TW202400343A - 雷射打標機操作參數自動調整機構 - Google Patents

雷射打標機操作參數自動調整機構 Download PDF

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Abstract

一種雷射打標機操作參數自動調整機構應用於一雷射打標機；其中該雷射打標機的該校正圖樣產生器在打標物件上顯示多個不同參數所呈現的校正規劃圖，供使用者選擇最滿意的打標圖形；如果使用者對此結果滿意，將該雷射打標的該(組)參數調整到此數值以作為日後操作之用；如果使用者對此結果不滿意，則更進一步對該參數進行微調，該參數調整器在所選定的參數附近以更細的間距進行調整而得到一組新的微調參數；依據該參數調整器所計算的這些新的微調參數，該校正圖樣產生器規劃出多個新的校正規劃圖，讓使用者選擇出自己喜歡的圖形，以作為日後操作之用；如果需要，此一步驟可以重複進行更進一步進行微調直到得到使用者滿意的結果，或者是在一設定的次數之後停止此一操作，並將該雷射打標的該(組)參數調整到此數值以作為日後操作之用。

Description

雷射打標機操作參數自動調整機構
本發明係有關於雷射打標，尤其是一種雷射打標機操作參數自動調整機構。
雷射打標機是應用雷射光束經過透鏡的處理達到高度聚焦後，在雷射加工物件上應用雷射光束達到打標、除料、切割或雕刻的目的。一般將打標物件置於一滑台上。再應用馬達系統控制該滑台的移動及轉動，將該滑台移動到適合打標的位置以進行打標作業。其中主要是由電腦裝置先計算打標座標，再控制該雷射打標機進行打標。
雷射打標機在啟用時必須設定各種參數，以使得雷射打標機內部元件的設定符合使用上的需要。這些參數的設定通常是由使用者根據經驗值設定，然後經過打標測試後不斷的校正，而得到使用者所需要的品質。在大部分的情況之下使用者對於這些參數實際上的物理意義與實際部件之間的關係並不了解，所以也無法了解這些參數改變後對打標圖案的影響。讓使用者自行輸入這些參數，使用者是在完全不知道最終效應下輸入這些參數，因此使用者往往花費很多的測試時間及打標次數，在摸索中學習，然後才能夠得到較佳的打標效果，或者是使用者並沒有作有效的參數規劃與測試，所以最後並沒有得到最佳的打標參數。
故本案希望提出一種嶄新的雷射打標機操作參數自動調整機構，可以讓使用者在不必輸入這些參數的情況下，自動調整雷射打標機的參數，以 解決上述先前技術上的缺陷。
本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種雷射打標機操作參數自動調整機構。應用本案的雷射打標機操作參數自動調整機構，系統可以應使用者選用的圖形，憑藉尋找最佳參數的邏輯，設定合適的參數。使用者毋須了解參數的物理意義，及這些參數與實際機構的互動關係，僅需要對該機構所產生的數個不同參數的圖形中，指出哪個樣本是最佳的打標結果。而且可以透過微調，更進一步達到設定最佳參數的目的。可以節省使用者對於雷射打標機的參數設定所需要的時間，大大的提升了雷射打標機的使用效率，減少使用者在初時操作時的困擾。
為達到上述目的，本發明中提出一種雷射打標機操作參數自動調整機構，係應用於一雷射打標機，包含：一電腦裝置，根據各該雷射打標機的位置及打標方向決定整個打標空間。該電腦裝置包含下列各元件：一使用者介面用於跟使用者進行互動；一打標校正機構連接該至少一雷射打標控制器及該使用者介面，該打標校正機構依據內定的參數規劃出對應的多個校正規劃圖，並將其傳送到對應的雷射打標控制器以控制對應的雷射打標機，根據該多個校正規劃圖，而在該打標物件上形成多個校正打標圖；其中該打標校正機構包含：一校正圖樣產生器，係依據內定的參數規劃出該多個校正規劃圖，該校正圖樣產生器將各該校正規劃圖的打標參數(包含座標)，輸入對應之雷射打標控制器，以令對應之雷射打標機對該打標物件進行打標；一參數調整器連接該校正圖樣產生器，依據使用者所選擇的圖像，找出其對應的參數，然後對此一參數進行調整，得到一組新的參數，並將這些新的參數輸入對應之雷射打標控制器，以令對應之雷射打標機對該打標物件進行打標。此一作業可以重複實施以調整出使用者滿意的參數。
其中一操作模式為單一參數的操作模式，即每次僅調整一參數。包含操作步驟為該雷射打標機的該校正圖樣產生器在該打標物件上顯示多個校正規劃圖以由使用者選擇最滿意的打標圖形(步驟700)；該使用者介面接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖(步驟710)；如果使用者對此結果滿意，將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟720)；如果使用者對此結果不滿意，則更進一步對該參數進行微調，該參數調整器在所選定的參數附近以更細的間距進行調整而得到一組新的微調參數(步驟730)。依據該參數調整器所計算的這些新的微調參數，該校正圖樣產生器規劃出多個新的參數的校正規劃圖(步驟740)，讓使用者選擇出自己喜歡的圖形；該使用者介面再接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖以作為日後操作之用(步驟750)；如果需要，此一步驟可以重複進行更進一步進行微調直到得到使用者滿意的結果，或者是在一設定的次數之後停止此一操作，並將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟760)；以及在步驟720及760中，將所得到的參數儲存到記憶體160中(步驟770)。
另一操作模式為透過使用者選擇不同的圖形，來校正打標該圖形時，應搭配的一(組)參數。不同圖形代表的是該組參數的整體設定。如果需要微調，該參數調整器在依據內定的設定或者是內定的演算法對這組參數整體進行微調，再產生另一組微調參數，並依據此微調參數得到新的校正規畫圖供使用者選擇。
由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。
10:雷射打標機
12:打標振鏡
20:滑台
30:馬達系統
40:打標圖形
50:電腦裝置
60:雷射打標控制器
70:打標校正機構
72:攝影機
73:參數調整器
100:打標物件
110:校正打標圖
150:使用者介面
160:記憶體
711:校正規劃圖
721:影像圖形
71:校正圖樣產生器
圖1顯示本案配置一個雷射打標機及一個雷射打標控制器的示意圖。
圖2顯示本案之系統的圖形產生及配置關係的示意圖。
圖3A顯示本案之校正規劃圖為矩形的二維圖形。
圖3B顯示本案之校正規劃圖為線之交叉點所形成的點矩陣圖。
圖4顯示本案之一應用例。
圖5顯示本案之操作步驟的流程圖。
茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。
請參考圖1至圖5所示，顯示本發明之雷射打標機操作參數自動調整機構，本發明包含下列元件：
雷射打標機10係用以發射雷射光束以進行打標之用。各該雷射打標機10所發出的雷射光束可以投射到一打標物件100上，而在該打標物件100呈現經雷射光束打標的圖形。其中該雷射打標機10配置有打標振鏡12用於在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，以將雷射光投射出去而達到打標的目的。
一滑台20，其中該打標物件100係置於該滑台20上。其中該滑台20可移動到所需要的打標點，以接受該雷射打標機10所投射的雷射光束而達到打標的目的。一馬達系統30，用於控制該滑台20的移動，以將該滑台20移動到適合打標的位置。
一雷射打標控制器60。該雷射打標控制器60用於接收所欲打標之座標資料，並控制該雷射打標機10以在該打標物件100上進行所需要的打標作業。
圖1顯示本案配置一個雷射打標機10及一個雷射打標控制器60的示意圖。圖2顯示本案配置雷射打標機及雷射打標控制器之間的圖形產生及配置關係的示意圖。
一電腦裝置50，根據各該雷射打標機10的位置及打標方向決定整個打標空間及該滑台20的空間座標。
該電腦裝置50可標示出整個打標空間的二維圖形，並接收使用者之輸入之打標圖形40，根據該打標圖形40在二維空間的幾何位置，計算出該打標圖形40對應該二維空間的點座標。該電腦裝置50將二維空間的點座標向外傳送。該電腦裝置50包含下列各元件：
一使用者介面150，可以跟使用者進行互動，以使得使用者可以順暢地操作電腦而達到設定該雷射打標機10的目的。
一打標校正機構70連接該至少一雷射打標控制器60。該打標校正機構70依據內定的參數規劃出對應的多個校正規劃圖711，並將其傳送到對應的雷射打標控制器60以控制對應的雷射打標機10，根據多個校正規劃圖711，在該打標物件100上形成多個校正規劃圖711。
其中該打標校正機構70包含：
一校正圖樣產生器71，係依據內定的參數規劃出該多個校正規劃圖711。該校正規劃圖譬如圖3A中所示，其中該校正規劃圖711如為多個矩形的二維圖形(此為舉例說明之用，不用於限制本發明的範圍)，該等矩形係由不同的設定參數所產生；或者如圖3B所示，該校正規劃圖711也可以為各橫線以單一直線的交叉所形成的圖。該校正圖樣產生器71可以應用軟體或硬體元件實施。
該校正圖樣產生器71將各該校正規劃圖711的座標輸入對應之雷射打標控制器60，以令對應之雷射打標機10對該打標物件100進行打標。
本案尚可包含一攝影機72用於對該打標物件100上的各該校正打標圖110進行攝像，並將所攝得的影像圖形721向外傳送。
一參數調整器73連接該校正圖樣產生器71依據使用者所選擇的圖像，找出其對應的參數，然後對此一參數進行調整，得到一組新的參數，並將這些新的參數輸入該校正圖樣產生器71中，以產生新的校正規劃圖711。此一作業可以重複實施以調整出使用者滿意的參數。該參數調整器73可以應用軟體或硬體元件實施。
本案可以具有兩種操作模式，一為單一參數的操作模式，其中該雷射打標機10的該校正圖樣產生器71在該打標物件100上顯示多個校正規劃圖711以由使用者選擇最滿意的打標圖形(步驟700)，請參考圖5。
其中該多個校正規劃圖711，係針對雷射打標時所需要控制的參數，而調整該參數以產生該多個校正規劃圖711。這些參數譬如打標頻率、雷射發射的起始位置、雷射發射的中止位置、打標速度、打標功率、最大頻率、最小頻率、脈寬等等。
在該多個校正規劃圖711中，該使用者介面150接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖711(步驟710)，表示使用者接受該圖形相關的參數。可以將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟720)。本案中也可以更進一步對該參數進行微調，譬如該參數表示打標頻率，則將雷射打標的頻率調整到此頻率的附近。譬如剛開始的頻率之間的間距為1單位，而原先所測試的頻率分別是1、2、3、4、5、6、7單位。當使用者選擇單位4為滿意的發射頻率時，使用者經由該使用者介面150輸入所選擇的圖形，然後該打標校正機構70更進一步對該參數進行微調，則該參數調整器73在所選定的頻率(即參數)附近以更細的間距進行調整而得到一組微調參數(步驟730)，譬如將頻率間距改成0.1單位。然後將所發射雷射的頻率設定為3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3單位。依據該參數調整器73所計算的這些新的單位(新的微調參數)，該校正圖樣產生器71規劃出該多個新的 校正規劃圖711(步驟740)，再讓使用者選擇出自己喜歡的圖形，該使用者介面150再接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖711以作為日後操作之用(步驟750)。如果需要，此一步驟可以重複進行更進一步進行微調直到得到使用者滿意的結果，或者是在一設定的次數之後停止此一操作，並將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟760)。在步驟720及760中，將所得到的參數儲存到記憶體160中(步驟770)。
本案另一種操作模式為多參數的操作模式，其操作步驟同於上述的單一參數的操作模式，惟在參數設定時有很多參數是互動的，所以必須成組的設定，也就是一個校正規劃圖711代表多個參數的整合結果，所以當使用者選擇出一個目前滿意的校正規劃圖711時，代表的是設定一組參數。如果需要微調，該參數調整器73再依據內定的設定或者是內定的演算法對這些參數整體進行微調，再產生另一組校正規劃圖711令使用者選擇。譬如雷射打標時，必須控制雷射發射器、振鏡，而這相對位置的控制主要是由一組控制方程式所計算得知，在交由雷射打標機的該校正圖樣產生器71及該參數調整器73產生該校正規劃圖711以令使用者選擇。該組控制方程式包含多個參數，這些參數之間是互相關聯的。
下文說明本案之一校正例並請參考圖4，其中係設定打標時的原始參數，這些參數包含打標速度、打標功率、雷射脈波發射的最大頻率、雷射脈波發射的最小頻率及雷射脈波的脈寬。這些參數對於雷射脈波的發射有關連，而且會影響打標時線的品質。所以在開始時，該校正圖樣產生器71依據內定的一組參數規劃出該多個校正規劃圖711，然後使用者經由該使用者介面150選擇最滿意的該校正規劃圖711，表示使用者接受該圖形相關的一組參數。接著將該雷射打標的該組參數調整到此數值，並且依據內定的演算法對於該組參數作更進一步的微調，將這些微調後的參數輸入該校正圖 樣產生器71而產生多個新的校正規劃圖711，再讓使用者選擇出自己喜歡的圖形。如果需要，此一步驟可以重複進行而更進一步進行微調。
本案的優點在於應用本案的雷射打標機操作參數自動調整機構，使用者可以應圖形的選擇，而找出最佳的參數。使用者毋須了解參數的物理意義，及這些參數與實際機構的互動關係，僅需要選擇由該機構所產生的圖形即可。可以透過微調更進一步達到參數設定的目的，節省使用者對於雷射打標機的設定操作所需要的時間，而且還可以找出更好的參數設定方式。大大的提升了雷射打標機的使用效率，減少使用者在初時操作時的困擾。
綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。
上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
10:雷射打標機
12:打標振鏡
20:滑台
30:馬達系統
70:打標校正機構
71:校正圖樣產生器
72:攝影機
73:參數調整器
40:打標圖形
50:電腦裝置
60:雷射打標控制器
100:打標物件
150:使用者介面
160:記憶體

Claims (8)

  1. 一種雷射打標機操作參數自動調整機構，係應用於一雷射打標機，該雷射打標機係用以發射雷射光束以進行打標之用，其中該雷射打標機配置有一組打標振鏡以將雷射光投射出去，一雷射打標控制器用於接收所欲打標之座標資料，並控制該雷射打標機，以在該打標物件上進行所需要的打標作業；該雷射打標機操作參數自動調整機構包含：
    一電腦裝置，根據各該雷射打標機的位置及打標方向決定整個打標空間：該電腦裝置包含下列各元件：
    一使用者介面用於跟使用者進行互動；
    一打標校正機構連接該至少一雷射打標控制器及該使用者介面，該打標校正機構依據內定的參數規劃出對應的多個校正規劃圖，並將其傳送到對應的雷射打標控制器以控制對應的雷射打標機，根據該多個校正規劃圖，而在該打標物件上形成多個校正打標圖；
    其中該打標校正機構包含：
    一校正圖樣產生器，係依據內定的參數規劃出該多個校正規劃圖，該校正圖樣產生器將各該校正規劃圖的座標輸入對應之雷射打標控制器，以令對應之雷射打標機對該打標物件進行打標；
    一參數調整器連接該校正圖樣產生器，依據使用者所選擇的圖像，找出其對應的參數，然後對此一參數進行調整，得到一組新的參數，並將這些新的參數輸入該校正圖樣產生器中，以產生新的校正規劃圖；此一作業可以重複實施以調整出使用者滿意的參數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，其中一操作模式為單一參數的操作模式，即每次僅調整一參數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，其中操作步驟為：
    該雷射打標機的該校正圖樣產生器在該打標物件上顯示多個校正規劃圖以由使用者選擇最滿意的打標圖形(步驟700)；其中該多個校正規劃圖係針對雷射打標時所需要控制的參數，而調整該參數以產生該多個校正規劃圖；
    該使用者介面接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖(步驟710)；
    如果使用者對此結果滿意，將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟720)；
    如果使用者對此結果不滿意，則更進一步對該參數進行微調，該參數調整器在所選定的參數附近以更細的間距進行調整而得到一組新的參數(步驟730)；
    依據該參數調整器所計算的這些新的參數，該校正圖樣產生器規劃出多個新的校正規劃圖(步驟740)，讓使用者選擇出自己喜歡的圖形；
    該使用者介面再接收使用者選擇的最滿意的該校正規劃圖以作為日後操作之用(步驟750)；
    如果需要，此一步驟可以重複進行更進一步進行微調直到得到使用者滿意的結果，或者是在一設定的次數之後停止此一操作，並將該雷射打標的該參數調整到此數值以作為日後操作之用(步驟760)；以及
    在步驟720及760中，將所得到的參數儲存到記憶體160中(步驟770)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，其中尚包含多個參數，所有參數構成一參數組，而該校正規劃圖代表多個參數的整合後再得出的校正規劃圖；當使用者選擇出一個目前滿意的校正規劃圖時，代表的是該組參數的整體設定。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，其中如果需要微調，該參數調整器再依據內定的設定或者是內定的演算法對這組參數整體進行微調，再產生另一組校正規劃圖令使用者選擇。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，尚可包含一攝影機用於對該打標物件上的各該校正打標圖進行攝像，並將所攝得的影像圖形向外傳送。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，其中該校正圖樣產生器及該參數調整器為軟體元件或硬體元件。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之雷射打標機操作參數自動調整機構，尚包含一滑台，其中該打標物件係置於該滑台上，其中該滑台可移動到所需要的打標點，以接受該雷射打標機所投射的雷射光束而達到打標的目的；以及一馬達系統，用於控制該滑台的移動，以將該滑台移動到適合打標的位置。
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