CN117123938A - 一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法及其补偿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法及其补偿系统,所述方法包括获取待切割薄膜的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数,根据光斑轮廓筛选参数获取振镜垂直照射加工平面时激光器的基准发射功率,并确定在基准发射功率下的光斑轮廓集,根据光斑轮廓集匹配待切割薄膜的加工轮廓点外切的目标光斑轮廓,进而获取加工轮廓各坐标点对应的实时切割功率,进而根据实时切割功率生成切割加工路径能量复合调节指令,最后根据路径能量复合调节指令控制激光器及振镜完成对待切割薄膜加工轮廓的切割;本发明技术方案在切割薄膜上远离振镜垂直出光点投影位置的切割加工时,通过调整激光器的实时切割功率,保证薄膜各加工轮廓点的切割效果一致。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域,尤其涉及一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法及其补偿系统。
背景技术
由于气体激光器例如二氧化碳激光器出射激光波长对非金属异常敏感,通常采用气体振镜激光器切割非金属薄膜如塑料薄膜,激光振镜切割薄膜加工时只有振镜出射激光光束垂直于待加工薄膜表面时,才会形成圆形的光斑;当振镜出射激光光束与加工平面不垂直的时候,照射于加工平面的激光光斑就会发生变形,光斑离加工平面垂直出射光束光斑的中心点越远的激光光束与加工平面所形成的夹角越小、激光光斑越椭,这样在加工的时候,会导致靠近振镜垂直出射激光光束投影点的切割加工的效果更佳,越远振镜垂直出射激光光束投影点的切割加工效果就越差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法及其补偿系统,旨在解决现有技术中激光切割薄膜加工时,激光光束越远离振镜垂直出射激光光束投影点其切割加工效果就越差的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取待切割薄膜的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数;
根据所述光斑轮廓筛选参数获取振镜垂直照射加工平面时激光器的基准发射功率;
根据所述基准发射功率获取预设光斑轮廓数据库中的所述振镜在所述加工平面范围各点的光斑轮廓集;
根据所述光斑轮廓集匹配所述待切割薄膜的加工轮廓点外切的目标光斑轮廓;
根据所述各加工轮廓点对应的所述目标光斑轮廓对应的目标光斑中心坐标和振镜垂直出光点在所述加工平面的投影坐标获取对应的实时切割功率;
根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令;
根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割。
可选地,所述激光器的实时切割功率采用如下公式计算:
其中,P0为所述振镜垂直照射所述加工平面时所述激光器的所述基准发射功率,X为所述加工平面轮廓点对应的所述目标光斑中心的横坐标,Y为所述加工平面轮廓点对应的所述目标光斑中心的纵坐标,CX为所述振镜垂直出光点在所述加工平面的投影横坐标,CY为所述振镜垂直出光点在所述加工平面的投影纵坐标,H为所述振镜垂直照射所述加工平面时激光的最短光程,为调节参数。
可选地,在所述根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割的步骤之后还包括:
获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面上激光光斑轮廓的实时面积;
根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面上所述激光光斑轮廓的实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度;
判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致;
若所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度不一致时,根据当前所述激光器的所述实时切割功率相应调整。
可选地,所述激光器的所述实时能量密度采用如下公式计算:
确定所述实时能量密度与所述基准能量密度是否一致并输出结果;
当Output(total)=1时,则不需要调整所述实时切割功率;
当Output(total)>1时,则需要相应降低所述实时切割功率;
当Output(total)<1时,则需要相应提高所述实时切割功率;
其中,为所述激光器照射所述加工平面的所述目标光斑轮廓的所述实时面积,/>为所述基准发射功率的所述基准能量密度。
可选地,在所述获取待切割薄膜的厚度参数和材质参数生成光斑轮廓筛选参数的步骤之后还包括:
获取加工环境参数;
所述加工环境参数包括空气湿度参数、环境温度参数和空气折射率参数。
为了实现上述目的,本发明还提供一种用于激光切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,包括:
获取模块,用以当待切割薄膜放置于加工平面时,获取所述薄膜的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数信号;
选择模块,用以根据所述光斑轮廓筛选参数信号选用合适的激光器基准发射功率;
调用模块,用以调用预设光斑轮廓数据库中的振镜加工平面范围对应的所述基准发射功率的各坐标点的光斑轮廓集;
匹配模块,用以根据所述光斑轮廓集匹配所述待切割薄膜的加工轮廓点外切的目标光斑轮廓;
计算模块,用以根据所述各加工轮廓点对应的所述目标光斑轮廓对应的目标光斑中心坐标和振镜垂直出光点在所述加工平面的投影坐标计算出对应的实时切割功率;
控制模块,用以根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令;
执行模块,用以根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割。
可选地,所述用于激光切割薄膜的功率补偿系统还包括:
监测模块,用以获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面上激光光斑轮廓的实时面积;
校核模块,用以根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面上所述激光光斑轮廓的所述实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度;
判断模块,用以判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致;
输出模块,用以输出所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度的比值。
可选地,所述用于激光切割薄膜的功率补偿系统还包括:
环境实时监控模块,用以监测加工环境的变化,实时获取空气湿度参数、温度参数和空气折射率参数。
可选地,所述激光器设置为二氧化碳激光器。
可选地,所述振镜垂直出光点至所述加工平面的最短光程为定值。
在本发明中,激光控制器首先获取所述待切割薄膜的所述厚度参数和所述材质参数并生成所述光斑轮廓筛选参数,再根据所述光斑轮廓筛选参数获取所述振镜垂直照射所述加工平面时所述激光器的所述基准发射功率,并确定在所述基准发射功率下的所述光斑轮廓集,然后根据所述光斑轮廓集匹配所述待切割薄膜的所述加工轮廓点外切的所述目标光斑轮廓,进而获取所述加工轮廓各坐标点对应的所述实时切割功率,进而根据所述实时切割功率生成所述切割加工路径能量复合调节指令,最后根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割;如此,针对远离所述振镜垂直出光点投影坐标的切割加工,通过调整所述激光器的所述实时切割功率,进而保证所述薄膜上所述各加工轮廓点的切割效果一致。
附图说明
图1为本发明提供的激光切割装置立体结构示意图;
图2为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿方法第一实施例的流程示意图;
图3为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿方法第二实施例的流程示意图;
图4为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿方法第三实施例的流程示意图;
图5为本发明中光斑轮廓集的平面示意图;
图6为本发明激光切割一种矩形轮廓的加工轨迹示意图;
图7为本发明激光切割一种圆形轮廓的加工轨迹示意图;
图8为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统第一实施例的结构框图;
图9为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统第二实施例的结构框图;
图10为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统第三实施例的结构框图。
附图标号说明:
激光切割装置1000、机架1、激光振镜切割头2、激光光斑21、切割台3、加工平面31、光斑轮廓集311、薄膜4、加工轮廓点41、目标光斑轮廓42、获取模块100、环境实时监控模块101、选择模块200、调用模块300、匹配模块400、计算模块500、控制模块600、执行模块700、检测模块701、校核模块702、判断模块703、输出模块704。
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
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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
由于气体激光器例如二氧化碳激光器出射激光波长对非金属异常敏感,通常采用气体振镜激光器切割非金属薄膜如塑料薄膜,激光振镜切割薄膜加工时只有振镜出射激光光束垂直于待加工薄膜表面时,才会形成圆形的光斑;当振镜出射激光光束与加工平面不垂直的时候,照射于加工平面的激光光斑就会发生变形,光斑离加工平面垂直出射光束光斑的中心点越远的激光光束与加工平面所形成的夹角越小、激光光斑越椭,这样在加工的时候,会导致靠近振镜垂直出射激光光束投影点的切割加工的效果更佳,越远振镜垂直出射激光光束投影点的切割加工效果就越差。
为了解决上述技术问题,第一方面本发明实施例提供一种用于激光切割薄膜的功率补偿方法。
请参阅图1和图2,所述用于激光切割薄膜的功率补偿方法包括如下步骤:
步骤S10,获取待切割薄膜4的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数。所述激光切割装置1000在准备对所述待切割薄膜4进行切割加工之前,需要对所述待切割薄膜4的所述厚度参数和材质参数做一个收集,以便于生成所述光斑轮廓筛选参数,所述光斑轮廓筛选参数是一个重要指标,直接决定所述激光器的所述基准发射功率。本步骤中,如图1所示为与所述用于激光切割薄膜的功率补偿方法相适应的一台激光切割装置1000,所述激光切割装置1000包括:机架1,具有沿竖平面延伸的安装面;激光振镜切割头2,安装于所述安装面的上部;切割台3,沿水平方向延伸,垂直于所述安装面,设于所述激光振镜切割头2下方,所述切割台3对应所述激光振镜切割头2的下方设有加工平面31,所述加工平面31上放置有待加工薄膜4;可以理解是,为了使所述待切割薄膜4达到预期的切割加工效果,其需要被切割的厚度和其本身的材料性质直接影响切割加工的过程以及切割加工效果,而所述光斑轮廓筛选参数是由所述厚度参数与所述材质参数共同影响的;其中,所述厚度参数很好理解,而所述材质参数在本发明中主要关注所述待切割薄膜4的耐火极限,所述耐火极限是指从受到火的作用时起,到失去支持能力或发生穿透裂缝或背火一面的温度升高到220℃时为止的时间;对于所述待切割薄膜4的所述厚度参数和所述材质参数可以由操作者向系统输入,或者也可以由系统通过传感器进行识别后,进而生成所述光斑轮廓筛选参数。
进一步地,所述光斑轮廓筛选参数与所述厚度参数以及所述材质参数呈正相关而非线性的关系,所以只能通过大量实验将数据整理存录后,得到一个所述光斑轮廓筛选参数与所述厚度参数以及所述材质参数的映射关系表,所述光斑轮廓筛选参数(ε)映射关系如表1所示:
表1
其中:厚度单位为mm/L;耐火极限单位为h/t。
步骤S20,根据所述光斑轮廓筛选参数获取振镜垂直照射加工平面31时激光器的基准发射功率。在系统获取所述待切割薄膜4的所述厚度参数以及所述材质参数后生成所述光斑轮廓筛选参数,而所述光斑轮廓筛选参数对获取所述激光器的所述基准发射功率起决定性作用;其中,所谓所述基准发射功率是指所述激光器发射的激光束由所述振镜垂直照射在所述所述加工平面31上时的激光功率;一般而言,所述激光器垂直照射所述加工平面31的光斑坐标是所述加工平面31上的中心点,即坐标(0,0)点。
可以理解的是,所述激光器具有多个所述基准发射功率,以应对不同的所述待切割薄膜4的加工需要,而所述激光器的所述基准发射功率与所述光斑轮廓筛选参数呈正相关而非线性的关系,所以只能通过大量实验将数据整理存录后,得到一个所述激光器的所述基准发射功率与所述光斑轮廓筛选参数的映射关系表,所述激光器的所述基准发射功率(P0)映射关系如表2所示:
表2
其中:激光器基准发射功率单位为W/P。
步骤S30,根据所述基准发射功率获取预设光斑轮廓数据库中的所述振镜在所述加工平面31范围各点的光斑轮廓集311。可以理解的是,针对不同的所述基准发射功率,都有与该所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311;所述光斑轮廓集311是由所述振镜将所述激光器发射的每一个所述基准发射功率的激光光束打在所述加工平面31加工范围内的所有坐标上,再由图像采集装置存录于系统内,得到每一个不同的所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311。
请参照图1和图5所示的所述光斑轮廓集311,此图例为其中之一的所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311;为了方便理解,图例只显示了靠近所述加工平面31中心的部分所述光斑轮廓集311的几个特殊坐标的光斑轮廓,可以明显得出结论,所述激光器发射的激光束由振镜偏转后照射在所述加工平面31上,离所述加工平面31中心越远,所述激光光斑21越椭,面积越大,则单位面积的能量密度越小,进而在切割加工速度不变的情况下,离所述加工平面31中心越远的所述待切割薄膜4的切割效果就越差。
可以理解的是,所示的部分所述光斑轮廓之间还存有多个坐标以及对应所述坐标的光斑轮廓,正是由所述加工平面31上加工范围内所有坐标点对应的所述光斑轮廓,对应集成其中一个所述基准发射功率的所述光斑轮廓集311,而每一个所述基准发射功率都有与之对应的所述光斑轮廓集311;其中,所述光斑轮廓集311的坐标点距离优选为毫米,比毫米大的单位难以保证所述激光器的切割加工精度,比毫米小的单位形成的光斑轮廓集311数据过于庞大赘余,对于系统数据库的数据存储压力巨大,而毫米级的所述光斑轮廓集311足够保证所述激光器的一般的切割加工精度,又不会对系统数据库的数据存储造成过大的压力。
步骤S40,根据所述光斑轮廓集311匹配所述待切割薄膜4的加工轮廓点41外切的目标光斑轮廓42。当所述待切割薄膜4放置于所述加工平面31上等待切割加工时,对于常规技术手段而言,所述激光器的激光光束照射于所述加工平面31的所述激光光斑21中心点所行走的轨迹即是所需要加工形状的轮廓,但是所述激光光斑21不是一个没有面积的质点,当所述激光光斑21中心点沿着所述加工轮廓点41运动时,沿着所述加工轮廓点41的内侧的所述薄膜4同时也被所述激光光斑21照射,然后被消融成废渣,这势必就会导致实际切割加工出来的产品比理想中预设的尺寸偏小,严重影响加工精度。
在本技术方案中,在已知所述待切割薄膜4所需要被加工成什么形状的前提下,根据所述光斑轮廓集311的数据去匹配与所述加工轮廓点41外切的目标光斑轮廓42,进而所述激光光斑21在所述薄膜4上运动时,时时刻刻都是利用所述激光光斑21的边缘去切割所述薄膜4的所述加工轮廓点41,完成切割作业,以此切割加工出来的产品精度高,良品率高;在一实施例中,请参照图6,在已知所述加工轮廓点41为矩形的前提下,可以从图示中看出,所述激光光斑21的中心点所行走的轨迹是一个更大的矩形,始终是所述激光光斑21的边缘的不同位置的点外切所述加工矩形轮廓点的边缘;一般而言,所切割加工的图形的几何中心点与所述加工平面31中心点沿上下方向重合的,所以也可以观察出,由于所述矩形各加工轮廓点41到其几何中心的距离不一致,尤其是四角处的点最远,所以所述激光光斑21在从与所述矩形四边位置外切到与所述矩形四角位置外切的运动过程中,所述激光光斑21的中心点离所述加工平面31中心点越来越远,进而导致所述激光光斑21的面积越来越大;在另一实施例中,请参照图7,在已知所述加工轮廓点41为圆形的前提下,可以从图示中看出,所述激光光斑21的中心点所行走的轨迹是一个更大的圆形,始终是所述激光光斑21的边缘的同一位置的点外切所述加工圆形轮廓点的边缘;也可以观察出,由于所述圆形各加工轮廓点41到所述加工平面31中心点的距离一致,所以所述激光光斑21的面积大小一致。
步骤S50,根据所述各加工轮廓点41对应的所述目标光斑轮廓42对应的目标光斑中心坐标和所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影坐标获取对应的实时切割功率。如前述所说,所述各加工轮廓点41对应的所述目标光斑轮廓42对应的所述目标光斑中心坐标与所述加工平面31中心点的距离越远,所述激光光斑21的面积就越大,单位面积下的能量密度就越小,导致加工效果越差,所以就需要对所述基准发射功率进行补偿,使被所述振镜偏转的所述激光光斑21处的单位能量密度与被所述振镜垂直照射于所述加工平面31的所述激光光斑21的单位能量密度一致,进而保证所述待切割薄膜4各加工轮廓点41的切割加工效果一致;当然这里所述的加工平面31中心点正是所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影坐标,在另一些实施例中,所述振镜的中心点与所述加工平面31中心点不重合,但是只需要知道所述振镜垂直出光点垂直投影于所述加工平面31上的坐标,就能对所述基准发射功率进行补偿,进而获取对应所述各加工轮廓点41的所述实时切割功率。
步骤S60,根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令。在系统获取所述目标光斑中心坐标的轨迹路线以及对应的所述实时切割功率后,由系统生成所述切割加工路径能量复合调节指令,用以对所述待切割薄膜4进行切割加工。
步骤S70,根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜4加工轮廓的切割。所述切割加工路径能量复合调节指令由系统发出,进而控制所述激光器实时调整所述实时切割功率,以及控制所述振镜的偏转角度,使所述激光光束由所述振镜偏转后照射于所述薄膜4上的切割加工的轨迹是沿着所述目标光斑中心坐标运动的。
在本发明中,激光控制器首先获取所述待切割薄膜4的所述厚度参数和所述材质参数并生成所述光斑轮廓筛选参数,再根据所述光斑轮廓筛选参数获取所述振镜垂直照射所述加工平面31时所述激光器的所述基准发射功率,并确定在所述基准发射功率下的所述光斑轮廓集311,然后根据所述光斑轮廓集311匹配所述待切割薄膜4的所述加工轮廓点41外切的所述目标光斑轮廓42,进而获取所述加工轮廓各坐标点对应的所述实时切割功率,进而根据所述实时切割功率生成所述切割加工路径能量复合调节指令,最后根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜4加工轮廓的切割;如此,针对远离所述振镜垂直出光点投影坐标的切割加工,通过调整所述激光器的所述实时切割功率,进而保证所述薄膜4上所述各加工轮廓点41的切割效果一致。
进一步地,请参照图2的流程图步骤,对所述激光器的实时切割功率采用如下公式计算:
其中,P0为所述振镜垂直照射所述加工平面31时所述激光器的所述基准发射功率,X为所述加工平面31轮廓点对应的所述目标光斑中心的横坐标,Y为所述加工平面31轮廓点对应的所述目标光斑中心的纵坐标,CX为所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影横坐标,CY为所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影纵坐标,H为所述振镜垂直照射所述加工平面31时激光的最短光程,为调节参数。
此外,请参阅图1和图3,在所述根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜4加工轮廓的切割的步骤之后还包括:
步骤S701,获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面31上激光光斑21轮廓的实时面积。可以理解的是,所述激光器在进行切割加工的过程中还需要进行实时校核,由于加工环境的差异性,或者加工材料本身存在的性质等,都会对所述实时切割功率的精度有所影响,我们需要判断出这种影响的趋势,进而对所述实时切割功率进行实时调整;系统将所述实时切割功率的大小传回控制器,并且设置图像采集装置实时获取所述加工平面31上实时激光光斑21轮廓的实时面积,或者根据数据库里各坐标点对应的所述激光光斑21获取面积数据。
步骤S702,根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面31上所述激光光斑21轮廓的实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度。所述实时能量密度的大小取决于所述实时切割功率与所述激光光斑21面积的比值。
步骤S703,判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致。可以理解的是,在选取所述基准发射功率时候,考虑的是在所述加工平面31上所述激光器垂直照射将所述待切割加工薄膜4穿透的最小功率,以此定义为所述基准发射功率,而在选定所述基准发射功率后,所述激光器垂直照射所述加工平面31的所述激光光斑21的面积也是确定好的,通过所述基准发射功率与对应的所述激光光斑21的面积的比值得到所述基准能量密度,所述基准能量密度在后续的切割加工过程中属于是定值了,不会在发生变化;而将得到的所述实时能量密度与所述基准能量密度作比较,便可以判断所述实时切割功率是否需要调整。
步骤S704,若所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度不一致时,根据当前所述激光器的所述实时切割功率相应调整。可以理解的是,如果判断结果得出所述实时能量密度与所述基准能量密度不一致,则说明需要对所述调节参数做出相应调整,以使所述实时能量密度与所述基准能量密度一致,进而保证所述薄膜4在所述加工轮廓点41各处的加工效果一致。
进一步地,系统在获取所述实时切割功率和所述激光器的所述激光光斑21在所述加工平面31的实时面积后,对所述激光器的所述实时能量密度采用如下公式计算:
系统在通过上述公式获得所述实时能量密度后,确定所述实时能量密度与所述基准能量密度是否一致并输出结果;
其中,为所述激光器照射所述加工平面31的所述目标光斑轮廓42的所述实时面积,/>为所述基准发射功率的所述基准能量密度;
当Output(total)=1时,则不需要调整所述实时切割功率;当输出值为1的时候,说明此时刻的所述实时能量密度与所述基准能量密度一致,进而说明所述薄膜4的所述各加工轮廓点41的切割加工效果一致,所以不需要调整所述调节参数。
当Output(total)>1时,则需要相应降低所述实时切割功率;当输出值大于1的时候,说明此时刻的所述能量密度超过所述基准能量密度,则需要将所述调节参数往小调整,避免所述激光器对所述薄膜4的所述加工轮廓点41过度加工,也能进一步减少能量消耗。
当Output(total)<1时,则需要相应提高所述实时切割功率;当输出值小于1的时候,说明此时刻的所述能量密度低于所述基准能量密度,则需要将所述调节参数往大调整,避免所述激光器对所述薄膜4的所述加工轮廓点41切割加工效果不到位,进而保证了所述薄膜4的所述各加工轮廓点41的加工效果一致性。
此外,请参阅图1和图4,在所述获取待切割薄膜4的厚度参数和材质参数生成光斑轮廓筛选参数的步骤之后还包括:
步骤S101,获取加工环境参数,所述加工环境参数包括空气湿度参数、环境温度参数和空气折射率参数。在现实生产活动中,并不存在理想的加工环境和理想的加工材料,所述激光器切割所述薄膜4,其加工效果受环境因素和其材质本身性质两方面影响;在计算所述实时切割功率的公式里我们引入了一个所述调节参数,设置所述调节参数就是为了应对各种不同的加工环境和所述待切割薄膜4的不同材质的性质带来的对计算所述实时切割功率的影响,相当于是一个纠偏系数。
可以理解的是,能够影响所述实时切割功率的加工环境因素包括所述空气湿度参数、所述环境温度参数和所述空气折射率参数等。比如在空气湿度较大的环境里,就需要相应调大所述调节参数,以免加工不到位;而在空气较干燥的环境里,就需要相应调小所述调节参数,以免过度加工;又比如在温度较低的环境里,就需要相应调大所述调节参数,以免加工不到位;而在温度较高的环境里,就需要相应调小所述调节参数,以免过度加工;再比如在空气杂质较多的环境里,会导致空气折射率偏高,一部分所述激光光束被散射出所述加工轮廓点41,此时就需要相应调大所述调节参数,以保证所述薄膜4的切割加工效果;相反地,在空气纯净又或者在真空环境里,所述激光光束基本不发生散射,非常集中于所述薄膜4的所述加工轮廓点41的轨迹上,则可以相应调小所述调节参数,避免过度加工。
可以理解的是,能够影响所述实时切割功率的关于所述薄膜4本身材质的因素的方面有两个,一个是所述薄膜4需要切割的厚度,一个是所述薄膜4的耐火极限值。对于厚度因素很好理解,在切割速度保持均速不变的情况下,切割越厚的所述薄膜4就需要越大的所述实时切割功率,所以就需要相应调大所述调节参数;相反地,在切割速度保持均速不变的情况下,切割越薄的所述薄膜4就需要越小的所述实时切割功率,所以就需要相应调小所述调节参数,当然,对于越薄的材料采用过高的所述实时切割功率也能完成切割加工,但是会存在过度加工的问题,过高的所述激光光束会对所述薄膜4的所述加工轮廓点41的轨迹附近产生更多地高温高热,会使加工好的所述薄膜4产生更大的收缩或者卷曲,影响产品的良率。而对所述薄膜4材料的耐火极限值带来的影响很好理解,对于湿性的所述薄膜4材料,其耐火极限值就高,则需要相应调大所述调节参数;对于干性的所述薄膜4材料,其耐火极限值就低,不需要很高的所述实时切割功率就能达到切割加工的足够的效果,此时就需要相应调小所述调节参数,避免加工过度的问题。
对于前述的各方法实施例,为了描述简单,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域的技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为根据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或同时执行,如步骤 S101 可以在步骤 S10 之前、之后或同时执行 ;其次,本领域技术人员也应该知悉,上述方法实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本发明还提供一种用于激光切割薄膜的功率补偿系统,请参阅图1和图8,图8为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统一实施例的模块示意图。
本实施例提供的所述用于激光切割薄膜的功率补偿系统包括:
获取模块100,用以当待切割薄膜4放置于加工平面31时,获取所述薄膜4的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数信号;
所述激光切割装置1000在准备对所述待切割薄膜4进行切割加工之前,需要对所述待切割薄膜4的所述厚度参数和材质参数做一个收集,以便于生成所述光斑轮廓筛选参数,所述光斑轮廓筛选参数是一个重要指标,直接决定所述激光器的所述基准发射功率。
可以理解是,为了使所述待切割薄膜4达到预期的切割加工效果,其需要被切割的厚度和其本身的材料性质直接影响切割加工的过程以及切割加工效果,而所述光斑轮廓筛选参数是由所述厚度参数与所述材质参数共同影响的;其中,所述厚度参数很好理解,而所述材质参数在本发明中主要关注所述待切割薄膜4的耐火极限,所述耐火极限是指从受到火的作用时起,到失去支持能力或发生穿透裂缝或背火一面的温度升高到220℃时为止的时间;对于所述待切割薄膜4的所述厚度参数和所述材质参数可以由操作者向系统输入,或者也可以由系统通过传感器进行识别后,进而生成所述光斑轮廓筛选参数。
进一步地,所述光斑轮廓筛选参数与所述厚度参数以及所述材质参数呈正相关而非线性的关系,所以只能通过大量实验将数据整理存录后,得到一个所述光斑轮廓筛选参数与所述厚度参数以及所述材质参数的映射关系表,所述光斑轮廓筛选参数(ε)映射关系如表1所示:
表1
其中:厚度单位为mm/L;耐火极限单位为h/t。
选择模块200,用以根据所述光斑轮廓筛选参数信号选用合适的激光器基准发射功率;
在系统获取所述待切割薄膜4的所述厚度参数以及所述材质参数后生成所述光斑轮廓筛选参数,而所述光斑轮廓筛选参数对获取所述激光器的所述基准发射功率起决定性作用;其中,所谓所述基准发射功率是指所述激光器发射的激光束由所述振镜垂直照射在所述所述加工平面31上时的激光功率;一般而言,所述激光器垂直照射所述加工平面31的光斑坐标是所述加工平面31上的中心点,即坐标(0,0)点。
可以理解的是,所述激光器具有多个所述基准发射功率,以应对不同的所述待切割薄膜4的加工需要,而所述激光器的所述基准发射功率与所述光斑轮廓筛选参数呈正相关而非线性的关系,所以只能通过大量实验将数据整理存录后,得到一个所述激光器的所述基准发射功率与所述光斑轮廓筛选参数的映射关系表,所述激光器的所述基准发射功率(P0)映射关系如表2所示:
表2
其中:激光器基准发射功率单位为W/P。
调用模块300,用以调用预设光斑轮廓数据库中的振镜加工平面31范围对应的所述基准发射功率的各坐标点的光斑轮廓集311;
可以理解的是,针对不同的所述基准发射功率,都有与该所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311;所述光斑轮廓集311是由所述振镜将所述激光器发射的每一个所述基准发射功率的激光光束打在所述加工平面31加工范围内的所有坐标上,再由图像采集装置存录于系统内,得到每一个不同的所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311。
请参照图5所示的所述光斑轮廓集311,此图例为其中之一的所述基准发射功率对应的所述光斑轮廓集311;为了方便理解,图例只显示了靠近所述加工平面31中心的部分所述光斑轮廓集311的几个特殊坐标的光斑轮廓,可以明显得出结论,所述激光器发射的激光束由振镜偏转后照射在所述加工平面31上,离所述加工平面31中心越远,所述激光光斑21越椭,面积越大,则单位面积的能量密度越小,进而在切割加工速度不变的情况下,离所述加工平面31中心越远的所述待切割薄膜4的切割效果就越差。
可以理解的是,所示的部分所述光斑轮廓之间还存有多个坐标以及对应所述坐标的光斑轮廓,正是由所述加工平面31上加工范围内所有坐标点对应的所述光斑轮廓,对应集成其中一个所述基准发射功率的所述光斑轮廓集311,而每一个所述基准发射功率都有与之对应的所述光斑轮廓集311;其中,所述光斑轮廓集311的坐标点距离优选为毫米,比毫米大的单位难以保证所述激光器的切割加工精度,比毫米小的单位形成的光斑轮廓集311数据过于庞大赘余,对于系统数据库的数据存储压力巨大,而毫米级的所述光斑轮廓集311足够保证所述激光器的一般的切割加工精度,又不会对系统数据库的数据存储造成过大的压力。
匹配模块400,用以根据所述光斑轮廓集311匹配所述待切割薄膜4的加工轮廓点41外切的目标光斑轮廓42;
当所述待切割薄膜4放置于所述加工平面31上等待切割加工时,对于常规技术手段而言,所述激光器的激光光束照射于所述加工平面31的所述激光光斑21中心点所行走的轨迹即是所需要加工形状的轮廓,但是所述激光光斑21不是一个没有面积的质点,当所述激光光斑21中心点沿着所述加工轮廓点41运动时,沿着所述加工轮廓点41的内侧的所述薄膜4同时也被所述激光光斑21照射,然后被消融成废渣,这势必就会导致实际切割加工出来的产品比理想中预设的尺寸偏小,严重影响加工精度。
在本技术方案中,在已知所述待切割薄膜4所需要被加工成什么形状的前提下,根据所述光斑轮廓集311的数据去匹配与所述加工轮廓点41外切的目标光斑轮廓42,进而所述激光光斑21在所述薄膜4上运动时,时时刻刻都是利用所述激光光斑21的边缘去切割所述薄膜4的所述加工轮廓点41,完成切割作业,以此切割加工出来的产品精度高,良品率高;在一实施例中,请参阅图6,在已知所述加工轮廓点41为矩形的前提下,可以从图示中看出,所述激光光斑21的中心点所行走的轨迹是一个更大的矩形,始终是所述激光光斑21的边缘的不同位置的点外切所述加工矩形轮廓点的边缘;一般而言,所切割加工的图形的几何中心点与所述加工平面31中心点沿上下方向重合的,所以也可以观察出,由于所述矩形各加工轮廓点41到其几何中心的距离不一致,尤其是四角处的点最远,所以所述激光光斑21在从与所述矩形四边位置外切到与所述矩形四角位置外切的运动过程中,所述激光光斑21的中心点离所述加工平面31中心点越来越远,进而导致所述激光光斑21的面积越来越大;在另一实施例中,请参阅图7,在已知所述加工轮廓点41为圆形的前提下,可以从图示中看出,所述激光光斑21的中心点所行走的轨迹是一个更大的圆形,始终是所述激光光斑21的边缘的同一位置的点外切所述加工圆形轮廓点的边缘;也可以观察出,由于所述圆形各加工轮廓点41到所述加工平面31中心点的距离一致,所以所述激光光斑21的面积大小一致。
计算模块500,用以根据所述各加工轮廓点41对应的所述目标光斑轮廓42对应的目标光斑中心坐标和所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影坐标计算出对应的实时切割功率;
如前述所说,所述各加工轮廓点41对应的所述目标光斑轮廓42对应的所述目标光斑中心坐标与所述加工平面31中心点的距离越远,所述激光光斑21的面积就越大,单位面积下的能量密度就越小,导致加工效果越差,所以就需要对所述基准发射功率进行补偿,使被所述振镜偏转的所述激光光斑21处的单位能量密度与被所述振镜垂直照射于所述加工平面31的所述激光光斑21的单位能量密度一致,进而保证所述待切割薄膜4各加工轮廓点41的切割加工效果一致;当然这里所述的加工平面31中心点正是所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影坐标,在另一些实施例中,所述振镜的中心点与所述加工平面31中心点不重合,但是只需要知道所述振镜垂直出光点垂直投影于所述加工平面31上的坐标,就能对所述基准发射功率进行补偿,进而获取对应所述各加工轮廓点41的所述实时切割功率。
控制模块600,用以根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令;
在系统获取所述目标光斑中心坐标的轨迹路线以及对应的所述实时切割功率后,由系统生成所述切割加工路径能量复合调节指令,用以对所述待切割薄膜4进行切割加工。
执行模块700,用以根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜4加工轮廓的切割。
所述切割加工路径能量复合调节指令由系统发出,进而控制所述激光器实时调整所述实时切割功率,以及控制所述振镜的偏转角度,使所述激光光束由所述振镜偏转后照射于所述薄膜4上的切割加工的轨迹是沿着所述目标光斑中心坐标运动的。
在本实施例中,激光控制器首先获取所述待切割薄膜4的所述厚度参数和所述材质参数并生成所述光斑轮廓筛选参数,再根据所述光斑轮廓筛选参数获取所述振镜垂直照射所述加工平面31时所述激光器的所述基准发射功率,并确定在所述基准发射功率下的所述光斑轮廓集311,然后根据所述光斑轮廓集311匹配所述待切割薄膜4的所述加工轮廓点41外切的所述目标光斑轮廓42,进而获取所述加工轮廓各坐标点对应的所述实时切割功率,进而根据所述实时切割功率生成所述切割加工路径能量复合调节指令,最后根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜4加工轮廓的切割;如此,针对远离所述振镜垂直出光点投影坐标的切割加工,通过调整所述激光器的所述实时切割功率,进而保证所述薄膜4上所述各加工轮廓点41的切割效果一致。
进一步地,请参阅图2的流程图步骤,对所述激光器的实时切割功率采用如下公式计算:
其中,P0为所述振镜垂直照射所述加工平面31时所述激光器的所述基准发射功率,X为所述加工平面31轮廓点对应的所述目标光斑中心的横坐标,Y为所述加工平面31轮廓点对应的所述目标光斑中心的纵坐标,CX为所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影横坐标,CY为所述振镜垂直出光点在所述加工平面31的投影纵坐标,H为所述振镜垂直照射所述加工平面31时激光的最短光程,为调节参数。
请参阅图1和图9,为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统另一实施例的模块示意图。
进一步地,所述用于激光切割薄膜的功率补偿系统还包括:
监测模块701,用以获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面31上激光光斑21轮廓的实时面积;
可以理解的是,所述激光器在进行切割加工的过程中还需要进行实时校核,由于加工环境的差异性,或者加工材料本身存在的性质等,都会对所述实时切割功率的精度有所影响,我们需要判断出这种影响的趋势,进而对所述实时切割功率进行实时调整;系统将所述实时切割功率的大小传回控制器,并且设置图像采集装置实时获取所述加工平面31上实时激光光斑21轮廓的实时面积,或者根据数据库里各坐标点对应的所述激光光斑21获取面积数据。
校核模块702,用以根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面31上所述激光光斑21轮廓的所述实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度;
所述实时能量密度的大小取决于所述实时切割功率与所述激光光斑21面积的比值。
判断模块703,用以判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致;
可以理解的是,在选取所述基准发射功率时候,考虑的是在所述加工平面31上所述激光器垂直照射将所述待切割加工薄膜4穿透的最小功率,以此定义为所述基准发射功率,而在选定所述基准发射功率后,所述激光器垂直照射所述加工平面31的所述激光光斑21的面积也是确定好的,通过所述基准发射功率与对应的所述激光光斑21的面积的比值得到所述基准能量密度,所述基准能量密度在后续的切割加工过程中属于是定值了,不会在发生变化;而将得到的所述实时能量密度与所述基准能量密度作比较,便可以判断所述实时切割功率是否需要调整。
输出模块704,用以输出所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度的比值。
可以理解的是,如果判断结果得出所述实时能量密度与所述基准能量密度不一致,则说明需要对所述调节参数做出相应调整,以使所述实时能量密度与所述基准能量密度一致,进而保证所述薄膜4在所述加工轮廓点41各处的加工效果一致。
进一步地,系统在获取所述实时切割功率和所述激光器的所述激光光斑21在所述加工平面31的实时面积后,对所述激光器的所述实时能量密度采用如下公式计算:
系统在通过上述公式获得所述实时能量密度后,确定所述实时能量密度与所述基准能量密度是否一致并输出结果;
其中,为所述激光器照射所述加工平面31的所述目标光斑轮廓42的所述实时面积,/>为所述基准发射功率的所述基准能量密度;
当Output(total)=1时,则不需要调整所述实时切割功率;当输出值为1的时候,说明此时刻的所述实时能量密度与所述基准能量密度一致,进而说明所述薄膜4的所述各加工轮廓点41的切割加工效果一致,所以不需要调整所述调节参数。/>
当Output(total)>1时,则需要相应降低所述实时切割功率;当输出值大于1的时候,说明此时刻的所述能量密度超过所述基准能量密度,则需要将所述调节参数往小调整,避免所述激光器对所述薄膜4的所述加工轮廓点41过度加工,也能进一步减少能量消耗。
当Output(total)<1时,则需要相应提高所述实时切割功率;当输出值小于1的时候,说明此时刻的所述能量密度低于所述基准能量密度,则需要将所述调节参数往大调整,避免所述激光器对所述薄膜4的所述加工轮廓点41切割加工效果不到位,进而保证了所述薄膜4的所述各加工轮廓点41的加工效果一致性。
请参阅图1和图10,为本发明用于激光切割薄膜的功率补偿系统再一实施例的模块示意图。
进一步地,所述用于激光切割薄膜的功率补偿系统还包括:
环境实时监控模块101,用以监测加工环境的变化,实时获取空气湿度参数、温度参数和空气折射率参数。
在现实生产活动中,并不存在理想的加工环境和理想的加工材料,所述激光器切割所述薄膜4,其加工效果受环境因素和其材质本身性质两方面影响;在计算所述实时切割功率的公式里我们引入了一个所述调节参数,设置所述调节参数就是为了应对各种不同的加工环境和所述待切割薄膜4的不同材质的性质带来的对计算所述实时切割功率的影响,相当于是一个纠偏系数。
可以理解的是,能够影响所述实时切割功率的加工环境因素包括所述空气湿度参数、所述环境温度参数和所述空气折射率参数等。比如在空气湿度较大的环境里,就需要相应调大所述调节参数,以免加工不到位;而在空气较干燥的环境里,就需要相应调小所述调节参数,以免过度加工;又比如在温度较低的环境里,就需要相应调大所述调节参数,以免加工不到位;而在温度较高的环境里,就需要相应调小所述调节参数,以免过度加工;再比如在空气杂质较多的环境里,会导致空气折射率偏高,一部分所述激光光束被散射出所述加工轮廓点41,此时就需要相应调大所述调节参数,以保证所述薄膜4的切割加工效果;相反地,在空气纯净又或者在真空环境里,所述激光光束基本不发生散射,非常集中于所述薄膜4的所述加工轮廓点41的轨迹上,则可以相应调小所述调节参数,避免过度加工。
可以理解的是,能够影响所述实时切割功率的关于所述薄膜4本身材质的因素的方面有两个,一个是所述薄膜4需要切割的厚度,一个是所述薄膜4的耐火极限值。对于厚度因素很好理解,在切割速度保持均速不变的情况下,切割越厚的所述薄膜4就需要越大的所述实时切割功率,所以就需要相应调大所述调节参数;相反地,在切割速度保持均速不变的情况下,切割越薄的所述薄膜4就需要越小的所述实时切割功率,所以就需要相应调小所述调节参数,当然,对于越薄的材料采用过高的所述实时切割功率也能完成切割加工,但是会存在过度加工的问题,过高的所述激光光束会对所述薄膜4的所述加工轮廓点41的轨迹附近产生更多地高温高热,会使加工好的所述薄膜4产生更大的收缩或者卷曲,影响产品的良率。而对所述薄膜4材料的耐火极限值带来的影响很好理解,对于湿性的所述薄膜4材料,其耐火极限值就高,则需要相应调大所述调节参数;对于干性的所述薄膜4材料,其耐火极限值就低,不需要很高的所述实时切割功率就能达到切割加工的足够的效果,此时就需要相应调小所述调节参数,避免加工过度的问题。
此外,所述激光器设置为二氧化碳激光器。首先,所述二氧化碳激光器输出功率范围较大,可以拥有较多的所述基准发射功率应对更多复杂的工况条件;且能量转换效率高,有一定减少能源消耗的作用;并具有输出光束的光学质量高,相干性好,线宽窄,工作稳定的特点;其次具有较好的方向性、单色性和较好的频率稳定性,能够有一个更稳定的切割加工过程;然后对气体纯度要求低,一般只要工业纯度二氧化碳气体即可;最后激光器与电源可集成在一套系统中,结构紧凑,设计简单,且使用寿命长。
此外,所述振镜垂直出光点至所述加工平面31的最短光程为定值。可以理解的是,在所述振镜垂直出光点至所述加工平面31的最短光程为定值的前提下,所述加工平面31上各点坐标到所述振镜的距离就是不变的,在此基础上,所述功率补偿公式中,只需要获取所述基准发射功率,就能得出所述实时切割功率,即所述基准发射功率为自变量,所述实时切割功率为应变量,所述基准发射功率与所述实时切割功率呈一一映射关系。
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,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于激光振镜切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取待切割薄膜的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数;
根据所述光斑轮廓筛选参数获取振镜垂直照射加工平面时激光器的基准发射功率;
根据所述基准发射功率获取预设光斑轮廓数据库中的所述振镜在所述加工平面范围各点的光斑轮廓集;
根据所述光斑轮廓集匹配所述待切割薄膜的加工轮廓点外切的目标光斑轮廓;
根据所述各加工轮廓点对应的所述目标光斑轮廓对应的目标光斑中心坐标和所述振镜中心在所述加工平面的投影坐标获取对应的实时切割功率;
根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令;
根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割。
2.如权利要求1所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,所述激光器的实时切割功率采用如下公式计算:
其中,P0为所述振镜垂直照射所述加工平面时所述激光器的所述基准发射功率,X为所述加工平面轮廓点对应的所述目标光斑中心的横坐标,Y为所述加工平面轮廓点对应的所述目标光斑中心的纵坐标,为所述振镜中心在所述加工平面的投影横坐标,/>为所述振镜中心在所述加工平面的投影纵坐标,H为所述振镜垂直照射所述加工平面时激光的最短光程,/>为调节参数。
3.如权利要求1所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,在所述根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割的步骤之后还包括:
获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面上激光光斑轮廓的实时面积;
根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面上所述激光光斑轮廓的实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度;
判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致;
若所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度不一致时,根据当前所述激光器的所述实时切割功率相应调整。
4.如权利要求3所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,所述激光器的所述实时能量密度采用如下公式计算:
确定所述实时能量密度与所述基准能量密度是否一致并输出结果:
当=1时,则不需要调整所述实时切割功率/>;
当>1时,则需要相应降低所述实时切割功率/>;
当<1时,则需要相应提高所述实时切割功率/>;
其中,为所述激光器照射所述加工平面的所述目标光斑轮廓的所述实时面积,/>为所述基准发射功率的所述基准能量密度。
5.如权利要求1所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿方法,其特征在于,在所述获取待切割薄膜的厚度参数和材质参数生成光斑轮廓筛选参数的步骤之前还包括:
获取加工环境参数;
所述加工环境参数包括空气湿度参数、环境温度参数和空气折射率参数。
6.一种用于激光振镜切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,包括:
获取模块,用以当待切割薄膜放置于加工平面时,获取所述薄膜的厚度参数和材质参数并生成光斑轮廓筛选参数信号;
选择模块,用以根据所述光斑轮廓筛选参数信号选用合适的激光器基准发射功率;
调用模块,用以调用预设光斑轮廓数据库中的振镜加工平面范围对应的所述基准发射功率的各坐标点的光斑轮廓集;
匹配模块,用以根据所述光斑轮廓集匹配所述待切割薄膜的加工轮廓点外切的目标光斑轮廓;
计算模块,用以根据所述各加工轮廓点对应的所述目标光斑轮廓对应的目标光斑中心坐标和所述振镜中心在所述加工平面的投影坐标计算出对应的实时切割功率;
控制模块,用以根据所述目标光斑中心坐标及对应的所述实时切割功率,生成切割加工路径能量复合调节指令;
执行模块,用以根据所述路径能量复合调节指令控制所述激光器及所述振镜完成对所述待切割薄膜加工轮廓的切割。
7.如权利要求6所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,还包括:
监测模块,用以获取所述激光器的所述实时切割功率和所述加工平面上激光光斑轮廓的实时面积;
校核模块,用以根据所述激光器的所述实时切割功率与所述加工平面上所述激光光斑轮廓的所述实时面积的比值计算出所述激光器的实时能量密度;
判断模块,用以判断所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的基准能量密度是否一致;
输出模块,用以输出所述激光器的所述实时能量密度与所述激光器的所述基准能量密度的比值。
8.如权利要求6所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,还包括:
环境实时监控模块,用以监测加工环境的变化,实时获取空气湿度参数、温度参数和空气折射率参数。
9.如权利要求6所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,所述激光器设置为二氧化碳激光器。
10.如权利要求6所述用于激光振镜切割薄膜的功率补偿系统,其特征在于,所述振镜中心至所述加工平面的最短光程为定值。
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