CN204209290U - 激光实时纠偏装置 - Google Patents
激光实时纠偏装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204209290U CN204209290U CN201420694216.8U CN201420694216U CN204209290U CN 204209290 U CN204209290 U CN 204209290U CN 201420694216 U CN201420694216 U CN 201420694216U CN 204209290 U CN204209290 U CN 204209290U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motion
- laser
- deviation correcting
- time deviation
- real
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本实用新型涉及激光实时纠偏装置，运动工作平台上方设有横梁，横梁上安装有对位高速镜头和激光加工头，对位高速镜头和激光加工头正对于运动工作平台，对位高速镜头和激光加工头与计算机通讯连接，计算机安装有evision图样识别计算软件，计算机与运动控制单元通讯连接，运动控制单元与运动工作平台控制连接；激光实时纠偏加工基于平台运动过程中，通过安装在大理石横梁上的对位高速镜头快速拍照抓取图像传输给计算机，处理计算出位置偏差，再将偏移指令传输给运动控制单元，由运动控制单元发出指令对运动工作平台运动进行补偿，实现激光高精度准确加工。实时纠偏是在加工运动过程中完成，用时极短，极大提高了加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光实时纠偏装置。
背景技术
随着激光技术的不断发展，激光加工技术(如激光打标、激光焊接或激光雕刻等)越来越广泛地应用于各种精密加工。目前发展较为成熟的非晶硅薄膜太阳能电池芯片采用激光刻划其电极，激光刻划槽具有三道，对所述刻划槽的技术要求为：刻划槽光滑清晰，刻线槽两侧没有粘连短路，三道刻划槽相互平行，三道刻划槽的宽度加它们之间的间距不超过0.5mm。伴随每一次刻划都会有刻划线槽与前一道刻划槽偏离而交叉的可能，如果未在刻划前及时将即将进行的刻划槽相对于前一道刻划槽的偏离纠正过来，就会出现刻划槽两侧粘连短路或三道刻划槽的宽度加它们之间的间距超过0.5mm的现象，造成次品或废品，既降低生产效率又浪费，市售激光刻划设备加工出来的非晶硅薄膜太阳能电池芯片往往因此不符合要求。
因此，研发激光实时纠偏装置，具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种激光实时纠偏装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
激光实时纠偏装置，特点是：运动工作平台上方设有横梁，横梁上安装有对位高速镜头和激光加工头，对位高速镜头和激光加工头正对于运动工作平台，对位高速镜头和激光加工头与计算机通讯连接，计算机安装有evision图样识别计算软件，计算机与运动控制单元通讯连接，运动控制单元与运动工作平台控制连接。
进一步地，上述的激光实时纠偏装置，所述对位高速镜头是奥林巴斯LCPLN50XIR镜头。
更进一步地，上述的激光实时纠偏装置，所述运动控制单元ACS主控制器SpiiplusNtm-16000000NNN-S。
更进一步地，上述的激光实时纠偏装置，所述运动工作平台为X-Y轴运动平台，包含切割方向的Y轴单元以及与其组合的定距移动方向的X轴单元。
更进一步地，上述的激光实时纠偏装置，所述横梁为大理石横梁。
本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本实用新型激光实时纠偏加工是基于平台运动过程中相机快速拍照抓取图像，通过计算机处理计算出位置偏差对平台运动进行补偿，实现激光高精度准确加工，实时纠偏是在加工运动过程中完成，用时极短，极大提高了加工效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
图1：本实用新型装置的示意图。
具体实施方式
如图1所示，激光实时纠偏装置，运动工作平台1上方设有大理石横梁4，大理石横梁4上安装有对位高速镜头2和激光加工头3，对位高速镜头2是日本OLYMPUS奥林巴斯生产的LCPLN50XIR镜头，运动控制单元6是ACS主控制器SpiiplusNtm-16000000NNN-S，运动工作平台1为X-Y轴运动平台，包含切割方向的Y轴单元以及与其组合的定距移动方向的X轴单元；对位高速镜头2和激光加工头3正对于运动工作平台1，对位高速镜头2和激光加工头3与计算机5通讯连接，计算机5安装有比利时Euresys公司的evision图样识别计算软件，计算机5与运动控制单元6通讯连接，运动控制单元6与运动工作平台1控制连接。激光实时纠偏加工基于平台运动过程中，通过安装在大理石横梁4上的对位高速镜头2快速拍照抓取图像，通过高速网线传输给计算机5，然后处理计算出位置偏差，再将偏移指令通过以太网线传输给运动控制单元6，由运动控制单元6发出指令对运动工作平台1运动进行补偿，实现激光高精度准确加工。
激光实时纠偏的具体步骤为：
①执行高速拍照：运动工作平台1的Y轴为切割方向，X轴为定距移动方向，设置对位高速镜头2抓拍X轴方向的距离；
调整对位高速镜头2的高速抓拍的各项参数，包括相机增益、快门时间、暴光时间，使其达到最优高速拍照性能；
激光加工头3出光对运动工作平台1上的产品进行加工，按照指定的X轴方向的步进距离，对位高速镜头2在运动工作平台1高速运动过程中对产品已经被加工的路径进行高速拍照；
②反馈信号：对位高速镜头2将拍好的照片信息适时反馈给计算机5；
③发送纠偏信号：计算机5进行运算处理，evision图样识别计算软件将对位高速镜头2反馈的照片信息与已经储存好的标准照片信息进行比对，快速计算出偏差量，并向运动控制单元6发出纠偏信号；
④执行纠偏：运动控制单元6接收到纠偏信号后，根据纠偏信号发出运动控制指令控制运动工作平台1的执行机构在X步进方向做位置偏移补偿，即纠偏动作执行，达到纠偏目的；并继续进行下一次纠偏过程。
激光实时纠偏加工是基于平台运动过程中相机快速拍照抓取图像，通过计算机软件处理计算出位置偏差对平台运动进行补偿，实现激光高精度准确加工。平台的Y轴为切割方向，X轴为定距移动方向。加工镜头与对位镜头沿着切割方向一字排列，相距50mm，因此在X轴方向，二者存在相同的偏移量。在加工过程中，Y轴由起始点经加速、匀速、减速运动至终点完成一次切割，当在终点时平台存在5ms镇定时间，此时对位相机快速拍照获取当前切割位置的照片，通过图像软件处理计算出位置偏差，使得平台X方向做出对应补偿，实现激光纠偏加工。
X-Y轴运动平台位置通过光栅尺反馈给运动控制卡，运动控制卡监测到Y轴终点到位信号后触发数字相机拍照，同时相机触发信号给光源控制器点亮光源以获取清晰的图片。软件通过获取的图片计算出位置偏移并反馈给运动控制卡控制平台X方向做出对应补偿。此过程中，相机拍照快门时间60μs，触发延迟50μs，能够在平台镇定时间5ms内完成。
经对比发现，采用传动暂停静止对位纠偏与本实用新型实时纠偏的最大区别在于加工效率差别较大，具体数据如下：
| 纠偏方式 | 芯片切割道数 | 切割速度 | 纠偏次数 | 纠偏时间损失 |
| 暂停纠偏 | 300 | 800mm/s | 20 | 60s＝20*3s |
| 实时纠偏 | 300 | 800mm/s | 20 | 1.25s＝20*50/800s |
可以看出，采用暂停纠偏的单片产品的加工时间一般在200秒左右，暂停纠偏的暂停纠偏功能会用掉60秒；而采用本实用新型实时纠偏的单片产品加工时间一般在142秒，实时纠偏只用到2秒。如果按照每天22小时产能计算，暂停纠偏加工方法的产能是396片，实时纠偏的产能是556片，效率提升了40％，对客户创造了更大的经济效益。后期，随着芯片切割道数增加，纠偏次数需要更多，实时纠偏对加工效率提升优势更加明显。
需要理解到的是：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.激光实时纠偏装置，其特征在于：运动工作平台(1)上方设有横梁(4)，横梁(4)上安装有对位高速镜头(2)和激光加工头(3)，对位高速镜头(2)和激光加工头(3)正对于运动工作平台(1)，对位高速镜头(2)和激光加工头(3)与计算机(5)通讯连接，计算机(5)安装有evision图样识别计算软件，计算机(5)与运动控制单元(6)通讯连接，运动控制单元(6)与运动工作平台(1)控制连接。
2.根据权利要求1所述的激光实时纠偏装置，其特征在于：所述对位高速镜头(2)是奥林巴斯LCPLN50XIR镜头。
3.根据权利要求1所述的激光实时纠偏装置，其特征在于：所述运动控制单元(6)是ACS主控制器SpiiplusNtm-16000000NNN-S。
4.根据权利要求1所述的激光实时纠偏装置，其特征在于：所述运动工作平台(1)为X-Y轴运动平台，包含切割方向的Y轴单元以及与其组合的定距移动方向的X轴单元。
5.根据权利要求1所述的激光实时纠偏装置，其特征在于：所述横梁(4)为大理石横梁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420694216.8U CN204209290U (zh) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | 激光实时纠偏装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420694216.8U CN204209290U (zh) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | 激光实时纠偏装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204209290U true CN204209290U (zh) | 2015-03-18 |
Family
ID=52977997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420694216.8U Expired - Fee Related CN204209290U (zh) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | 激光实时纠偏装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204209290U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104439726A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 激光实时纠偏装置及其纠偏方法 |
| CN106197262A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种矩形工件位置和角度测量方法 |
| CN107363424A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-21 | 青岛科捷机器人有限公司 | 一种用于激光切割头定位的随动式扫描定位装置及方法 |
| CN107414318A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-01 | 青岛科捷机器人有限公司 | 一种用于激光切割头定位的固定式扫描定位装置及方法 |
| CN107639349A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-01-30 | 福建铁工机智能机器人有限公司 | 一种鞋子上智能激光雕刻的生产工艺及其使用的生产设备 |
-
2014
- 2014-11-19 CN CN201420694216.8U patent/CN204209290U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104439726A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 激光实时纠偏装置及其纠偏方法 |
| CN104439726B (zh) * | 2014-11-19 | 2017-01-25 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 激光实时纠偏装置及其纠偏方法 |
| CN106197262A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种矩形工件位置和角度测量方法 |
| CN106197262B (zh) * | 2015-05-29 | 2019-02-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种矩形工件位置和角度测量方法 |
| CN107363424A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-21 | 青岛科捷机器人有限公司 | 一种用于激光切割头定位的随动式扫描定位装置及方法 |
| CN107414318A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-01 | 青岛科捷机器人有限公司 | 一种用于激光切割头定位的固定式扫描定位装置及方法 |
| CN107639349A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-01-30 | 福建铁工机智能机器人有限公司 | 一种鞋子上智能激光雕刻的生产工艺及其使用的生产设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204209290U (zh) | 激光实时纠偏装置 | |
| CN104439726A (zh) | 激光实时纠偏装置及其纠偏方法 | |
| CN105598579B (zh) | 基于两个同轴ccd进行视觉定位的激光加工装置及方法 | |
| CN101431126A (zh) | 一种用于薄膜太阳能电池刻膜及打点的新装置 | |
| CN105127604A (zh) | 激光加工***及方法 | |
| CN105575896A (zh) | 晶片的加工方法 | |
| CN104972221B (zh) | 一种激光加工设备及激光加工寻焦方法 | |
| CN111215765B (zh) | 一种紫外激光加工精密感光孔的加工方法及激光设备 | |
| CN102531367A (zh) | 基板加工方法 | |
| CN203157533U (zh) | 一种双z轴双ccd定位玻璃雕刻机 | |
| CN104181861A (zh) | 基于对位平台实现双轴数控机床校正定位的方法及*** | |
| CN206286708U (zh) | 三维紫外激光加工设备 | |
| CN111009013A (zh) | 一种用于划片机的振镜标定方法 | |
| CN104867842A (zh) | 加工装置的晶片中心检测方法 | |
| CN110961793A (zh) | 一种基于激光技术的3d打印智能加工工艺 | |
| CN107442946A (zh) | 一种柔性薄膜太阳能电池的激光划线***及方法 | |
| CN210231944U (zh) | 一种基于三维机器视觉的3d激光切割*** | |
| KR101974432B1 (ko) | 레이저 라우터 비젼 시스템을 이용한 인쇄회로기판의 커팅방법 | |
| CN211135919U (zh) | 一种陶瓷材料激光划线加工装置 | |
| TWI622446B (zh) | 光學加工裝置及光學加工物的製造方法 | |
| CN206335254U (zh) | 一种3d激光自动化内雕*** | |
| CN205057308U (zh) | 一种基于视觉引导的高速高精度极耳切割设备 | |
| CN106914698A (zh) | 光加工装置 | |
| CN106891091A (zh) | 一种igbt陶瓷基板的激光切割***及控制方法 | |
| JP2010089142A (ja) | レーザーによる被処理対象物の処理装置及びその処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150318 Termination date: 20161119 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |