一个实施例中，所述根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合；

通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

在其中一个实施例中，所述通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

获取通过多项式拟合生成的多项式参数；

将所述多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由所述控制程序根据所述多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

在其中一个实施例中，所述根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，包括：

对输出激光进行检测，获取所述输出激光的待校准功率值；

根据所述非线性对应关系计算所述待校准功率值对应的标准功率值并输出。

在其中一个实施例中，所述检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值，包括：

通过标准功率计检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值，并通过待校准功率探头检测每个激光功率输入值对应的所述激光的待校准功率值；

所述根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对所述标准功率值和所述待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

上述激光功率的校准方法，分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光，不同的激光功率输入值对应不同激光功率的激光，获取每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，根据标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。这样，在建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系后，采用非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，可以减小待校准激光功率与实际激光功率的误差，提高激光功率检测的准确性。

一种激光功率的校准装置，所述装置包括：

激光生成模块，用于分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光；

功率值检测模块，用于检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值；

对应关系生成模块，用于根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系；

激光功率校准模块，用于根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

在其中一个实施例中，所述对应关系生成模块包括：

多项式拟合模块，用于对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合；

对应关系建立模块，用于通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

在其中一个实施例中，所述对应关系建立模块包括：

多项式参数获取模块，用于获取通过多项式拟合生成的多项式参数；

多项式参数输入模块，用于将所述多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由所述控制程序根据所述多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

在其中一个实施例中，所述激光功率校准模块包括：

激光功率检测模块，用于对输出激光进行检测，获取所述输出激光的待校准功率值；

功率值计算模块，用于根据所述非线性对应关系计算所述待校准功率值对应的标准功率值并输出。

在其中一个实施例中，所述功率值检测模块还用于通过标准功率计检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值，并通过待校准功率探头检测每个激光功率输入值对应的所述激光的待校准功率值；

所述对应关系生成模块还用于通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对所述标准功率值和所述待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

上述激光功率的校准装置，分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光，不同的激光功率输入值对应不同激光功率的激光，获取每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，根据标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。这样，在建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系后，采用非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，可以减小待校准激光功率与实际激光功率的误差，提高激光功率检测的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中激光功率的校准系统的应用环境图；

图2为一个实施例中激光功率的校准方法的流程示意图；

图3为一个实施例中多项式拟合的步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中待校准激光功率的校准步骤的流程示意图；

图5为一个实施例中在Excel存储功率值的截图；

图6为一个实施例中在Excel中绘制散点图的截图；

图7为一个实施例中在Excel中显示散点图的截图；

图8为一个实施例中在Excel中添加趋势线的截图；

图9为一个实施例中在Excel中进行多项式拟合的截图；

图10为一个实施例中在Excel中显示多项式方程的截图；

图11为一个实施例中激光功率的校准装置的结构框图；

图12为一个实施例中对应关系生成模块的结构框图；

图13为一个实施例中对应关系建立模块的结构框图；

图14为一个实施例中激光功率校准模块的结构框图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一个实施例中激光功率的校准系统的应用环境图，激光功率的校准系统包括控制终端110、激光器120、待校准功率探头130和标准功率计140，其中控制终端110、激光器120和待校准功率探头130可集成在激光机床上。激光器120是用于产生激光的核心器件。待校准功率探头130用于检测激光器120所输出激光的激光功率。控制终端110用于根据控制指令对激光器120和待校准功率探头130进行控制，还可以对集成在激光机床上的其他部件进行控制。标准功率计120是指经过校准或免校准的标准的激光功率检测仪器。

如图2所示，在一个实施例中，提供一种激光功率的校准方法，该方法具体应用在激光功率校准系统中的控制终端110上，控制终端110上运行有激光功率的校准程序，通过激光功率的校准程序实施激光功率的校准方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤202，分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光。

具体地，激光功率输入值是指在控制终端110上输入的激光功率值，激光器120可以根据激光功率值相应的激光。在控制终端110上输入激光功率值，控制终端110将根据输入的激光功率值生成对激光器120的控制指令，并将控制指令发送给激光器120，激光器120提取控制指令中的激光功率值，并根据控制指令中的激光功率值输出激光。在控制终端110上多次输入不同的激光功率值，控制终端110根据每次输入的激光功率值对激光器120进行控制，使激光器120根据每次输入的激光功率值输出激光。

步骤204，检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值。

具体地，在激光器120根据激光功率输入值输出激光时，输出的激光的实际激光功率与激光功率输入值存在一定误差。控制终端110对每次输出的激光进行检测，通过检测可以获取输出激光的标准功率值和待校准功率值，待校准功率值为待校准测量器件测量得到，标准功率值为标准测量器件测量得到，待校准测量器件具体可以是待校准功率探头，标准测量器件具体可以是标准功率计。

步骤206，根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

具体地，将获取到的每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值对应存储，通过对应存储建立标准功率值和待校准功率值的对应关系表，以建立的对应关系表作为标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

步骤208，根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

具体地，控制终端110在建立标准激光功率与待校准激光功率的对应关系表后，激光器120再次输出激光时，检测再次输出激光的待校准功率值，在对应关系表中查找待校准功率值，在查找到待校准功率值时，获取待校准功率值对应的标准功率值并输出。

本实施例中，分别根据多个不同的激光功率输入值产生激光，不同的激光功率输入值对应不同激光功率的激光，获取每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，根据标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。这样，在建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系后，采用非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，可以减小待校准激光功率与实际激光功率的误差，提高激光功率检测的准确性。

如图3所示，在一个实施例中，步骤206具体包括多项式拟合的步骤，该步骤具体包括以下内容：

步骤302，对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合。

具体地，控制终端110在通过检测得到标准功率值和待校准功率值后，控制终端110以标准功率值和待标准功率值作为两个变量，并建立标准功率值和待标准功率值的非线性方程，将检测到每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值带入建立的非线性方程，形成非线性方程组，对非线性方程组进行求解，得到多项式拟合结果。

步骤304，通过多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

具体地，以标准激光功率和待校准激光功率作为多项式拟合结果中多项式方程的两个变量，其中多项式为2阶或2阶以上的多项式方程，以该多项式方程表示标准激光功率和待校准激光功率的非线性对应关系。

在一个实施例中，步骤302具体包括：获取通过多项式拟合生成的多项式参数；将多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由控制程序根据多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

具体地，控制终端110根据标准功率值和待校准功率值建立非线性方程组，非线性方程组由多项式方程组成，对非线性方程组进行求解，通过求解可以得到多项式拟合过程中多项式方程的多项式参数。在控制终端110中运行有对待校准功率探头130的控制程序，控制程序中预设有多项式方程，预设的多项式方程中多项式参数待确定，控制终端130将求解得到的多项式参数输入到控制程序中，由控制程序将多项式参数配置到预设的多项式方程中，以配置好的多项式方程来表示标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

本实施例中，通过多项式拟合计算待校准激光功率与标准激光功率的非线性对应关系，无需建立待校准功率值与标准功率值的对应关系表，避免由于存储待校准功率值和标准功率值而占用过多的存储空间。

如图4所示，在一个实施例中，步骤208包括待校准激光功率的校准步骤，该步骤具体包括以下内容：

步骤402，对输出激光进行检测，获取输出激光的待校准功率值。

具体地，在控制终端110建立了待校准激光功率与标准激光功率的非线性关系后，控制终端110获取到激光输出指令时，根据指令使激光器120输出激光，对输出的激光进行检测，获取激光的待校准功率值。

步骤404，根据非线性对应关系计算待校准功率值对应的标准功率值并输出。

具体地，控制终端110在获取到输出激光的待校准功率值后，将待校准功率值代入用于表示非线性对应关系的多项式方程，根据多项式方程计算待校准功率值对应的标准功率值，将计算得到的标准功率值输出。

本实施例中，通过对输出激光进行检测，获取输出激光的待校准功率值，根据生成的待校准激光功率与标准激光功率的非线性对应关系计算待校准功率值对应的标准功率值，并将标准功率值输出，提高了功率检测的准确性。

在一个实施例中，步骤204具体包括：通过标准功率计140检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值，并通过待校准功率探头130检测每个激光功率输入值对应的激光的待校准功率值。

具体地，标准功率计140检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值，待校准功率探头130检测每个激光功率输入值对应的激光的待校准功率值，控制终端110分别从标准功率计140和待校准功率探头130获取每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值。

在一个实施例中，步骤206具体包括：通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

举例说明，参照图5，将每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值对应存储在Excel表格中，其中激光功率输入值可以是5W(W为功率单位，瓦特)、10W、15W、20W、……、80W。参照图6和图7，选中表格中的标准功率值和待校准功率值，利用Excel程序绘制散点图表。参照图8、图9和图10，调用趋势线添加功能中选取多项式和多项式的阶次进行多项式拟合，其中多项式的阶次可以是2阶或者2阶以上。在对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合后，以得到的多项式方程表示标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，其中多项式方程具体可以是Y＝aX³+bX²+cX+b，多项式方程中的Y为标准功率值，X为待校准功率值，a、b、c和d为多项式方程的多形式参数，通过多项式拟合可以得出。

本实施例中，分别通过标准功率计和待校准探头检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，调用Excel程序进行绘制散点图，并在绘制散点图表时利用趋势添加功能对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。这样，通过调用Excel程序对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，使得建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系更加简单和准确。

如图11所示，在一个实施例中，提供一种激光功率的校准装置1100，该装置具体包括：激光生成模块1120、功率值检测模块1140、对应关系生成模块1160和激光功率校准模块1180。

激光生成模块1120，用于分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光。

功率值检测模块1140，用于检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值。

对应关系生成模块1160，用于根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

激光功率校准模块1180，用于根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

本实施例中，分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光，不同的激光功率输入值对应不同激光功率的激光，获取每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，根据标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，根据非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。这样，在建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系后，采用非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，可以减小待校准激光功率与实际激光功率的误差，提高激光功率检测的准确性。

如图12所示，在一个实施例中，对应关系生成模块1160具体包括：多项式拟合模块1162和对应关系建立模块1164。

多项式拟合模块1162，用于对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合。

对应关系建立模块1164，用于通过多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

如图13所示，在一个实施例中，对应关系建立模块1164具体包括：多项式参数获取模块1164a和多项式参数输入模块1164b。

多项式参数获取模块1164a，用于获取通过多项式拟合生成的多项式参数。

多项式参数输入模块1164b，用于将多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由控制程序根据多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

本实施例中，通过多项式拟合计算待校准激光功率与标准激光功率的非线性对应关系，无需建立待校准功率值与标准功率值的对应关系表，避免由于存储待校准功率值和标准功率值而占用过多的存储空间。

如图14所示，在一个实施例中，激光功率校准模块1180具体包括：激光功率检测模块1182和功率值计算模块1184。

激光功率检测模块1182，用于对输出激光进行检测，获取输出激光的待校准功率值。

功率值计算模块1184，用于根据非线性对应关系计算待校准功率值对应的标准功率值并输出。

本实施例中，通过对输出激光进行检测，获取输出激光的待校准功率值，根据生成的待校准激光功率与标准激光功率的非线性对应关系计算待校准功率值对应的标准功率值，并将标准功率值输出，提高了功率检测的准确性。

在一个实施例中，功率值检测模块1140还用于通过标准功率计检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值，并通过待校准功率探头检测每个激光功率输入值对应的激光的待校准功率值。

对应关系生成模块1160还用于通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

本实施例中，分别通过标准功率计和待校准探头检测每个激光功率输入值对应的激光的标准功率值和待校准功率值，调用Excel程序进行绘制散点图，并在绘制散点图表时利用趋势添加功能对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。这样，通过调用Excel程序对标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合，使得建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系更加简单和准确。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光功率的校准方法，所述方法包括：

分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光；

检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值；

根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系；

根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合；

通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

获取通过多项式拟合生成的多项式参数；

将所述多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由所述控制程序根据所述多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准，包括：

对输出激光进行检测，获取所述输出激光的待校准功率值；

根据所述非线性对应关系计算所述待校准功率值对应的标准功率值并输出。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值，包括：

通过标准功率计检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值，并通过待校准功率探头检测每个激光功率输入值对应的所述激光的待校准功率值；

所述根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系，包括：

通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对所述标准功率值和所述待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

6.一种激光功率的校准装置，其特征在于，所述装置包括：

激光生成模块，用于分别根据多个不同的激光功率输入值生成激光；

功率值检测模块，用于检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值和待校准功率值；

对应关系生成模块，用于根据检测得到的标准功率值和待校准功率值生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系；

激光功率校准模块，用于根据所述非线性对应关系对待校准激光功率进行校准。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对应关系生成模块包括：

多项式拟合模块，用于对检测得到的标准功率值和待校准功率值进行多项式拟合；

对应关系建立模块，用于通过所述多项式拟合建立标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述对应关系建立模块包括：

多项式参数获取模块，用于获取通过多项式拟合生成的多项式参数；

多项式参数输入模块，用于将所述多项式参数输入到待校准功率探头的控制程序，由所述控制程序根据所述多项式参数生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述激光功率校准模块包括：

激光功率检测模块，用于对输出激光进行检测，获取所述输出激光的待校准功率值；

功率值计算模块，用于根据所述非线性对应关系计算所述待校准功率值对应的标准功率值并输出。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述功率值检测模块还用于通过标准功率计检测每个激光功率输入值对应的所述激光的标准功率值，并通过待校准功率探头检测每个激光功率输入值对应的所述激光的待校准功率值；

所述对应关系生成模块还用于通过Excel程序在绘制散点图表时的趋势线添加功能，对所述标准功率值和所述待校准功率值进行多项式拟合，根据多项式拟合结果生成标准激光功率与待校准激光功率的非线性对应关系。