CN112059413A

CN112059413A - 激光振镜校正方法、装置、计算机设备和存储介质

Info

Publication number: CN112059413A
Application number: CN202010794991.0A
Authority: CN
Inventors: 刘成; 赵鹏升; 史磊; 尹建刚; 高云峰
Original assignee: Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hans Semiconductor Equipment Technology Co Ltd
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2040-08-10
Also published as: CN112059413B

Abstract

本发明实施例公开了一种激光振镜校正方法，通过在加工平台上设置校正板；预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正，实现了自动化校正，并且根据在实体的校正板上覆盖实体标准膜板生成的图片进行位置误差分析，相较于传统的基于实体校正板与软件图片的校正方式，克服了软件图片存在的拍照畸变，大大提高了激光振镜校正的准确度、校正效率和便捷性。

Description

激光振镜校正方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本发明涉及激光振镜技术领域，尤其涉及一种激光振镜校正方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

在激光加工技术中，一般是利用振镜控制光路来加工各种复杂的图形和字符，但由于存在环境温湿度干扰、电机丢步等原因，振镜在使用一定时间后会产生偏差，从而导致在加工过程中振镜控制光路的精准性降低，如在产品上打标时，实际的打标轨迹将与理想上的打标轨迹存在偏差，此时，就需要对振镜进行误差补偿以减小这种偏差。

现有技术是通过机台本身的高精度平台的平面精度进行校正，对设备的要求较高。而且有的激光加工设备，并没有高精度的平台，这就造成了采用传统的校正方法非常的耗费时间和人力，还可能会导致不必要的误差。特别是多个振镜的机台，则需要消耗多倍的时间和人力。如果人工操作二次元手动操作完成一个机台校正，通常需要一整天的时间，会降低量产机台批量调试以及激光加工的效率。鉴于此，提供一种便捷的激光校正方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出一种能激光振镜校正方法、装置、计算机设备和存储介质，以提高激光振镜的校正效率。

本发明实施例提供一种激光振镜校正方法，应用于激光加工设备，所述激光加工设备包括加工平台，所述方法包括：

在所述加工平台上设置校正板；

预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；

按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；

将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；

按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。

一种激光振镜校正装置，应用于激光加工设备，所述激光加工设备包括加工平台，所述装置包括：

标记模块，用于在所述加工平台上设置校正板，且预设实体标准膜板后，按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；所述实体标准膜板上设有标准标识图形；

误差确定模块，用于将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；

校正模块，用于按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

在所述加工平台上设置校正板；

一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

在所述加工平台上设置校正板；

上述激光振镜校正方法、装置和存储介质，通过在所述加工平台上设置校正板；预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。通过采用对加工的图片的标识图形进行比对的方式确定位置误差，根据位置误差进行校正，实现了自动化校正，避免了采用二次元测量工具进行人工测量的费时费力，大大提高了激光振镜校正效率和便捷性，并且，根据在实体校正板上覆盖实体标准膜板生成的图片进行分析，相较于传统的基于实体校正板与软件图片的校正方式，克服了软件图片存在的拍照畸变，大大提高了激光振镜校正的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为一个实施例中激光振镜校正方法的流程图；

图2为一个实施例中位置误差计算方法的流程图；

图3为一个实施例中位置误差确定方法的流程图；

图4为一个实施例中激光振镜校正装置的示意图；

图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

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。

如图1所示，提出了一种激光振镜校正方法，该激光振镜的平面工控台上设置有校正板，该激光振镜校正方法既可以应用于终端，也可以应用于服务器，本实施例以应用于服务器举例说明。该激光振镜校正方法具体包括以下步骤：

步骤102，在加工平台上设置校正板。

具体地，激光振镜的平面工控台上设置有校正板，用于保证后续对于校正板拍照的角度与基本的拍照角度一致，避免了拍照角度的绝对误差。

步骤104，预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形。

其中，实体标准膜板是指预先按照标准标识图形的尺寸、位置和形状印刷有标准标识图形的实物膜板。标准标识图形是指预先配置的尺寸以及位置均是标准的，且包含有与待校正图形中尺寸和形状形同的标识图形的，用于作为检测待校正图形是否存在位置误差的标准图形。且该实体标准膜板为透明或半透明膜，以便后续对覆盖有该实体标准膜板的校正板进行扫描或者拍照，进而基于视觉技术进行图形之间的误差分析。

值得说明的是，本实施例中标准标识图形是指通过激光束雕刻生成的用于标识校正板位置的图形，例如十字形或者45°的十字形，即“X”的图形。需要说明的是，该标准标识图形也可以是校正板上具有代表性的点，例如，校正板为正方形时，标准标识图形可以是正方形四个直角上的点以及中心位置的点构成的图形等。

需要说明的是，本实施例中的实体标准膜板与校正板形状大小一致。

步骤106，按照实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形。

其中，待校正图形是指同时印标准标识图形与待校正图形中的标识图片的图片。具体地，待校正标识图形是指通过激光束雕刻生成的用于标识校正板位置的图形，例如十字形或者45°的十字形，即形状为“X”的图形。按照实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在校正板上进行激光标记，即预先设置激光参数，如激光脉宽、能量等，以及振镜参数，如加工速度，跳转速度，跳转延时等，以使激光束经过与校正板匹配的激光振镜后对工件进行雕刻等加工，通过设置加工的间隔，在加工的过程中于工件上生成多个例如十字形的标识图形，这些标识图形呈矩阵排布，在一个具体实施方式中，生成9个标识图形，呈3×3的矩阵排布，即3行3列的矩阵，从而得到待校正图形。

步骤108，将实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

具体地，本实施例中的位置误差是在实体的校正板铺设上标准实体膜板，即同时基于实体校正板与实体标准膜板，确定标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，相较于传统的通过校正板与软件图片比较方式，能够克服软件图片由于拍照产生的畸变，减少了标准标识图形与待校正图形的相对误差，提高了标准标识图形与待校正图形之间的位置误差计算得准确性。值得说明的是，本实施例中通过对标准标识图形与待校正图形进行拍照或者扫描，由于扫描装置能够避免摄像头拍照产生的畸变，因此，相较于传统的摄像头直接拍照得到的目标图形来说，保证了标准标识图形与待校正图形位置误差计算得准确性，以便后续基于该位置误差对激光振镜进行校正处理。

步骤110，按照位置误差对激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对激光振镜的校正。

具体地，通过位置误差，可确定实际加工产生的待校正标识图形相对于标准标识图形的各种位置偏移变化量，也即位置误差。更具体地，还可以预先从系统中获取激光振镜对应的原始校正文件，然后根据校正误差表对该原始校正文件进行更新，即仅需根据位置误差表更新激光振镜的校正文件，其中的更新过程具体为：更换校正板，继续采用步骤102-步骤108方法进行校正，直到校正精度达到预设精度，示例性地，该预设精度可以是40um、35um等，便可实现对激光振镜的快速精准校正，大大提高了激光振镜的校正效率和便捷性。

上述激光振镜校正方法，通过在加工平台上设置校正板；预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。通过采用对加工的图片的标准标识图形与待校正图形进行比对的方式确定位置误差，根据位置误差进行校正，实现了自动化校正，避免了采用二次元测量工具进行人工测量的费时费力，大大提高了激光振镜校正效率和便捷性，并且，根据在实体校正板上覆盖实体标准膜板生成的图片进行分析，相较于传统的基于实体校正板与软件图片的校正方式，克服了软件图片存在的拍照畸变，大大提高了激光振镜校正的准确度。

在一个实施例中，校正板下方设置有呈水平状态的基板，用于保证校正板呈平整状态。

在这个实施例中，基板为平面度较高的铝板，校正板也为铝板，大小与基板一致，基板固定不变，每完成一次校正后，直接更换校正板，即可实现下一次校正。可以理解地，通过在基板上铺设有与基板大小一致的校正板，校正板下方设置有呈水平状态的基板，用于保证校正板呈平整状态，保证校正精度，进一步提高后续位置计算的准确性。

在一个实施例中，基板的中心与所述激光振镜的扫描加工中心重合。

在这个实施例中，将基本的中心正对于激光振镜的中心，是校正板位置对准激光焦点后，加工生成包含有标识图形的校正板，由此确保减少雕刻生成的标识图形的位置偏移量。

如图2所示，在一个实施例中，将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：

步骤108A，将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，对所述标准标识图形和所述待校正图形进行视觉提取，得到目标图形；

步骤108B，采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

具体地，将实体标准膜板覆盖在校正板上，也即对标准标识图形和待校正图形进行视觉提取，生成目标图形，可以是是同时扫描，也可以是分别扫描后，进行合并，生成目标图形。作为本实施例中优选，采用同时扫描的方式进行视觉提取，从而减少待校正图形和标准标识图形的位置的相对误差，进而提高误差计算的准确性。模板匹配的方法是一种对图像进行检测和识别的方法。具体地，首先获取模板图像，优选地，将标准标识图形作为模板图像，然后，将待校正图形和与模板图像进行匹配，确定模板图像与待校正图形的重合情况，然后，根据重合情况计算待校正图形与标准标识图形的位置差值，也即位置偏移量，从而得到位置误差。可以理解的，本实施例中，通过图片匹配方式自动计算位置误差，避免了人工测量，大大提高了位置误差计算的效率。

如图3所示，在一个实施例中，采用模板匹配的方法，根据目标图形计算得到标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：

步骤108B1，将目标图形中的标准标识图形作为模板图像，通过预设的匹配度量方法，将模板图像与目标图形中的待校正图形进行匹配；

步骤108B2，根据匹配结果确定标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

具体地，遍历目标图形中的每一个待校正图形的位置，根据位置的对应关系进行匹配，其中的预设的匹配度量方法包括但不限于是平方差匹配法、归一化平方差匹配法、相关匹配法、归一化相关匹配法、相关系数匹配法或归一化相关系数匹配法等。根据匹配结果确定标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。可以理解地，当匹配结果为目标图形中的标准标识图形与待校正图形完全重合，则不存在位置误差，通过模板匹配的方法自动进行标准标识图形与待校正图形的匹配，提高了匹配结果的准确度。

在一个实施例中，所述标准标识图形为呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形，或者为实体标准膜板四角与中心位置构成的图形，或者为位于所述实体标准膜板四角与中心位置的呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形。

具体地，将标准标识图形为呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形，有利于提高位置误差计算的效率。该标准标识图形也可以是实体标准膜板四角与中心位置构成的图形，还可以是位于所述实体标准膜板四角与中心位置的呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形。

如图4所示，在一个实施例中，提出了一种激光振镜校正装置，所述激光振镜的平面工控台上设置有校正板，所述装置包括：

标记模块402，用于在所述加工平台上设置校正板，且预设实体标准膜板后，按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；所述实体标准膜板上设有标准标识图形；

误差确定模块404，用于将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；

校正模块406，用于按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。

在一个实施例中，所述误差确定模块包括：

目标图形获取单元，用于将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，对所述标准标识图形和所述待校正图形进行视觉提取，得到目标图形；

误差确定单元，用于采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

在一个实施例中，误差确定单元包括：

图形匹配子单元，用于将所述目标图形中的标准标识图形作为模板图像，通过预设的匹配度量方法，将所述模板图像与所述目标图形中的待校正图形进行匹配；

误差确定子单元，用于根据匹配结果确定所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

图5示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现激光振镜校正的运行方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行激光振镜校正的运行方法。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本申请提供的激光振镜校正方法可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图5所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成激光振镜校正装置的各个程序模板。比如，标记模块402，误差确定模块404，校正模块406。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：在所述加工平台上设置校正板；预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。

在一个实施例中，所述校正板下方设置有呈水平状态的基板，用于保证所述校正板呈平整状态。

在一个实施例中，所述基板的中心与所述激光振镜的扫描加工中心重合。

在一个实施例中，将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，对所述标准标识图形和所述待校正图形进行视觉提取，得到目标图形；采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

在一个实施例中，采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：将所述目标图形中的标准标识图形作为模板图像，通过预设的匹配度量方法，将所述模板图像与所述目标图形中的待校正图形进行匹配；根据匹配结果确定所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

在一个实施例中，标准标识图形为呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形，或者为实体标准膜板四角与中心位置构成的图形，或者为位于所述实体标准膜板四角与中心位置的呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：

在所述加工平台上设置校正板；预设实体标准膜板，所述实体标准膜板上设有标准标识图形；按照所述实体标准膜板上的标准标识图形的轨迹，在所述校正板上进行激光标记，得到待校正图形；将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差；按照所述位置误差对所述激光振镜的位置参数进行补偿，以实现对所述激光振镜的校正。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

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

Claims

1.一种激光振镜校正方法，其特征在于，应用于激光加工设备，所述激光加工设备包括加工平台，所述方法包括：

在所述加工平台上设置校正板；

2.根据权利要求1所述的激光振镜校正方法，所述校正板下方设置有呈水平状态的基板，用于保证所述校正板呈平整状态。

3.根据权利要求2所述的激光振镜校正方法，其特征在于，所述基板的中心与所述激光振镜的扫描加工中心重合。

4.根据权利要求1所述的激光振镜校正方法，其特征在于，所述将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，获取标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：

将所述实体标准膜板覆盖在所述校正板上，对所述标准标识图形和所述待校正图形进行视觉提取，得到目标图形；

采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

5.根据权利要求4所述的激光振镜校正方法，其特征在于，所述采用模板匹配的方法，根据所述目标图形计算得到所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差，包括：

将所述目标图形中的标准标识图形作为模板图像，通过预设的匹配度量方法，将所述模板图像与所述目标图形中的待校正图形进行匹配；

根据匹配结果确定所述标准标识图形与待校正图形之间的位置误差。

6.根据权利要求1所述的激光振镜校正方法，其特征在于，所述标准标识图形为呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形，或者为实体标准膜板四角与中心位置构成的图形，或者为位于所述实体标准膜板四角与中心位置的呈矩阵排布的预设子标识图形构成的图形。

7.一种激光振镜校正装置，其特征在于，应用于激光加工设备，所述激光加工设备包括加工平台，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的激光振镜校正装置，其特征在于，所述误差确定模块，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。