[发明专利]激光打标控制方法以及振镜式激光打标系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光打标技术领域，特别是涉及一种激光打标控制方法，还涉及一种振镜式激光打标系统。

背景技术

激光打标是用激光束在各种不同的物质表面上打上永久标记。激光打标系统主要包括激光系统、激光扫描系统、聚焦系统和控制系统。控制系统用于控制激光扫描系统沿预设路径偏转激光束，经聚焦系统将激光光斑聚焦于加工件表面形成特定图形。

振镜式激光扫描系统以其高速、高精度等优点被广泛应用于激光打标系统中。由于驱动振镜的电机具有特定的加速特性，在高速打标的情况下不可能瞬间加速到特定速度。因此，在打标线的起始位置处，由于振镜处于加速阶段而未达到全速，激光光斑移动速度相对较慢，所以加工件表面接收到的激光能量会高于正常需求量，从而过度烧蚀形成“火柴头”现象，降低打标过程的精准度，使得打标形成的特定图形不能满足生产需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有较高精准度的激光打标控制方法。

一种激光打标控制方法，包括：获取第一对应关系；所述第一对应关系为基准打标速度下振镜处于加速阶段时振镜运动距离随时间变化的对应关系；获取目标打标速度，并根据所述目标打标速度以及所述第一对应关系计算第二对应关系；所述第二对应关系为目标打标速度下振镜处于加速阶段时振镜运动距离随时间变化的对应关系；获取空飞时间；所述空飞时间为振镜从启动点运动至打标线的打标起点的时间；根据所述空飞时间以及所述第二对应关系计算空飞距离；将所述振镜移动至启动点；所述启动点与所述打标起点的距离为空飞距离；开启电机以驱动所述振镜沿打标方向运动，并同时进行计时；当所述计时达到所述空飞时间时开启激光进行激光打标。

在其中一个实施例中，所述获取第一对应关系的步骤包括：判断是否预存有第一对应关系；若是则读取所述第一对应关系。

在其中一个实施例中，所述判断是否预存有第一对应关系的步骤中，若没有预存有第一对应关系则执行计算所述第一对应关系的步骤；所述计算所述第一对应关系的步骤包括：在基准打标速度下进行打标测试，并获取振镜加速阶段中不同时间下的振镜运动距离，得到多组时间与振镜运动距离的离散值；根据所述多组时间与振镜运动距离的离散值确定第一对应关系的基本表达形式；根据所述第一对应关系的基本表达形式以及所述多组时间与振镜运动距离的离散值确定基本表达形式中的待定参数从而获得第一对应关系的表达式。

在其中一个实施例中，所述根据所述多组时间与振镜运动距离的离散值确定第一对应关系的基本表达形式的步骤包括：根据多组时间与振镜运动距离的离散值处理得到所述离散值的分布图像；获取多个函数表达式以及与所述函数表达式对应的图像；顺次判断所述分布图像与获取到的图像是否匹配，若是则将所述图像对应的函数表达式确定为所述第一对应关系的基本表达形式。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一对应关系的基本表达形式以及所述多组时间与振镜运动距离的离散值确定基本表达形式中的待定参数从而获得第一对应关系的表达式的步骤，是通过最小二乘拟合方法确定基本表达形式中的待定参数。

在其中一个实施例中，所述加速阶段包括加加速阶段、减加速阶段以及稳定加速阶段；所述根据所述多组时间与振镜运动距离的离散值确定第一对应关系的基本表达形式的步骤中，所述第一对应关系的基本表达形式包括加加速阶段表达形式、减加速阶段表达形式以及稳定加速阶段表达形式。

在其中一个实施例中，所述加加速阶段表达形式为，S(t)＝a·exp{-[(t-b)/c]²}；所述减加速阶段表达形式为，S(t)＝dt³+et²+ft+g；所述稳定加速阶段表达形式为，S(t)＝ht²+it+j；其中，S表示振镜运动距离，t表示时间，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j均表示待定参数。

在其中一个实施例中，所述根据所述目标打标速度以及所述第一对应关系计算第二对应关系的计算公式为：其中，v₁表示基准打标速度，S₁(t)表示第一对应关系；v₂表示目标打标速度，S₂(t)表示第二对应关系，t表示时间。