一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 發(fā)明屬于激光刻蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在金屬板表面加工過程中，現(xiàn)有的大幅面激光刻蝕系統(tǒng)中振鏡的6項特有誤差無法完全克服，造成大圖分割成小圖在刻蝕中出現(xiàn)邊界失真，拼接效果差。成品率低。應(yīng)用范圍小。另外，現(xiàn)有加工技術(shù)還采用電化學(xué)刻蝕工藝，其對環(huán)境污染較大，已有限制將被淘汰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)及控制方法，功耗小，效率高，刻蝕精度高，特別適合大圖案刻蝕。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的方案是:一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)，包括，計算機，用于控制三維位移系統(tǒng)、振鏡系統(tǒng)，大幅面激光刻蝕圖形的分割處理；固體激光器，用于大幅面激光刻蝕；三維位移系統(tǒng)，用于支撐固體激光器，并實現(xiàn)固體激光器沿X軸的移動；位置檢測系統(tǒng)，用于向計算機實時傳送小車當(dāng)前的位置；振鏡系統(tǒng)，用于按程序設(shè)定的模式將固體激光器輸出的激光在Y軸方向掃描；振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)，用于精確控制振鏡與工件的高度；伺服電機系統(tǒng)，用于驅(qū)動位移系統(tǒng)；其中，計算機分別與固體激光器、振鏡系統(tǒng)、伺服電機系統(tǒng)、位置檢測系統(tǒng)連接，伺服電機系統(tǒng)、位置檢測系統(tǒng)與三維位移系統(tǒng)連接。
[0005]而且，所述固體激光器是光纖激光器。
[0006]本發(fā)明還提供一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟。
[0007]I)計算機首先將開始刻蝕的第一分割層指令傳送到伺服電機系統(tǒng)，伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動三維位移系統(tǒng)，將小車移動到X軸向左基準(zhǔn)零點。
[0008]2)伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動三維位移系統(tǒng)中的小車沿X軸向右移動。
[0009]3)計算機控制振鏡系統(tǒng)做Y軸方向來回掃描。
[0010]4)位置檢測系統(tǒng)實時向計算機傳送位置數(shù)據(jù)，計算機接收位置數(shù)據(jù)后依照圖形數(shù)據(jù)控制固體激光器進(jìn)行刻蝕；并確認(rèn)振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)的啟動與停止。
[0011]5)當(dāng)小車運動到右減速傳感器，小車減速并運行到X軸向右基準(zhǔn)零點停止，完成第一分割層的刻蝕。
[0012]6)計算機傳送指令到伺服電機系統(tǒng)，伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動三維位移系統(tǒng)中的橫梁沿Y軸方向移動設(shè)定的距離，移動到位后橫梁保持靜止。
[0013]7)計算機將開始刻蝕的第二分割層指令傳送到伺服電機系統(tǒng)。
[0014]8)伺服電機系統(tǒng)驅(qū)動三維位移系統(tǒng)中的小車向左移動。
[0015]9)計算機控制振鏡系統(tǒng)沿Y軸方向來回掃描。
[0016]10)位置檢測系統(tǒng)實時向計算機傳送位置數(shù)據(jù)，計算機接收位置數(shù)據(jù)后依照圖形數(shù)據(jù)控制固體激光器進(jìn)行刻蝕；并確認(rèn)振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)的啟動與停止。
[0017]11)當(dāng)小車運動到左減速傳感器，小車減速并運行到X軸向左基準(zhǔn)零點停止，完成第二分割層的刻蝕；依此完成其他分割層的刻蝕。
[0018]而且，所述圖形數(shù)據(jù)包括以下步驟。
[0019]I)大幅面激光刻蝕的圖形分割成第一分割層、第二分割層、……、第N分割層。
[0020]2)處理各分割層與位置相關(guān)的激光刻蝕數(shù)據(jù)。
[0021]3)確定振鏡系統(tǒng)在各分割層的運動程序。
[0022]4)確定固體激光器在各分割層的出光程序。
[0023]5)確定振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)開啟與停止的控制程序。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
1、大大提尚激光刻蝕范圍，解決了傳統(tǒng)方法無法完成大幅面精細(xì)激光刻蝕；
2、避免原傳統(tǒng)方法中振鏡系統(tǒng)固有的6種圖形失真；
3、采用振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)保證振鏡與工件的高度，保證激光刻蝕的一致性；
4、相對傳統(tǒng)加工方式，本發(fā)明的系統(tǒng)在刻蝕中振鏡系統(tǒng)僅作Y向掃描，X向運動由二維移動系統(tǒng)完成，提高刻蝕精度與效率，最大限度減少刻蝕圖形的失真；
5、避免電化學(xué)刻蝕的環(huán)境污染問題；
6、功耗小，效率高，刻蝕精度高。滿足各種尺寸圖案的刻蝕。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0026]圖2是本發(fā)明位移系統(tǒng)運動方式示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明控制方法的流程圖。
[0028]圖4為本發(fā)明計算機圖形數(shù)據(jù)指令的流程圖。
[0029]其中，1、計算機，2、固體激光器，3、振鏡系統(tǒng)，4、三維位移系統(tǒng)，5、伺服電機系統(tǒng)，
6、位置檢測系統(tǒng)，7、振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0031 ] 本實施例提供一種大幅面激光刻蝕系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括計算機I，固體激光器2，振鏡系3，三維位移系統(tǒng)4，伺服電機系統(tǒng)5，位置檢測系統(tǒng)6，振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)
7。其中，計算機I分別與固體激光器2、振鏡系統(tǒng)3、伺服電機系統(tǒng)5位置檢測系統(tǒng)6、三維位移系統(tǒng)4、振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)7連接，伺服電機系統(tǒng)5驅(qū)動三維位移系統(tǒng)4、三維位移系統(tǒng)4搭載振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)7與固體激光器2。所述伺服電機系統(tǒng)5包括運動控制卡、伺服運動系統(tǒng)。三維位移系統(tǒng)4為X/Y/Z三軸位移系統(tǒng)，包含X向左基準(zhǔn)零點、X向左減速點、X向右基準(zhǔn)零點、X向右減速點、Y向基準(zhǔn)零點等傳感器及小車橫梁等部件，由伺服運動系統(tǒng)驅(qū)動。其中Z軸由振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)7控制。本發(fā)明中的三維位移系統(tǒng)4將小車移動至三維位移系統(tǒng)4的X向左基準(zhǔn)零點、Y向基準(zhǔn)零點。計算機I將指令發(fā)送到三維位移系統(tǒng)4，三維位移系統(tǒng)4的小車勻速向右移動，計算機I通過位置檢測系統(tǒng)6接收小車的實際位置信號，控制振鏡系統(tǒng)3和固體激光器2在相應(yīng)的位置進(jìn)行激光刻蝕。當(dāng)小車運動到X向右減速傳感器后減速運動，小車停靠在X向右基準(zhǔn)零點。三維位移系統(tǒng)4橫梁位移固定長度(該長度由圖形分割參數(shù)決定)后，橫梁保持靜止，小車向左勻速運動，開始第二分割層的刻蝕。運動到X向左減速傳感器減速，小車?？吭赬向右基準(zhǔn)零點，三維位移系統(tǒng)4橫梁位移固定長度(該長度由圖形分割參數(shù)決定)后，橫梁保持靜止，小車向右勻速運動，開始第三分割層的刻蝕，逐次完成所有分割層的刻蝕。振鏡高度自適應(yīng)系統(tǒng)7的啟動與停