一种提高玻璃激光打孔效率的方法与流程

1.本发明涉及一种提高玻璃激光打孔效率的方法，属于激光打孔技术领域。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明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。
5.根据本发明的实施方案，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。
6.进一步地，所述打孔需求包括：打孔形状以及打孔中心点。
7.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。
8.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-厚度-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-范围-变量映射表中，随机匹配得到调整曲率变量，得到上移距离。
[0013]
进一步地，基于所述上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据对所述当前层的打点形状，确定初始打点间隔；基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点。
[0014]
进一步地，基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据所述待打孔工件基于当前层的玻璃厚度，且结合所述当前层的打孔形状，确
定所述当前层的第一打孔能量；根据预设激光打孔函数，且结合当前层的第一打孔能量，确定对所述当前层的打孔时间；其中，为所述激光器的激光能量强度；为所述当前层的打孔时间；为补偿常数；为当前层的第一打孔能量；表示所述激光器的发射点与打孔位置点之间的距离l下的能量衰减系数；确定所述待打孔工件基于上一层打孔的吸收能量；其中，表示上一层打孔过程中的吸收影响系数；表示所述待打孔工件的吸收率；表示所述激光器的激光光强；表示激光器的光源辐射的光束半径；表示基于上一层的激光加工时间；确定所述待打孔工件基于当前层打孔的可能吸收量py；根据吸收能量-能量密度-温度映射表，确定上一层打孔的残余温度；当所述残余温度小于预设温度时，保持所述当前层的初始打点间隔不变，并将与所述可能吸收量py所对应的第一操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第一打孔操作；否则，基于残余温度以及待打孔工件的材质，确定点影响位置范围，且结合所述当前层的打孔时间，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，并将所述最后打点间隔以及第一打孔能量所对应的第二操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第二打孔操作。
[0015]
与现有技术相比，本技术提供的技术方案具有如下效果：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。
附图说明
[0016]
图1为本发明一种提高玻璃激光打孔效率的方法的流程图；图2为本发明焦点可变范围与焦点需求范围的比较关系图；图3为本发明相邻边缘对的结构图；图4为本发明移动轨迹的结构图。
具体实施方式
[0017]
为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范
围。
[0018]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者间接设置在另一个部件上；当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或间接连接至另一个部件上。
[0019]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0020]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0022]
根据本发明的实施方案，提供第一个方案为：一种提高玻璃激光打孔效率的方法，如图1所示，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。
[0023]
进一步地，所述打孔需求包括：打孔形状以及打孔中心点。
[0024]
该实施例中，焦点的可变范围是基于激光器包含的反射镜、凸透镜、以及各个部件的距离决定的。
[0025]
该实施例中，材质和厚度是在确定了待打孔工件之后直接确定好的。
[0026]
该实施例中，打孔需求对应的焦点需求范围指的是基于玻璃上的打孔形状，由该打孔形状所对应的作为点即为焦点需求范围。
[0027]
该实施例中，第一角指的是反射镜的当下角度，为了方便后续进行焦点汇聚，进行切割。
[0028]
该实施例中，圆圈间隔打点的目的是为了避免局部温度过高，进而导致打孔效率
降低的情况。
[0029]
该实施例中，位置粗移动指的是调节激光器的位置，角度细调节指的是调节反射镜的角度。
[0030]
该实施例中，上移距离是通过改变凸透镜的曲率使得激光焦点上移实现的。
[0031]
该实施例中，在激光器进行打孔时（以圆孔为例），激光器在确定位置后，将焦点聚焦在玻璃平面下表面，然后改变反射镜的三维角度，使得焦点在凸透镜的焦平面上沿着孔的轨迹进行运动，直至打完这一层；然后改变凸透镜的曲率，使得焦点平面上移至上一层，然后重复改变反射镜的角度使其打完这一层。
[0032]
该实施例中，凸透镜采用可变焦距凸透镜。
[0033]
上述技术方案的有益效果是：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。实施例2：基于实施例1的基础上，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。
[0034]
该实施例中，如图2所示，焦点可变范围的第一绘制结果为a1，打孔需求对应的第一绘制结果为a2，此时，如果a2与a1是包含关系，则判定述焦点需求范围在焦点可变范围内。
[0035]
如果不是包含关系，则判定焦点需求范围不在焦点可变范围内。
[0036]
上述技术方案的有益效果是：通过对打孔形状的边缘坐标点进行第一绘制以及对焦点可变范围的激光坐标点进行第二绘制，便于有效确定出两者之间的关系，为后续是单纯采用角度细调节，还是组合使用位置粗调节以及角度细调节，提供有效基础，保证打孔效率。
[0037]
实施例3：基于实施例2的基础上，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。
[0038]
该实施例中，如图2所示，坐标中心为点o1，沿着o1向外绘制直线o2，所得到的交点o3是内焦点，交点o4是外焦点。
[0039]
该实施例中，在确定反射镜角度以及基于玻璃上的焦点坐标时，其都是预先基于该激光器所确定好的，也就是每个焦点位置对应如何角度，亦或者每个角度对应何种焦点位置都是预先规划好的，所以上述的d0是直接获取到的，在后续计算d1的过程中是因为在焦点汇聚过程中会存在一定的系统误差等，所以，对d0进行了进一步优化，保证焦点投射位置的合理性。
[0040]
该实施例中，边缘集合中包含至少一个单独边缘，比如，圆形打孔即可视为一个单独边缘，如果是正方形打孔即可视为四个单独边缘等。
[0041]
该实施例中，第一长度指的是对应单独边缘的距离长度，单位为cm。
[0042]
该实施例中，最大外围边缘指的是焦点可变范围基于坐标绘制时，所获取的最大外边缘，且测试数据库是包含不同的边缘长度以及针对该边缘长度进行循环切割次数的设定在内的，因此，可以将对应的循环次数作为参考标准，方便后续获取得到打圈数。
[0043]
该实施例中，比如，对应的第一打圈数为2次，比如，为单独边缘的每个坐标依次编号为1 2 1 2 1 2 1 2，第一次打圈是对编号为1的坐标进行打点，第二次打圈是对编号为2的坐标进行打点。
[0044]
上述技术方案的有益效果是：通过绘制直线，来计算反射镜的角度，为后续打点提供精准基础，且基于循环次数为参考来计算得到第一打圈数，为后续间隔打点提供基础，保证打点效率。
[0045]
实施例4：基于实施例2的基础上，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。
[0046]
该实施例中，如图3所示，如果边缘集合中所包含的单独边缘是基于打孔形状为正方形所确定得到的，此时，就存在4个单独边缘，d1、d2、d3以及d4，其中，相邻边缘对即为d1与d2、d2与d3、d3与d4、d4与d1，比如，d4与d1的回折外角度即为对应的d5，且d4视为第一边缘，d1视为第二边缘。
[0047]
该实施例中，预设外角度是预先设定好的，一般为220度。
[0048]
该实施例中，第一锁定是为了保证每循环一次间隔打点都会对该第一锁定的位置进行打点，保证切割有效性。
[0049]
该实施例中，第二打圈数与第一打圈数的计算原理类似，此处不在赘述。
[0050]
该实施例中，间隔量，比如，单独边缘的每个坐标依次编号为1 2 1 2 1 2 1 2，第二打圈数为2，此时，对应的间隔量为1，如果打圈数为4，对应的间隔量为3，也就是循环打点之后，可以将对应单独边缘上的每个位置点都可以打点成功。
[0051]
该实施例中，首位也就是每次打点的过程中，需要对该首位进行打点，其余位置的按照正常间隔打点即可。
[0052]
该实施例中，第一打点指令集合以及第二打点指令集合是为了来获取对该打孔形状中每个边缘点的有效打点，进而来设置打点序列，该打点序列中包含对每个边缘点的打点时间以及打点间隔，方便有效打点。
[0053]
上述技术方案的有益效果是：通过对不同锁定结果的边缘进行打点指令的附加分析，来获取得到对应边缘的有效打点指令，实现有效打点，保证打孔效率。实施例5：基于实施例2的基础上，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。
[0054]
该实施例中，不属于结果指的是第一绘制结果中的焦点位置不在第二绘制结果范围内的焦点位置。
[0055]
该实施例中，全覆盖指的是移动之后的第二绘制结果可以包含不属于结果，也就是只需要将激光器进行一次位置移动，即可实现打点。
[0056]
该实施例中，未全覆盖指的是，移动之后的第二绘制结果不一定能将不属于结果全部包含，此时，还需要再次移动等，才可以实现全部打点。
[0057]
该实施例中，最小移动原则指的是激光器的最小移动距离下，即可将打孔形状对应的边缘点在玻璃上进行全打点。
[0058]
该实施例中，第一中心点、第二中心点、第三中心点指的是对应区域的中心，是可以直接确定出来的。
[0059]
上述技术方案的有益效果是：通过确定第一绘制结果与第二绘制结果的关系，来确定位置粗移动的情况，保证移动的有效性，便于全部打点。
[0060]
实施例6：基于实施例1的基础上，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。
[0061]
该实施例中，焦点区域指的是每个移动中心所对应的焦点可变范围，连通区域指的是所有焦点可变范围连通起来的区域，该连通区域的形状与打孔形状是一样的，此时，就可以划分出哪个打孔边界对应哪个移动中心点，可以实现对待打孔边界的有效打孔。
[0062]
如图4所示，其中，a01段为移动中心点1对应的，a02段是移动中心点2对应的，此时，只需要按照该对应匹配好的结果，且按照位置粗移动轨迹的激光器的移动顺序，来对相应的边界进行打点即可，且打孔程序是预先设定好的。
[0063]
上述技术方案的有益效果是：通过确定连通区域以及向每个移动中心点配置打孔程序，来按照位置粗移动轨迹，依次实现打点，来提高打点效率。
[0064]
实施例7：基于实施例1的基础上，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-厚度-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-范围-变量映射表中，随机匹配得到调整曲率变量，得到上移距离。
[0065]
该实施例中，材质-厚度-距离映射表时包含不同的材质、厚度以及与材质、厚度匹配的距离在内的，所以，可以有效的确定出初始距离范围，也就是针对该玻璃所对应焦点一
次上移的距离范围。
[0066]
该实施例中，初始曲率是可以直接获取得到的，是凸透镜的已知参量。
[0067]
该实施例中，曲率-范围-变量映射表是包含不同的曲率、该曲率对应的焦点上移的距离范围、以及在不同上移范围的调整曲率在内的。
[0068]
上述技术方案的有益效果是：通过两个映射表可以有效匹配到上移距离，为打点提供便利，提高打点效率。
[0069]
实施例8：基于实施例7的基础上，基于所述上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据对所述当前层的打点形状，确定初始打点间隔；基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点。
[0070]
该实施例中，初始打点间隔也就是对当前层所设定的一个打点情况。
[0071]
该实施例中，由于底层打点过程中会存在残余温度，为了进一步避免局部温度过高，对初始打点间隔进行扩大处理，单独边缘的每个坐标依次编号为1 2 1 2 1 2 1 2，此时，间隔量为1，但是为了避免局部温度过大，此时，将间隔量扩展到2，即为扩大处理，实现对当前层的间隔打点，此时，重新编号为12312312，此时，对编号为1的进行打点、再对编号为2的进行打点，最后对编号为3的进行打点。
[0072]
上述技术方案的有益效果是：基于残余温度以及打点能量，对初始打点间隔进行扩大处理，便于局部温度过高，降低打点效率。
[0073]
实施例9：基于实施例8的基础上，基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据所述待打孔工件基于当前层的玻璃厚度，且结合所述当前层的打孔形状，确定所述当前层的第一打孔能量；根据预设激光打孔函数，且结合当前层的第一打孔能量，确定对所述当前层的打孔时间；其中，为所述激光器的激光能量强度；为所述当前层的打孔时间；为补偿常数；为当前层的第一打孔能量；表示所述激光器的发射点与打孔位置点之间的距离l下的能量衰减系数；确定所述待打孔工件基于上一层打孔的吸收能量；其中，表示上一层打孔过程中的吸收影响系数；表示所述待打孔工件的吸收率；表示所述激光器的激光光强；表示激光器的光源辐射的光束半径；表示基于上一层的激光加工时间；确定所述待打孔工件基于当前层打孔的可能吸收量py；
根据吸收能量-能量密度-温度映射表，确定上一层打孔的残余温度；当所述残余温度小于预设温度时，保持所述当前层的初始打点间隔不变，并将与所述可能吸收量py所对应的第一操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第一打孔操作；否则，基于残余温度以及待打孔工件的材质，确定点影响位置范围，且结合所述当前层的打孔时间，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，并将所述最后打点间隔以及第一打孔能量所对应的第二操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第二打孔操作。
[0074]
该实施例中，第一打孔能量是基于打孔数据库确定出来的，该数据库中包含不同的玻璃厚度、该厚度下的打孔形状以及对应的打孔能量在内的，是可以直接获取到的，此时的打孔能量是激光器的直接发射能量。
[0075]
该实施例中，吸收能量-能量密度-温度映射表是包含不同材质玻璃的吸收能量、激光器的能量密度以及匹配的可能残余温度在内的，因此，可以直接获取到相关的残余温度，该映射表是专家提前设定好的。
[0076]
该实施例中，预设温度是提前设定好的，取值一般为10摄氏度。
[0077]
该实施例中 ，初始打点间隔与上一层间隔的确定方式类似，此处不再赘述。
[0078]
该实施例中，第一操控指令可以由可能吸收能量py、能量衰减系数以及玻璃材质的吸收率来综合确定出对应激光器的当下发射能量的指令。
[0079]
该实施例中，初始打点间隔扩大处理指的是由间隔一个点打点，变成间隔两个点打点。
[0080]
该实施例中，扩大处理的具体实现方式如下：其中，表示间隔调整函数，且取值范围为[0,1]；表示初始打点间隔；表示扩大处理后的打点间隔；表示残余温度；表示待打孔工件的材质；表示点影响位置范围；表示当前层的打孔时间。
[0081]
上述技术方案的有益效果是：通过玻璃厚度以及打孔形状初步确定打孔能量，且结合打孔函数，确定打孔时间，进而基于上层的吸收能量确定残余温度，通过进行温度对比，来确定相应的打孔间隔以及打孔操作，在降低打孔损坏的情况下进一步提高打孔效率。
[0082]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
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。6.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。7.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，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。8.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，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-厚度-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-范围-变量映射表中，随机匹配得到调整曲率变量，得到上移距离。9.根据权利要求8所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，基于所述上移距离继续对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据对所述当前层的打点形状，确定初始打点间隔；基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点。10.根据权利要求9所述的提高玻璃激光打孔效率的方法，其特征在于，基于当前层的激光打点能量以及上一层的激光打点残余温度，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，来对当前层进行圆圈间隔打点，包括：根据所述待打孔工件基于当前层的玻璃厚度，且结合所述当前层的打孔形状，确定所述当前层的第一打孔能量；根据预设激光打孔函数，且结合当前层的第一打孔能量，确定对所述当前层的打孔时间；其中，为所述激光器的激光能量强度；为所述当前层的打孔时间；为补偿常数；为当前层的第一打孔能量；表示所述激光器的发射点与打孔位置点之间的距离l下的能量衰减系数；确定所述待打孔工件基于上一层打孔的吸收能量；其中，表示上一层打孔过程中的吸收影响系数；表示所述待打孔工件的吸收率；表示所述激光器的激光光强；表示激光器的光源辐射的光束半径；表示基于上一层的激光加工时间；确定所述待打孔工件基于当前层打孔的可能吸收量py；根据吸收能量-能量密度-温度映射表，确定上一层打孔的残余温度；当所述残余温度小于预设温度时，保持所述当前层的初始打点间隔不变，并将与所述可能吸收量py所对应的第一操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第一打孔操作；否则，基于残余温度以及待打孔工件的材质，确定点影响位置范围，且结合所述当前层的打孔时间，对所述初始打点间隔进行扩大处理，得到最后打点间隔，并将所述最后打点间隔以及第一打孔能量所对应的第二操控指令发送到激光器，对所述当前层进行第二打孔操作。

技术总结
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。


技术研发人员：黄凯鑫 许德政 黄静
受保护的技术使用者：深圳市东赢激光设备有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/8/6