CN110270770B - 激光切割设备的校正方法、激光切割设备、及储存介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光切割设备的校正方法，包括以下步骤：通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量；根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差；根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。本发明还公开了一种激光切割设备及计算机可读存储介质，达成了提高激光切割设备的切割精度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及激光切割设备的校正方法、激光切割设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着市场需求的多样化，激光切割技术也在不断创新发展。其中FPCB(FlexiblePrinted Circuit Board，柔性电路板)激光精密切割，以其无接触加工、无需价格昂贵的模具、精度高、效率快、聚焦光斑小以及性能稳定等特点，被广泛应用于精密的激光切割系统中。
激光切割设备在进行FPCB激光切割时，是以高精度扫描振镜为基础，借助直线电机、辅助CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)定位，并运用计算机图形学，通过软件控制算法及控制系统对XY平移台、振镜扫描头、激光控制和CCD视觉定位的协调控制，来实现产品高质量、高精度的切割加工。
目前市面上的FPCB激光切割控制系统，因振镜扫描头、CCD视觉定位、XY平移台本身固有的误差，以及图形拼接都需要进行各自独立校正以及综合算法优化，当进行坐标变换时会存在累计误差叠加，导致切割精度较低的缺陷。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种激光切割设备的校正方法、激光切割设备、空调器及计算机可读存储介质，旨在达成简化提升空气质量的步骤的效果。
为实现上述目的，本发明提供一种激光切割设备的校正方法，所述激光切割设备的校正方法包括以下步骤：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量；
根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；
通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差；
根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。
可选地，所述根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正的步骤包括：
将所述场镜的移动误差作为所述场镜的定位坐标的补偿量；
根据所述补偿量对所述场镜进行线性校正。
可选地，所述根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正的步骤之后，还包括：
保存已校正的激光切割设备的控制参数。
可选地，所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤之前，还包括：
在读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，根据所述已校正的激光切割设备的控制参数控制所述激光切割设备；
在未读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，执行所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤。
可选地，所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤包括：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正；
控制所述直线平台向第一预设方向移动第一预设距离；
通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量。
可选地，所述根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标的步骤包括：
获取所述第一预设距离与所述移动量之间的差异量作为所述CCD定位系统的误差；
根据所述CCD定位系统的误差及所述对所述第一预设距离确定所述CCD定位系统定位坐标。
可选地，所述通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差的步骤之前，还包括：
对所述场镜的焦平面进行光学校正，并控制所述场镜向第二预设方向移动第二预设距离。
可选地，所述通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差的步骤包括：
获取所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量与所述第二预设距离之间的差异量作为所述场镜的移动误差。
此外，为实现上述目的，本发明还提供、一种激光切割设备，所述激光切割设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被所述处理器执行时实现如上所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被处理器执行时实现如上所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
本发明实施例提出的一种激光切割设备的校正方法、激光切割设备及计算机可读存储介质，先通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量，然后根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标，进而通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差，最后根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正，由于可以通过直线平台的移动量校正CCD定位系统的定位坐标，并根据校正后的CCD定位系统的定位坐标对场镜进行线性校正，从而使得直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标之间互相关联，这样避免了因直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标互相独立导致的误差叠加的现象，从而达成了提高激光切割设备的切割精度的效果。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
图2为本发明激光切割设备的校正方法一实施例的流程示意图；
图3为点阵标记示意图；
图4为本发明另一实施例的流程示意图；
图5为本发明又一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本发明实施例的主要解决方案是：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量；
根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；
通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差；
根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。
由于，目前市面上的FPCB激光切割控制系统，因振镜扫描头、CCD视觉定位、XY平移台本身固有的误差，以及图形拼接都需要进行各自独立校正以及综合算法优化，当进行坐标变换时会存在累计误差叠加，导致切割精度较低的缺陷。
本发明实施例提出的一种激光切割设备的校正方法、激光切割设备及计算机可读存储介质，先通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量，然后根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标，进而通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差，最后根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正，由于可以通过直线平台的移动量校正CCD定位系统的定位坐标，并根据校正后的CCD定位系统的定位坐标对场镜进行线性校正，从而使得直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标之间互相关联，这样避免了因直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标互相独立导致的误差叠加的现象，从而达成了提高激光切割设备的切割精度的效果。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端可以是激光切割设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)、鼠标等，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及激光切割设备的校正程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，并执行以下操作：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量；
根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；
通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差；
根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
将所述场镜的移动误差作为所述场镜的定位坐标的补偿量；
根据所述补偿量对所述场镜进行线性校正。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
保存已校正的激光切割设备的控制参数。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
在读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，根据所述已校正的激光切割设备的控制参数控制所述激光切割设备；
在未读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，执行所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正；
控制所述直线平台向第一预设方向移动第一预设距离；
通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
获取所述第一预设距离与所述移动量之间的差异量作为所述CCD定位系统的误差；
根据所述CCD定位系统的误差及所述对所述第一预设距离确定所述CCD定位系统定位坐标。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
对所述场镜的焦平面进行光学校正，并控制所述场镜向第二预设方向移动第二预设距离。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光切割设备的校正程序，还执行以下操作：
获取所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量与所述第二预设距离之间的差异量作为所述场镜的移动误差。
参照图2，在本发明激光切割设备的校正方法的一实施例中，所述激光切割设备的校正方法包括以下步骤：
步骤S10、通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量；
在本实施例中，当激光切割设备进入校正模式时，由于XY直线电机平台的动力最后转化为机械运动，而机械在加工和装配的过程中均会存在误差，因而激光切割系统在工件切割拼接时，会出出现直线平台运动不到计算机图型的理论位置的现象。因此可以使用激光干涉仪先对XY平移台直线电机进行校准，以确保XY直线平台的定位精度满足±5um，重复定位精度必须满足±1um。
然后可以先控制直线平台向第一预设方向移动第一预设距离。然后通过激光切割设备的CCD定位系统检测直线平台移动量。
具体地，可以在直线平台上设置与直线平台同步移动的背景板，然后控制在场镜在中心位置出光(即场镜的出光位置不变)，以使场镜可以在背景板上形成标记。当控制直线平台移动之前，可以在背景板上形成第一个标记，然后控制移动平台向第一预设方向移动第一预设位置，当直线平台移动一次后，在背景板的另一位置形成第二个标记。
可以理解的是，所述直线平台为XY直线平台，即可以向两个正交的方向进行直线移动。因此，为提高校正效果，可以控制移动平台进行多次移动，以通过场镜在背景板上形成如图3所示的N*N的点阵图形。
然后将CCD系统的镜头依次移到标记好N*N的图形位置，并抓取CCD系统的镜头视野内的标记进行抓取，以获取各个标记对应的标记坐标。并根据所述标记坐标确定直线平台的移动量，即CCD定位系统检测的移动量。
步骤S20、根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；
在本实施例中，当获取到所述CCD定位系统检测的移动量，计算所述检测到的移动量与所述第一预设距离之间的差异量，即检测到的直线平台的移动量与直线平台的实际移动量之间的差异量。并将所述差异量作为所述CCD定位系统的误差。
在确定CCD定位系统的误差后，将所述对CCD定位系统的误差作为所述CCD系统的镜头视野内的各个标记坐标进的补偿量，对标记坐标进行补偿。并将补偿后的标记坐标作为CCD定位系统定位坐标。这样使得CCD定位系统的定位坐标与直线平台的坐标关联，且对CCD定位系统定位坐标进行了校正。
步骤S30、通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差；
在本实施例中，当确定校正后的CCD定位系统的定位坐标时，可以控制场镜向第二预设方向移动第二预设距离，并控制背景板固定在某一位置，以在背景板上形成新的点阵标记。由于场镜未进行校正，因此，其形成的点阵标记的各个标记之间的间距，会因误差而产生变化，因此可以通过CCD定位系统获取每一标记之间的水平间距和垂直间距，即上述场镜的实际移动量。
然后计算获取到的场镜的实际移动量与所述第二预设距离(及设定距离)之间的差异量，并将所述差异量作为所述场镜的移动误差。
步骤S40、根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。
在本实施例中，每一标记对应的差异量时，将每一标记对应的差异量作为所述场镜定位坐标的补偿量，对所述场镜定位坐标进行补偿。从而实现场镜的现行校正。并且使得场镜坐标与CDD定位系统的定位坐标之间互相关联。
在本实施例公开的技术方案中，先通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统检测所述直线平台的移动量，然后根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标，进而通过所述CCD定位系统获取场镜的实际移动量，并根据所述场镜的实际移动量及所述CCD定位系统定位坐标确定所述场镜的移动误差，最后根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正，由于可以通过直线平台的移动量校正CCD定位系统的定位坐标，并根据校正后的CCD定位系统的定位坐标对场镜进行线性校正，从而使得直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标之间互相关联，这样避免了因直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标互相独立导致的误差叠加的现象，从而达成了提高激光切割设备的切割精度的效果。
参照图4，基于上述实施例，在另一实施例中，所述步骤S40之后，还包括：
步骤S50、保存已校正的激光切割设备的控制参数。
在本实施例中，当对激光切割设备完成校正之后，可以保持已校正的激光切割设备的控制参数，及直线平台、CCD定位系统及场镜的定位坐标之间的校正参数等。
进一步地，当激光切割设备开机时，可以直接读取已经保存的已校正的激光切割设备的控制参数，并根据已校正的激光切割设备的控制参数控制激光切割设备对工件进行加工。
在根据已校正的激光切割设备的控制参数对工件进行加工时，由于工件尺寸大小会有细微的误差，造成直接使用工件图纸加工时，其原图大小会与当前产品产生缩放问题，工件也会有放置产品旋转和偏移的现象，通过仿射变换可以解决此问题。
在原图图纸上找出三个不在同一条直线的Mark(识别)点，利用计算机软件计算并记录三个Mark点的图形坐标。然后通过移动直线平台，使得工件上三个Mark位于CCD视野中心，并且记录直线平台的坐标位置。
在切割工件的时候，依次移动三个Mark到直线平台坐标，通过CCD拍照抓取Mark点，计算其中心与视野中心偏移量，将其与三个Mark平移台坐标叠加运算并记录新的坐标数据，使用原图三个Mark图形坐标，利用数学公式仿射变换，将Mark点所在图形的整体图形进行缩放、旋转、平移，依次达到每一个工件都能得到较高精度的加工。
可选地，当无法读取已校正的激光切割设备的控制参数时，控制激光切割设备执行所述步骤S10至S40
在本实施例公开的技术方案中，由于可以保存已校正的激光切割设备的控制参数，使得避免了对激光切割设备进行重复校正，这样达成了提高激光切割设备的校正效率的效果。
参照图5，基于上述任一实施例，在又一实施例中，所述步骤S30之前，还包括：
步骤S60、对所述场镜的焦平面进行光学校正，并控制所述场镜向第二预设方向移动第二预设距离。
在本实施例中，由于场镜存在光学畸变，激光的焦平面会出现桶形、枕形失真等。为了提高加工精度，必须先对场镜焦进行光学校正。使得场镜的焦平面图形为预先设定的目标图形。
在本实施例公开的技术方案中，先对场镜的焦平面进行光学校正，这样达成了避免因焦平面畸变导致发生误差增大现行的效果。
此外，本发明实施例还提出一种激光切割设备，所述激光切割设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被所述处理器执行时实现如上各个实施例所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种激光切割设备的校正方法，其特征在于，所述激光切割设备的校正方法包括以下步骤：
通过激光干涉仪对直线平台进行校正；
控制所述直线平台向第一预设方向移动第一预设距离；
通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量；
根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标；
对场镜的焦平面进行光学校正，并控制所述场镜向第二预设方向移动第二预设距离；
通过CCD定位系统获取所述场镜的实际移动量；
将所述场镜的实际移动量与所述第二预设距离之间的差异量作为所述场镜的移动误差；
根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正。
2.如权利要求1所述的激光切割设备的校正方法，其特征在于，所述根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正的步骤包括：
将所述场镜的移动误差作为所述场镜的定位坐标的补偿量；
根据所述补偿量对所述场镜进行线性校正。
3.如权利要求1所述的激光切割设备的校正方法，其特征在于，所述根据所述场镜的移动误差对所述场镜进行线性校正的步骤之后，还包括：
保存已校正的激光切割设备的控制参数。
4.如权利要求3所述的激光切割设备的校正方法，其特征在于，所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤之前，还包括：
在读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，根据所述已校正的激光切割设备的控制参数控制所述激光切割设备；
在未读取到已校正的激光切割设备的控制参数时，执行所述通过激光干涉仪对直线平台进行校正，并通过CCD定位系统获取所述直线平台的实际移动量的步骤。
5.如权利要求1所述的激光切割设备的校正方法，其特征在于，所述根据所述CCD定位系统检测的所述移动量确定所述CCD定位系统的误差，并根据所述CCD定位系统的误差确定CCD定位系统定位坐标的步骤包括：
获取所述第一预设距离与所述移动量之间的差异量作为所述CCD定位系统的误差；
根据所述CCD定位系统的误差及所述第一预设距离确定所述CCD定位系统定位坐标。
6.一种激光切割设备，其特征在于，所述激光切割设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有激光切割设备的校正程序，所述激光切割设备的校正程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的激光切割设备的校正方法的步骤。
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