CN109014590B - 一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法 - Google Patents

一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，该方法由影像识别系统、传动机构和激光蚀刻机构建的拼接加工装置实现，通过传动机构配合激光蚀刻机实现对待加工片料中不同幅面的蚀刻，同时通过激光刻蚀机实现对已经蚀刻的产品幅面作辅助图形标记；再通过影像识别系统对已蚀刻的产品幅面的辅助图形标记进行识别和定位，并计算当前蚀刻幅面与下一蚀刻幅面和前一蚀刻幅面的角度偏移，根据偏移角度和幅面进行每一次加工长度的传动和加工幅面的调节，以保证当前幅面与前一幅面或下一幅面的拼接位置统一；本发明实现了激光蚀刻超幅面自由拼接加工，解决了超幅面产品激光蚀刻的拼接问题，为超幅面产品激光蚀刻高精度拼接加工提供了解决方法。

Description

一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法
技术领域
本发明属于电子产品加工技术领域，尤其涉及一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法。
背景技术
目前，大多数激光蚀刻机采用振镜和平台的组合进行产品的激光蚀刻，常规振镜的加工幅面为160mm*160mm；超出振镜加工幅面的产品，配合平台移动固定距离，将下一加工部分移动到振镜加工幅面内，通过这样的方式实现高精度拼接加工，这种加工方式产品在平台上不会发生移动，拼接精度仅取决于二维平台的精度。
因此，激光蚀刻幅面受限于激光蚀刻机二维平台的工作范围，激光蚀刻机在加工超出加工幅面的产品时，需配合传动机构将产品传送到激光蚀刻机的工作平台上进行加工。
在激光蚀刻超幅面产品，一个幅面加工完成后，传动机构需将产品传送到激光蚀刻机的工作平台上，在加工下一个幅面时，需将前后的幅面的蚀刻图形进行拼接，而传动机构在传送产品的时候，使得产品发生一定程度横纵向的偏移和旋转，导致前后加工幅面之间存在很大的拼接误差，影响产品蚀刻的工艺效果。
同时，由于传动机构在传送产品时所产生的偏移和旋转误差，在加工超幅面产品时，传动机构每次传送的距离会受到产品偏移的影响，为了使得超幅面产品能够被完整的加工，需要根据每个加工幅面的偏移量和旋转角度调整下次传动机构传送的距离。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，改方法用于加工产品尺寸超出激光蚀刻机加工幅面的自由拼接加工，满足超幅面产品激光蚀刻加工的需求，用以解决现有技术中前后加工幅面之间存在很大的拼接误差的问题；具体技术方案如下：
一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，该方法由影像识别系统、传动机构和激光蚀刻机构建的拼接加工装置实现，拼接加工具体包括步骤：
S1：将加工图纸导入所述拼接加工装置，由所述传动机构将待加工片料传送至所述激光蚀刻机，通过所述激光蚀刻机对当前加工区域内长度为LX的第一片料进行激光蚀刻加工操作；
S2：所述第一片料加工完成后，在所述第一片料的加工前端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第一辅助图形标记P00和第二辅助图形标记P01，在所述第一片料的加工末端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11，由所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11构成第一加工幅面；
S3：通过所述影像识别系统识别所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10以及第四辅助图形标记P11，并获取所述第一辅助图形标记P00的坐标位置(X00,Y00)、所述第二辅助图形标记P01的坐标位置(X01,Y01)、第三辅助图形标记P10的坐标位置 (X10,Y10)和所述第四辅助图形标记P11的坐标位置(X11,Y11)；
S4：基于所述第一辅助图形标记P00的坐标(X00,Y00)和所述第二辅助图形标记P01的坐标(X01,Y01)计算所述第一加工幅面的在所述传送机构传送过程中的偏移角度Δθ，同时旋转加工图纸Δθ度；
S5：通过所述传动机构将待加工片料不在所述第一加工幅面范围内的长度为L1的第二片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作，并根据所述偏移角度Δθ计算所述第二片料的第二加工幅面范围，并获取所述第一加工幅面和所述第二加工幅面的拼接位置，使所述第二加工幅面在所述第一加工幅面范围内；
S6：通过公式L2＝LX·cosΔθ计算下一次待加工的片料的长度，并通过所述传动机构将待加工片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作；
S7：重复步骤S5和步骤S6，直到整个待加工片料完成超幅面拼接加工操作。
进一步的，所述第二片料的长度L1与所述第一片料的长度LX满足公式L1≤LX。
进一步的，所述偏移角度Δθ的计算过程为，首先求得所述第一辅助图形标记P00的坐标位置为(X00,Y00)横坐标X00、纵坐标Y00对应所述第二辅助图形标记P01的坐标位置为(X01,Y01)横坐标X01、纵坐标Y01之差ΔX＝X01-X00和ΔY＝Y01-Y00，随后根据公式
Figure BDA0001759040850000031
求出。
进一步的，根据所述影像识别系统求出所述第三辅助图形标记 P10和所述第四辅助图形标记P11的定位过程为，通过公式
Figure BDA0001759040850000041
依次计算出X10、Y10、X11以及Y11的值，以确定所述第三辅助图形标记P10的坐标(X10,Y10)和所述第四辅助图形标记P11的坐标(X11,Y11)。
进一步的，所述第一辅助图形标记P00与第二辅助图形标记P01之间的连线与待加工片料的传动方向平行；所述第三辅助图形标记P10与第四辅助图形标记P11之间的连线与待加工片料的传动方向平行。
本发明的激光蚀刻超幅面自由拼接加工技术，通过在片料边缘激光标刻辅助图形拼接标记，通过影像系统识别图形标记位置，判断激光蚀刻机当前加工片料的偏移角度和偏移量来调整激光蚀刻图纸的角度和获得拼接的起始位置，从而实现超幅面产品之间的自由拼接，同时，根据当前加工产品的偏移角度和偏移量来调整传动机构的传动距离；与现有技术相比，本发明实现了激光蚀刻超幅面自由拼接加工，解决了超幅面产品激光蚀刻的拼接问题，为超幅面产品激光蚀刻高精度拼接加工提供了解决方法。
附图说明
图1为本发明实施例中所述超幅面产品激光蚀刻加工过程中线条图示意；
图2为本发明实施例中所述激光蚀刻超幅面自由拼接加工过程中幅面的走向图示意；
图3为本发明实施例中所述激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法的流程图示意。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
结合图1、图2和图3，在本发明实施例中，提供了一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，该方法由影像识别系统、传动机构和激光蚀刻机构建的拼接加工装置实现，拼接加工具体包括步骤：
S1：将加工图纸导入所述拼接加工装置，由所述传动机构将待加工片料传送至所述激光蚀刻机，通过所述激光蚀刻机对当前加工区域内长度为LX的第一片料进行激光蚀刻加工操作；
S2：所述第一片料加工完成后，在所述第一片料的加工前端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第一辅助图形标记P00和第二辅助图形标记P01，在所述第一片料的加工末端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11，由所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11构成第一加工幅面；
S3：通过所述影像识别系统识别所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10以及第四辅助图形标记P11，并获取所述第一辅助图形标记P00的坐标位置(X00,Y00)、所述第二辅助图形标记P01的坐标位置(X01,Y01)、第三辅助图形标记P10的坐标位置 (X10,Y10)和所述第四辅助图形标记P11的坐标位置(X11,Y11)；
S4：基于所述第一辅助图形标记P00的坐标(X00,Y00)和所述第二辅助图形标记P01的坐标(X01,Y01)计算所述第一加工幅面的在所述传送机构传送过程中的偏移角度Δθ，同时旋转加工图纸Δθ度；
S5：通过所述传动机构将待加工片料不在所述第一加工幅面范围内的长度为L1的第二片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作，并根据所述偏移角度Δθ计算所述第二片料的第二加工幅面范围，并获取所述第一加工幅面和所述第二加工幅面的拼接位置，使所述第二加工幅面在所述第一加工幅面范围内；
S6：通过公式L2＝LX·cosΔθ计算下一次待加工的片料的长度，并通过所述传动机构将待加工片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作；
S7：重复步骤S5和步骤S6，直到整个待加工片料完成超幅面拼接加工操作。
具体的，第二片料的长度L1与第一片料的长度LX满足公式 L1≤LX；偏移角度Δθ的计算过程为，首先求得第一辅助图形标记P00的坐标位置为(X00,Y00)横坐标X00、纵坐标Y00对应第二辅助图形标记P01的坐标位置为(X01,Y01)横坐标X01、纵坐标Y01之差ΔX＝X01-X00和ΔY＝Y01-Y00，随后根据公式
Figure BDA0001759040850000061
求出；第三辅助图形标记P10的坐标(X10,Y10)和第四辅助图形标记P11的坐标(X11,Y11)基于第一辅助图形标记P00与第二辅助图形标记P01以及偏移角度Δθ根据公式
Figure BDA0001759040850000071
计算X10、Y10、X11以及Y11的值，以此确定第三辅助图形标记P10的坐标(X10,Y10)和第四辅助图形标记P11的坐标(X11,Y11)。
优选的，在本发明中，所述第一辅助图形标记P00与第二辅助图形标记P01之间的连线与待加工片料的传动方向平行；所述第三辅助图形标记P10与第四辅助图形标记P11之间的连线与待加工片料的传动方向平行。
再次结合图1，图示为本发明所超幅面激光蚀刻加工线条图，其中P00、P01、P10和P11围成区域为激光蚀刻机单次加工的最大幅面，长度为LX，图中的各个圆点为每次激光蚀刻机加工完成后所蚀刻的图形记号，用于影像系统识别，后续的加工都是基于第一片料的位置，所以在第一片料加工完成后蚀刻图像记号作为基准，第一片料的加工为默认位置。
第一片料加工完成后，通过传动机构将下一片料传送到激光蚀刻机工作平台上，使得蚀刻的基准点P00和P01在工作平台内，第一次传送的长度L1小于或等于激光蚀刻机加工最大长度LX。
再次结合图2，图示为本发明所述超幅面产品激光蚀刻加工的走向图，传动机构在传送产品的时候，产品会发生图2左侧所示的两种角度偏移情况，为了实现在角度偏移下实现两片料的拼接，通过影像系统识别上一片料蚀刻的图形标记，获取图形标记的位置P00和P01得到激光蚀刻拼接位置，同时计算出该片料发生的偏移角度Δθ，调整激光蚀刻图形的角度，完成该片料的激光蚀刻加工，根据偏移角度Δθ和获取P00和P01蚀刻出用于下一片料基准的图形标记P10和P11，四个图形标记形成角度为Δθ的矩形区域；激光蚀刻完成后，传动机构传送下一片料到激光蚀刻机加工平台，并依据公式L2＝LX·cosΔθ计算传送的长度L2，重复上述操作，直到所有待加工片料完成超幅面拼接加工操作。
本发明的激光蚀刻超幅面自由拼接加工技术，通过在片料边缘激光标刻辅助图形拼接标记，通过影像系统识别图形标记位置，判断激光蚀刻机当前加工片料的偏移角度和偏移量来调整激光蚀刻图纸的角度和获得拼接的起始位置，从而实现超幅面产品之间的自由拼接，同时，根据当前加工片料的偏移角度和偏移量来调整传动机构的传动距离；与现有技术相比，本发明实现了激光蚀刻超幅面自由拼接加工，解决了超幅面产品激光蚀刻的拼接问题，为超幅面产品激光蚀刻高精度拼接加工提供了解决方法。
以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，其特征在于，该方法由影像识别系统、传动机构和激光蚀刻机构建的拼接加工装置实现，拼接加工具体包括步骤：
S1：将加工图纸导入所述拼接加工装置，由所述传动机构将待加工片料传送至所述激光蚀刻机，通过所述激光蚀刻机对当前加工区域内长度为LX的第一片料进行激光蚀刻加工操作；
S2：所述第一片料加工完成后，在所述第一片料的加工前端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第一辅助图形标记P00和第二辅助图形标记P01，在所述第一片料的加工末端两侧的空余位置处由所述激光蚀刻机标刻第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11，由所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10和第四辅助图形标记P11构成第一加工幅面；
S3：通过所述影像识别系统识别所述第一辅助图形标记P00、第二辅助图形标记P01、第三辅助图形标记P10以及第四辅助图形标记P11，并获取所述第一辅助图形标记P00的坐标位置(X00,Y00)、所述第二辅助图形标记P01的坐标位置(X01,Y01)、第三辅助图形标记P10的坐标位置(X10,Y10)和所述第四辅助图形标记P11的坐标位置(X11,Y11)；
S4：基于所述第一辅助图形标记P00的坐标(X00,Y00)和所述第二辅助图形标记P01的坐标(X01,Y01)计算所述第一加工幅面的在所述传动机构传送过程中的偏移角度Δθ，同时旋转加工图纸Δθ度；
S5：通过所述传动机构将待加工片料不在所述第一加工幅面范围内的长度为L1的第二片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作，并根据所述偏移角度Δθ计算所述第二片料的第二加工幅面范围，并获取所述第一加工幅面和所述第二加工幅面的拼接位置，使所述第二加工幅面在所述第一加工幅面范围内；
S6：通过公式L2＝LX·cosΔθ计算下一次待加工的片料的长度，并通过所述传动机构将待加工片料传送到所述激光蚀刻机进行激光蚀刻操作；
S7：重复步骤S5和步骤S6，直到整个待加工片料完成超幅面拼接加工操作。
2.根据权利要求1所述的一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，其特征在于，所述第二片料的长度L1与所述第一片料的长度LX满足公式L1≤LX。
3.根据权利要求2所述的一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，其特征在于，所述偏移角度Δθ的计算过程为，首先求得所述第一辅助图形标记P00的坐标位置为(X00,Y00)横坐标X00、纵坐标Y00对应所述第二辅助图形标记P01的坐标位置为(X01,Y01)横坐标X01、纵坐标Y01之差ΔX＝X01-X00和ΔY＝Y01-Y00，随后根据公式
Figure FDA0002809643260000011
求出。
4.根据权利要求1所述的一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，其特征在于，根据所述影像识别系统求出所述第三辅助图形标记P10和所述第四辅助图形标记P11的定位过程为，通过公式
Figure FDA0002809643260000012
依次计算出X10、Y10、X11以及Y11的值，以确定所述第三辅助图形标记P10的坐标(X10,Y10)和所述第四辅助图形标记P11的坐标(X11,Y11)。
5.根据权利要求1所述的一种激光蚀刻超幅面自由拼接加工方法，其特征在于，所述第一辅助图形标记P00与第二辅助图形标记P01之间的连线与待加工片料的传动方向平行；所述第三辅助图形标记P10与第四辅助图形标记P11之间的连线与待加工片料的传动方向平行。
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