一种提高玻璃激光打孔效率的方法技术

本申请提出一种提高玻璃激光打孔效率的方法，其属于激光打孔技术领域，包括：确定待打孔工件的打孔需求以及待打孔位置的材质和厚度；若焦点需求范围在焦点可变范围内，实时控制激光器上的反射镜调节到第一角度，基于产生的第一激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；若焦点需求范围不在焦点可变范围内，实时控制激光器进行位置粗移动以及控制反射镜进行角度细调节，基于产生的第二激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；当底层圆圈间隔打点结束后，根据待打孔位置的材质和厚度，确定激光焦点的上移距离，并基于上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点。有效避免机械位置调整误差过大的问题，提高打孔效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高玻璃激光打孔效率的方法


[0001]本专利技术涉及一种提高玻璃激光打孔效率的方法，属于激光打孔


技术介绍

[0002]激光器包括有反射镜和凸透镜，反射镜用于改变光路至凸透镜，激光器进行打孔时，需要在玻璃上进行运动，使得凸透镜最后聚焦的焦点落在玻璃上实现切割打孔。现有技术中激光打孔的原理，是将激光的焦点聚焦在玻璃需要打孔的位置的下表面，然后激光为脉冲发射，在玻璃下表面循环移动圆形（假设孔的形状是圆形，其实可以是任意形状），在确定下表面的圆形打完了以后，将焦点向上移动一点，继续打第二层，一直这样直到焦点移动到玻璃上表面，当上表面也打完之后，这个孔就打好了，孔内的玻璃就会自动掉落。也就是在实际切割工件的过程中，喷嘴距物料的距离大约是0.5
‑
1.5mm，如果把距离看成是一个固定的数值，即便是喷嘴的高度不变，也不能通过升降激光切割头来进行调焦。聚焦镜的焦距也是不能改变的，所以也不能通过改变聚焦镜的焦距来进行调焦。如果改变聚焦镜的位置以后，焦点的位置则会发生变化:聚焦镜位置下降，则焦点的位置下降，聚焦镜位置上升，则焦点的位置上升。这样确实是一种激光切割机调焦的办法，这样的方法需要采用一个驱动电机，控制聚焦镜上下升降。
[0003]但是，在实际操作过程中，采用驱动电机控制聚焦镜上下升降会存在机械误差过大的问题，导致打孔效果不是很理想。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于改变反射镜使其激光在焦平面上进行运动，实现角度细调节，来将激光器移动到孔的中心上方进行圆圈间隔打点，可有效避免机械位置调整误差过大的问题，有效提高打孔效果，进而提高打孔效率。
[0005]根据本专利技术的实施方案，提供第一个方案为：一种提高玻璃激光打孔效率的方法，包括：步骤1：确定待打孔工件的打孔需求以及待打孔位置的材质和厚度；步骤2：确定激光器对所述待打孔工件的焦点可变范围，并将所述焦点可变范围与打孔需求对应的焦点需求范围进行比较；步骤3：若所述焦点需求范围在所述焦点可变范围内，实时控制所述激光器上的反射镜调节到第一角度，来基于产生的第一激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；步骤4：若所述焦点需求范围不在所述焦点可变范围内，实时控制所述激光器进行位置粗移动以及控制反射镜进行角度细调节，来基于产生的第二激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；步骤5：当底层圆圈间隔打点结束后，根据所述待打孔位置的材质和厚度，确定激光焦点的上移距离，并基于所述上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点，直到打孔结束。
[0006]进一步地，所述打孔需求包括：打孔形状以及打孔中心点。
[0007]进一步地，将所述焦点可变范围与打孔需求对应的焦点需求范围进行比较，包括：将所述打孔需求对应的打孔形状的边缘坐标点放置到目标坐标系上进行第一绘制；将所述焦点可变范围对应的所有激光坐标点依次放置到目标坐系上进行第二绘制；若第一绘制结果完全属于在第二绘制结果，则判定所述焦点需求范围在所述焦点可变范围内；否则，判定所述焦点需求范围不在所述焦点可变范围内。
[0008]进一步地，实时控制所述激光器上的反射镜调节到第一角度，来基于产生的第一激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点，包括：锁定目标坐标系上的坐标中心，并依据所述坐标中心向外分散直线绘制，来获取同直线上内焦点基于外焦点的反射镜的第一角度；其中，D1表示第一角度；D0表示所述焦点需求范围在焦点可变范围下所对应的匹配角度；表示基于激光器上反射镜所对应的激光焦点与坐标中心的最大距离；表示目标焦距；表示所述焦点可变范围中的最大外围边缘点个数；ln表示对数函数符号；表示角度误差因子，取值范围为[0，0.06]；表示对应同直线上的外焦点与坐标中心的距离；L0表示对应同直线上的内焦点与坐标中心的距离；为常数，取值为2.7；获取所述待打孔位置的打孔形状，并提取所述打孔形状的边缘集合；当所述边缘集合中只存在一个单独边缘时，获取所述单独边缘的第一长度，且结合从测试数据库中获取对最大外围边缘进行切割的循环次数，按照如下公式确定所述第一长度的第一打圈数；其中，C3表示第一打圈数；C1表示第一长度；C0表示最大外围边缘的长度；C2表示对应的循环次数；按照所述第一打圈数，对所述单独边缘进行间隔划分实现间隔打点。
[0009]进一步地，获取所述待打孔位置的打孔形状，并提取所述打孔形状的边缘集合之后，还包括：当所述边缘集合中存在若干单独边缘时，获取每个相邻边缘对的第一交点以及对应相邻边缘对中的第一边缘与第二边缘的回折外角度；对所述回折外角度大于预设外角度的第一交点进行第一锁定以及对所述回折外角度不大于预设外角度的第一交点进行第二锁定；统计每个单独边缘的第二长度以及所有单独边缘的总长度，且结合所述总长度与
最大外围边缘所对应的第二打圈数，来确定每个单独边缘的间隔量；将第一锁定交点附加在对应单独边缘上，按照对应单独边缘的间隔量对相应单独边缘进行第一拆分循环，并将附加的第一锁定交点放置在每次第一拆分循环的首位，来得到对应单独边缘的第一打点指令集合；将第二锁定交点附加在对应单独边缘上，按照对应单独边缘的间隔量对相应单独边缘进行第二拆分循环，并将附加的第一锁定交点随机放置在第一拆分循环的首位，来得到对应单独边缘的第二打点指令集合；基于所有第一打点指令集合以及所有第二打点指令集合，构建得到打点序列，并按照所述打点序列对所述待打孔位置进行间隔打点。
[0010]进一步地，实时控制所述激光器进行位置粗移动之前，包括： 确定所述第一绘制结果中不属于所述第二绘制结果的不属于结果；根据所述不属于结果的第一中心点与第二绘制结果的第二中心点，来将第二中心点移动到第一中心，确定第二绘制结果对不属于结果的覆盖情况；若一次移动后即全覆盖，将第二中心点移动到第一中心作为位置粗移动的基础；若一次移动后未全覆盖，则按照最小移动原则，来基于第二绘制结果的焦点可变范围对不属于结果的结果范围进行划分，得到若干划分区域；基于所确定的每个划分区域的第三中心点以及第二中心点，确定激光器的移动路线，并作为位置粗移动的基础。
[0011]进一步地，实时控制所述激光器进行位置粗移动以及控制反射镜进行角度细调节，包括：获取所述激光器的位置粗移动轨迹以及激光器基于位置粗移动轨迹中每个移动中心点的焦点区域；基于所有区域，构建得到连通区域，分别向每个移动中心点所对应的打孔边界设置打孔程序；按照位置粗移动轨迹，对打孔程序进行依次存储，来基于存储程序，实时控制所述激光器进行位置粗移动以及控制反射镜进行角度细调节。
[0012]进一步地，当底层圆圈间隔打点结束后，根据所述待打孔位置的材质和厚度，确定激光焦点的上移距离，包括：根据所述待打孔位置的材质和厚度，从材质
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厚度
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距离映射表中，确定初始距离范围；获取所述激光器上凸透镜基于底层的初始曲率，并从曲率
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范围
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变量映射表中，随机匹配得到调整曲率变量，得到上移距离。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，包括：步骤1：确定待打孔工件的打孔需求以及待打孔位置的材质和厚度；步骤2：确定激光器对所述待打孔工件的焦点可变范围，并将所述焦点可变范围与打孔需求对应的焦点需求范围进行比较；步骤3：若所述焦点需求范围在所述焦点可变范围内，实时控制所述激光器上的反射镜调节到第一角度，来基于产生的第一激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；步骤4：若所述焦点需求范围不在所述焦点可变范围内，实时控制所述激光器进行位置粗移动以及控制反射镜进行角度细调节，来基于产生的第二激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点；步骤5：当底层圆圈间隔打点结束后，根据所述待打孔位置的材质和厚度，确定激光焦点的上移距离，并基于所述上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点，直到打孔结束。2.根据权利要求1所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，所述打孔需求包括：打孔形状以及打孔中心点。3.根据权利要求1所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，将所述焦点可变范围与打孔需求对应的焦点需求范围进行比较，包括：将所述打孔需求对应的打孔形状的边缘坐标点放置到目标坐标系上进行第一绘制；将所述焦点可变范围对应的所有激光坐标点依次放置到目标坐系上进行第二绘制；若第一绘制结果完全属于在第二绘制结果，则判定所述焦点需求范围在所述焦点可变范围内；否则，判定所述焦点需求范围不在所述焦点可变范围内。4.根据权利要求3所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，实时控制所述激光器上的反射镜调节到第一角度，来基于产生的第一激光焦点对待打孔位置的边缘进行底层圆圈间隔打点，包括：锁定目标坐标系上的坐标中心，并依据所述坐标中心向外分散直线绘制，来获取同直线上内焦点基于外焦点的反射镜的第一角度；其中，D1表示第一角度；D0表示所述焦点需求范围在焦点可变范围下所对应的匹配角度；表示基于激光器上反射镜所对应的激光焦点与坐标中心的最大距离；表示目标焦距；表示所述焦点可变范围中的最大外围边缘点个数；ln表示对数函数符号；表示角度误差因子，取值范围为[0，0.06]；表示对应同直线上的外焦点与坐标中心的距离；L0表示对应同直线上的内焦点与坐标中心的距离；为常数，取值为2.7；获取所述待打孔位置的打孔形状，并提取所述打孔形状的边缘集合；当所述边缘集合中只存在一个单独边缘时，获取所述单独边缘的第一长度，且结合从测试数据库中获取对最大外围边缘进行切割的循环次数，按照如下公式确定所述第一长度的第一打圈数；
其中，C3表示第一打圈数；C1表示第一长度；C0表示最大外围边缘的长度；C2表示对应的循环次数；按照所述第一打圈数，对所述单独边缘进行间隔划分实现间隔打点。5.根据权利要求4所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，获取所述待打孔位置的打孔形状，并提取所述打孔形状的边缘集合之后，还包括：当所述边缘集合中存在若干单独边缘时，获取每个相邻边缘对的第一交点以及对应相邻边缘对中的第一边缘与第二边缘的回折外角度；对所述回折外角度大于预设外角度的第一交点进行第一锁定以及对所述回折外角度不大于预设外角度的第一交点进行第二锁定；统计每个单独边缘的第二长度以及所有单独边缘的总长度，且结合所述总长度与最大外围边缘所对应的第二打圈数，来确定每个单独边缘的间隔量；将第一锁定交点附加在对应单独边缘上，按照对应单独边缘的间隔量对相应单独边缘进行第一拆分循环，并将附加的第一锁定交点放置在每次第一拆分循环的首位，来得到对应单独边缘的第一打点指令集合；将第二锁定交点附加在对应单独边缘上，按照对应单独边缘的间隔量对相应单独边缘进行第二拆分循环，并将附加的第一锁定交点随机放置在第一拆分循环的首位，来得到对应单独边缘的第二打点指令集合；基于所有第一打点指令集合以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯鑫，许德政，黄静，
申请(专利权)人：深圳市东赢激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：