一种光斑旋转补偿激光加工方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光斑旋转补偿激光加工方法，包括如下步骤：S1：完成光斑调试，并将整形器件调整至标准位置；S2：在整个加工幅面的范围内选取若干特征位置，在特征位置采用激光在标定物上加工若干光斑点，并测量各光斑点对应的光斑旋转量；S3：根据各特征位置的光斑点对应的光斑旋转量，拟合得到整形器件补偿角度与整个加工幅面的加工位置坐标之间的关系；S4：控制整形器件旋转补偿光斑旋转量，进行激光加工。本发明专利技术还公开了对应的加工系统。本发明专利技术采用实时补偿的方法，通过旋转整形器件补偿光斑的角度旋转，解决了激光大尺寸方形光斑扫描加工中，由于加工幅面边缘的光斑变形、旋转而导致的加工精度差的问题，提高了加工质量和加工精度。加工精度。加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光斑旋转补偿激光加工方法及系统


[0001]本专利技术属于激光加工应用
，具体涉及一种光斑旋转补偿激光加工方法及系统。

技术介绍

[0002]激光加工领域，通常使用振镜配合场镜的方法进行加工，针对特殊需求的领域，需要使用非圆形光斑进行加工。在使用非圆形光斑的加工中，当加工精度要求不高时可以忽略大视场入射下由于振镜
‑
场镜系统引起的光斑的畸变，如光斑变形、旋转扭曲等对加工效果的影响。
[0003]但是随着激光加工技术的广泛和深入，各个行业，尤其是太阳能电池激光加技术，对激光加工的精度、质量和效率提出了更高的要求。这就要求：一方面需要增大光斑尺寸，另一方面需要同时保证加工精度和效率。
[0004]在使用非圆形光斑加工的应用场景中，以方形光斑为例，激光器出射的激光通常通过整形器得到方形光斑，再经过场镜和振镜构成的扫描系统扫描以及场镜系统聚焦，完成加工。由于振镜和场镜的扫描系统在大角度加工下的畸变，会导致相应位置(加工幅面边缘)的光斑产生旋转变形。通过理论模拟计算得知，距离中心越远的视场，光斑的变形畸变越明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：完成光斑调试，并将整形器件调整至标准位置；S2：在整个加工幅面的范围内选取若干特征位置，在特征位置采用激光在标定物上加工若干光斑点，并测量各光斑点对应的光斑旋转量；S3：根据各特征位置的光斑点对应的光斑旋转量，拟合得到整形器件补偿角度与整个加工幅面的加工位置坐标之间的关系；S4：按照整形器件补偿角度与整个加工幅面的加工位置坐标之间的关系，控制所述整形器件旋转补偿光斑旋转量，进行激光加工。2.根据权利要求1所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，所述光斑的形状为方形、矩形、椭圆形或线形。3.根据权利要求1所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，步骤S1中，将整形器件调整至标准位置包括：对所述整形器件的角度进行初调，使加工幅面中心的光斑无旋转。4.根据权利要求2所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，步骤S2中，将所述整个加工幅面各边长m
‑
1等分，其中m≥3，选取m*m个对称的特征位置，各特征位置坐标为(x
i
,y
j
)；以整形器件无旋转时光斑点连成的直线作为线加工方向基准线，测量出各特征位置处光斑旋转方向基准线与线加工方向基准线的旋转角θ(x
i
,y
j
)，其中i＝1,2,3
…
m，j＝1,2,3
…
m。5.根据权利要求4所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，以光斑点最低或最高处连成的直线作为所述线加工方向基准线；或者，以光斑点中心连成的标准直线为线加工方向基准线；对于方形光斑或矩形光斑，以光斑点底部边长或和顶部边长方向作为所述旋转方向基准线；对于椭圆形光斑或线形光斑，以顶点连线方向为所述旋转方向基准线。6.根据权利要求5所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，光斑旋转量以所述线加工方向基准线转向所述旋转方向基准线为正，整形器件对应的补偿角度为
‑
θ(x
i
,y
j
)；或者，以所述线加工方向基准线转向所述旋转方向基准线为负，整形器件对应的补偿角度为+θ(x
i
,y
j
)。7.根据权利要求1或6所述的光斑旋转补偿激光加工方法，其特征在于，拟合方法为：对于一个在加工幅面内的任意位置(x
m
，y
m
)，根据其与最接近的四个特征位置的距离，按照权重，计算得到其光斑旋转量如式(1)所示：其中，θ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓伟，朱凡，陆红艳，
申请(专利权)人：帝尔激光科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：