基于离子束加工窗口的标定方法、装置、设备及介质与流程

本技术涉及离子束加工，具体而言，本技术涉及一种基于离子束加工窗口的标定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、离子束加工是指一种利用高能离子束撞击材料表面实现原子级去除或改性的精密加工技术。离子束加工技术广泛应用于半导体、光学元件和纳米材料等高精密应用场景。

2、现有技术中，离子束加工常通过离子束结合多轴工作台，实现工件的多角度加工，例如：面形修正、曲面加工、半球面加工等。特别是在离子束曲面加工应用场景，离子束作用于工件的法向随曲面的变化而连续变化，从而导致离子束的加工窗口产生偏离，影响加工精度。同时，现有技术提供的离子束加工设备虽然设置有标定程序，但是当工件尺寸、曲面类型等变化时，加工设备需要对不同工件进行再次标定，从而通过工件标定确保加工窗口的标定精度。因此，现有技术中离子束加工窗口的标定存在曲面工件标定精度不高、不同工件需要重复标定的技术问题。

技术实现思路

1、本技术针对现有方式的缺点，提出一种基于离子束加工窗口的标定方法、装置、设备及介质，用以解决相关技术存在的曲面工件标定精度不高、不同工件需要重复标定的技术问题。

2、第一个方面，本技术实施例提供了一种基于离子束加工窗口的标定方法，包括：

3、根据离子束作用于工件的加工点、加工距离和加工入射角，设置加工参数及相应的加工窗口；

4、根据所述加工参数在预设时间内的连续变化，确认所述工件的目标运动轨迹；

5、根据所述目标运动轨迹，确认夹持所述工件的工作台的分解姿态参数；

6、通过所述分解姿态参数控制所述工作台，使得所述预设时间内所述离子束约束于所述加工窗口。

7、具体地，本技术实施例的主要技术构思在于，利用加工点、加工距离和加工入射角设置的加工参数，对离子束与工件的加工点及关联加工点的加工距离和加工入射角进行工作约束，解决针对不同尺寸、不同曲面的工件标定存在的重复进行的技术问题。同时，本技术通过加工参数确认的目标运动轨迹，可以强化离子束-工件-工作台三者坐标变换时离子束作用于工件的关键加工指标的控制，提高离子束的标定精度，适用于曲面工件存在加工点、加工距离和加工入射角连续变化的应用场景。因此，本技术实施例具有标定精度高、不同尺寸工件表面通用性强以及适用于曲面类工件加工的优点。

8、进一步地，所述分解姿态参数，包括：平移运动量和法向运动量；

9、所述平移运动量定义为所述工作台的平行位移，用于确认所述工作台的x轴、y轴和/或z轴的调节值；

10、所述法向运动量定义为所述工作台的法向位移，用于确认所述工作台的回转轴和/或倾摆轴的调节值；

11、根据所述目标运动轨迹分配所述平移运动量和所述法向运动量。

12、进一步地，分配所述平移运动量和所述法向运动量时，还包括：

13、预设所述回转轴和/或所述倾摆轴的调节限位值；

14、当所述法向运动量的分配值大于所述调节限位值时，重新分配所述平移运动量和所述法向运动量，直至所述法向运动量的分配值小于所述调节限位值。

15、具体地，本技术实施例的又一技术构思在于，通过平移运动量和法向运动量简化根据加工点实现目标运动轨迹的难度，并通过平移运动量和法向运动量的同步调节，提高工作台的变换效率。同时，本技术实施例还通过调节限位值的设置，限制法向运动量的大幅变动，从而避免离子束的加工入射角产生跳动，提高加工窗口的标定精度。

16、在一些可选实施方式中，本技术实施例提供的基于离子束加工窗口的标定方法，还包括：

17、根据所述预设时间，划分连续的多组单位检测时间；

18、获取所述离子束在各所述单位检测时间的工作点、工作距离和工作入射角组成的工作参数；

19、比对所述工作参数和相应的所述加工参数，获取所述工作参数的偏置量；

20、根据所述偏置量，补偿下一所述单位检测时间的所述平移运动量和/或所述法向运动量。

21、具体地，本技术实施例的又一技术构思在于，通过工作参数的偏置量对平移运动量和法向运动量进行补偿，从而确保离子束加工窗口的约束。

22、进一步地，本技术实施例一些可选实施方式提供的基于离子束加工窗口的标定方法，还包括：

23、设置所述离子束的质量参数，所述质量参数包括去除峰值阈值、有效去除阈值；

24、获取所述离子束在各所述单位检测时间的去除峰值量和有效去除量；

25、当所述去除峰值量不符合所述去除峰值阈值时，或，当所述有效去除量不符合所述有效去除阈值时，补偿所述加工参数。

26、进一步地，本技术实施例一些可选实施方式提供的基于离子束加工窗口的标定方法，还包括：

27、所述加工窗口包括：点偏差阈值、距离偏差阈值和角度偏差阈值；

28、预设控制比例；

29、根据所述工作点、工作距离、工作入射角、去除峰值量和有效去除量分别与所述加工窗口和所述质量参数的符合情况，确认工作比例；

30、当所述工作比例大于或等于所述控制比例时，确认所述离子束正常工作。

31、具体地，本技术实施例的又一技术构思在于，根据控制比例的设置，确保离子束的加工参数和加工质量持续处于可接受范围，从而提高离子束加工曲面工件的加工质量。

32、在一些可选实施方式中，确认所述目标运动轨迹时，还包括：

33、根据所述工件的输入尺寸和所述工作台的基准定位参数，确认所述工件的基准坐标参数；

34、提取所述工件的加工坐标参数；

35、根据所述加工坐标参数和所述基准坐标参数，确认所述工件的偏置参数；

36、通过所述偏置参数补偿所述目标运动轨迹。

37、第二个方面，本技术实施例提供了一种基于离子束加工窗口的标定装置，用于实现根据第一个方面任一可选实施例提供的基于离子束加工窗口的标定方法，包括：

38、离子源，用于产生离子束；

39、工作台，用于夹持工件；

40、检测组件，用于获取所述离子束作用于所述工件的工作状态；

41、控制器，分别连接于所述离子源、工作台和所述检测组件。

42、具体地，本技术实施例提供的控制器根据离子束作用于工件的加工点、加工距离和加工入射角，设置加工窗口；根据加工点在预设时间内的连续变化，确认工件的目标运动轨迹；根据目标运动轨迹，确认夹持工件的工作台的分解姿态参数；通过分解姿态参数控制工作台，使得预设时间内离子束约束于加工窗口。

43、可以理解的是，第二个方面任一可选实施例提供的有益效果均可以参照第一个方面任一可选实施例提供的有益效果进行理解。

44、第三个方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现根据第一个方面任一可选实施例提供的基于离子束加工窗口的标定方法。

45、可以理解的是，第三个方面任一可选实施例提供的有益效果均可以参照第一个方面任一可选实施例提供的有益效果进行理解。

46、第四个方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据第一个方面任一可选实施例提供的基于离子束加工窗口的标定方法。

47、可以理解的是，第三个方面任一可选实施例提供的有益效果均可以参照第一个方面任一可选实施例提供的有益效果进行理解。

48、本技术实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

49、在工件加工时，通过离子束作用于工件的加工点、加工距离和加工入射角设置加工参数，使得离子束加工工件过程中加工点、加工距离和加工入射角三者持续约束于加工窗口，从而使本技术实施例无需对不同尺寸、不同形式的工作台进行重复标定，仅需根据加工参数的连续变化确认工件的目标运动轨迹。进而，本技术实施例可以在确保工件标定精度的同时，优化工件的初始化标定过程，提高本技术实施例的通用性和便捷性。同时，本技术实施例的加工参数直接以离子束加工质量相关的加工距离和加工入射角作为标定基准，能够在预设时间内持续维持离子束作用于工件的加工点、加工距离和加工入射角处于加工窗口的约束中，避免离子束因工作台的分解运动而产生加工偏移，从而提高本技术实施例对曲面工件的适用性和标定精度。因此，本技术实施例具有曲面工件离子束加工精度高、不同尺寸工件适用性强的优点。

50、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。