一种振镜与激光器的同步调节方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及激光加工技术领域，具体而言，涉及一种振镜与激光器的同步调节方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.在常见的振镜与激光器的集成控制系统中，振镜控制激光路径扫描加工过程中，控制系统同时控制振镜运动与激光器出光或关光会出现不同步的情况，此情况在激光进行精密加工过程，出光过晚或关光过早会出现加工偏差，出光过早或关光过晚会出现过度烧结。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是如何提高振镜与激光器之间的同步性，保障激光加工精度。
4.为解决上述问题，本发明提供一种振镜与激光器的同步调节方法、装置及存储介质。
5.第一方面，本发明提供一种振镜与激光器的同步调节方法，包括：
6.控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形，所述预设图形包括开光实际图形和开光理论图形；
7.根据所述开光实际图形和所述开光理论图形确定所述开光实际图形滞后的第一延时时间；
8.根据所述第一预设时间和所述第一延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第二延时时间；
9.根据所述第二延时时间控制所述激光器出光和\或控制所述振镜运动。
10.可选地，控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形包括：
11.判断所述开光实际图形与所述开光理论图形是否一致；
12.若所述开光实际图形与所述开光理论图形一致，则增加所述第一预设时间。
13.可选地，根据所述开光实际图形和所述开光理论图形确定所述开光实际图形滞后的第一延时时间包括：
14.获取所述开光实际图形的第一参考距离像素和所述开光理论图形的第二参考距离像素；
15.根据所述振镜的运动速度和所述第二参考距离确定所述振镜移动所述第二参考距离所用的第一运动时间；
16.根据所述第一参考距离像素和所述第二参考距离像素确定所述第一参考距离像素占所述第二参考距离像素的比例；
17.根据所述第一运动时间和所述第一参考距离像素占所述第二参考距离像素的比例确定所述第一延时时间。
18.可选地，根据所述第一预设时间和所述第一延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第二延时时间包括：
19.根据第一公式确定所述第二延时时间，其中，所述第一公式包括：
[0020][0021]
其中，td1表示第二延时时间，tc1表示第一设定时间，p2表示第二参考距离像素，p1表示第一参考距离像素，d1表示第二参考距离，v表示振镜运动速度。
[0022]
可选地，所述振镜与激光器的同步调节方法还包括：
[0023]
控制所述激光器在第二预设时间后关光，所述预设图形还包括关光实际图形和关光理论图形；
[0024]
根据所述关光实际图形和所述关光理论图形确定所述关光实际图形滞后的第三延时时间；
[0025]
根据所述第二预设时间和所述第三延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第四延时时间；
[0026]
根据所述第四延时时间控制所述激光器关光。
[0027]
可选地，控制所述激光器在第二预设时间后关闭，所述预设图形还包括关光实际图形和关光理论图形包括：
[0028]
判断所述关光实际图形与所述关光理论图形是否一致；
[0029]
若所述关光实际图形与所述关光理论图形一致，则减小所述第二预设时间。
[0030]
可选地，根据所述关光实际图形和所述关光理论图形确定所述关光实际图形滞后的第三延时时间包括：
[0031]
获取所述关光实际图形的第三参考距离像素和所述关光理论图形的第四参考距离像素；
[0032]
根据所述振镜的运动速度和所述第四参考距离确定所述振镜移动所述第二参考距离所用的第二运动时间；
[0033]
根据所述第三参考距离像素和所述第四参考距离像素确定所述第三参考距离像素占所述第四参考距离像素的比例；
[0034]
根据所述第二运动时间和所述第三参考距离像素占所述第四参考距离像素的比例确定所述第三延时时间。
[0035]
可选地，根据所述第二预设时间和所述第三延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第四延时时间包括：
[0036]
根据第二公式确定所述第四延时时间，其中，所述第二公式包括：
[0037][0038]
其中，td2表示第四延时时间，tc2表示第二设定时间，p3表示第三参考距离像素，p4表示第四参考距离像素，d2表示第四参考距离，v表示振镜运动速度。
[0039]
可选地，控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形后，还包括：
[0040]
增加所述振镜的运动速度。
[0041]
第二方面，本发明提供了一种同步检测调节装置，包括：
[0042]
控制模块，用于控制振镜与激光器；
[0043]
采集模块，用于采集预设图形；
[0044]
获取模块，用于获取所述采集模块采集的所述预设图形的图像信息；
[0045]
计算模块，用于根据所述图像信息计算第一延时时间，并根据第一预设时间和所述第一延时时间计算所述振镜与所述激光器之间的第二延时时间；
[0046]
调节模块，用于根据所述第二延时时间控制所述激光器开启和\或控制所述振镜运动。
[0047]
第三方面，本发明提供给了一种激光加工设备，包括存储器和处理器；
[0048]
所述存储器，用于存储计算机程序；
[0049]
所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的振镜与激光器的同步调节方法。
[0050]
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的振镜与激光器的同步调节方法。
[0051]
本发明的振镜与激光器的同步调节方法、装置及存储介质的有益效果是：
[0052]
通过开光实际图形、开光理论图形、第一预设时间、第一延时时间可以确定激光器与振镜之间第二延时时间，第二延时时间也即激光器开启与振镜运动间的非同步时间。根据第二延时时间控制激光器提前第二延时时间开启或者延时第二延时时间开启，以保障振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制振镜提前第二预设时间运动或者延时第二预设时间运动，以保障振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制激光器提前开启、控制振镜延迟运动，以实现振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制激光器延迟开启、控制振镜提前运动，以实现振镜与激光器之间的同步性能；由此可以保障在激光精密加工过程中加工的成品质量，确保激光在加工平面的起始点不出现过烧或未烧的情况，避免由于出光过晚会出现加工偏差，出光过早出现过度烧结。
附图说明
[0053]
图1为本发明实施例的一种振镜与激光器的开光同步调节方法的流程示意图；
[0054]
图2为本发明实施例的一种振镜与激光器的关光同步调节方法的流程示意图；
[0055]
图3为本发明实施例的理论图形的示意图；
[0056]
图4为本发明实施例的实际图形修正前的示意图；
[0057]
图5为本发明实施例的实际图形修正后的示意图；
[0058]
图6为本发明另一实施例的一种同步检测调节装置的结构示意图。
具体实施方式
[0059]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0060]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0061]
其次，为便于描述，在图3与图4中。标号1，表示预设图形；标号2，表示开光实际图形的滞后距离；标号3，表示开光实际图形；标号4，表示关光实际图形的滞后距离；标号5，表示关光实际图形；标号6，表示开光理论图形；标号6’，表示开光理论图形的等同图形；标号6”，表示修正后的开光实际图形；标号7，表示关光理论图形；标号7’，表示关光理论图形的等同图形；标号7”，表示修正后的关光实际图形；标号8，表示同步检测调节装置；标号9，表示开光参考线；标号10，表示关光参考线；图3与图4中箭头方向表示振镜的运动方向。
[0062]
如图1、图3和图4所示，本发明的一实施例提供一种振镜与激光器的同步调节方法，可应用于激光打标、3d打印、激光内雕、激光打孔等加工场景下，包括：
[0063]
步骤s110，控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形1，所述预设图形1包括开光实际图形3和开光理论图形6；
[0064]
具体地，绘制的预设图形1可以是图案、线条、曲线等，优选地，预设图形1为非闭合矩形曲线。通过电脑控制器的信号，经由驱动放大电路驱动x-y光学扫描头运动，激光器发射的激光照射在x-y光学扫描头上后，由x-y光学扫描头带动激光偏转以绘制预设图形1，预设图形1包括开光实际图形3、开光理论图形6和开光理论图形的等同图形6’，开光实际图形3、开光理论图形6、开光理论图形的等同图形6’可以为直线线条，且开光理论图形的等同图形6’与开光实际图形3平行。
[0065]
可选地，控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形1包括：判断所述开光实际图形3与所述开光理论图形6是否一致；若所述开光实际图形3与所述开光理论图形6一致，则增加所述第一预设时间。
[0066]
具体地，在检测开光实际图形3与开光理论图形6是否一致时，检测的为激光打标后的线条长度，为了便于长度的对比，预设图形1可以为非闭合矩形。在实际操作中，通过比对开光实际图形3与开光理论图形的等同图形6’的长度是否一致，若开光实际图形3与开光理论图形的等同图形6’的长度一致，则增加第一预设时间。若开光实际图形3与开光理论图形的等同图形6’的长度不一致，也即，开光实际图形3的长度小于开光理论图形6的长度。此时，开光实际图形3前存在一段开光实际图形的滞后距离2，而此时开光理论图形的等同图形6’的长度等于开光实际图形的滞后距离2的长度与开光实际图形3的长度之和，开光理论图形的等同图形6’的长度等于开光理论图形6的长度。
[0067]
在振镜控制激光器的激光在目标位置绘制预设图形1时，可能由于振镜与激光器之间的同步性较差。例如激光器已经开启而此时振镜还未运动的情况，此时会造成激光器的激光对开光实际图形3的初始位置造成过度烧结，由此会造成当振镜运动后，开光实际图形3与开光理论图形6一致的情况。其次，还可能由于振镜与激光器之间的延时时间较小，也即振镜由初始位置开始运动时，激光器同步出光。从而造成开光实际图形3与开光理论图形6之间的形状差别较小，此时不利于后续振镜与激光器间非同步时间的计算，无法准确的计算出振镜与激光器之间实际的延时时间，从而进行相应的调节。而当开光实际图形3与开光理论图形6一致或者说差别不大时，为了便于后续采集计算，可以通过增加第一预设时间，以此实现开光实际图形3与开光理论图形6不一致，从而便于后续振镜与激光器间非同步时
间的计算。
[0068]
如图1、图3和图4所示，步骤s120，根据所述开光实际图形3和所述开光理论图形6确定所述开光实际图形3滞后的第一延时时间。
[0069]
可选地，根据所述开光实际图形3和所述开光理论图形6确定所述开光实际图形3滞后的第一延时时间包括：
[0070]
获取所述开光实际图形3的第一参考距离像素和所述开光理论图形6的第二参考距离像素；根据所述振镜的运动速度和所述第二参考距离确定所述振镜移动所述第二参考距离所用的第一运动时间；根据所述第一参考距离像素和所述第二参考距离像素确定所述第一参考距离像素占所述第二参考距离像素的比例；根据所述第一运动时间和所述第一参考距离像素占所述第二参考距离像素的比例确定所述第一延时时间。
[0071]
如图1、图3和图4所示，步骤s130，根据所述第一预设时间和所述第一延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第二延时时间。
[0072]
可选地，根据所述第一预设时间和所述第一延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第二延时时间包括：根据第一公式确定所述第二延时时间，其中，所述第一公式包括：
[0073][0074]
其中，td1表示第二延时时间，tc1表示第一设定时间，p2表示第二参考距离像素，p1表示第一参考距离像素，d1表示第二参考距离，v表示振镜运动速度。
[0075]
具体地，通过图像中开光参考线9作为开光设定距离的像素参考线，通过公式：
[0076]
计算出开光理论图形6的像素，其中，p为通过图像像素识别得到开光参考线9的像素；d1为开光参考线9的参考线长度，通过设置开光参考线9的参考线长度d1便于计算出第二参考距离d1占d1的比例，由此通过开光参考线9的基准像素p，便于得到第二参考距离像素p2与第一参考距离像素p1。
[0077]
通过公式：
[0078]
计算出未打出的开光实际图形3的像素距离占据第二参考距离像素百分比，再通过振镜的运动速度与第二参考距离计算出振镜走过开光理论图形6所用的时间，将该时间与像素百分比的乘积计算出第一延时时间。
[0079]
如图1、图3和图5所示，步骤s140，根据所述第二延时时间控制所述激光器出光和\或控制所述振镜运动。
[0080]
具体地，通过第一预设时间与第一延时时间的差值计算出第二延时时间，如果计算出td1的值为正值时，则可以控制激光器延迟td1的时间开启或控制振镜提前td1的时间运动；如果计算出td1的值为负值时，则可以控制激光器提前td1的时间开启或控制振镜延迟td1的时间运动。由此，修正后的开光实际图形6”与开光理论图形6一致，从而保障振镜的运动与激光器的出光同步，保障振镜与激光器之间的同步性能。且修正后的开光实际图形6”的长度、开光理论图形的等同图形6’的长度、开光理论图形6的长度相等。
[0081]
通过开光实际图形3、开光理论图形6、第一预设时间、第一延时时间可以确定激光器与振镜之间第二延时时间，第二延时时间也即激光器开启与振镜运动间的非同步时间。
根据第二延时时间控制激光器提前第二延时时间开启或者延时第二延时时间开启，以保障振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制振镜提前第二预设时间运动或者延时第二预设时间运动，以保障振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制激光器提前开启、控制振镜延迟运动，以实现振镜与激光器之间的同步性能；还可以根据第二延时时间控制激光器延迟开启、控制振镜提前运动，以实现振镜与激光器之间的同步性能；由此可以保障在激光精密加工过程中加工的成品质量，确保激光在加工平面的起始点不出现过烧或未烧的情况，避免由于出光过晚会出现加工偏差，出光过早出现过度烧结。
[0082]
如图2、图3和图4所示，所述振镜与激光器的同步调节方法还包括：步骤s210，控制所述激光器在第二预设时间后关光，所述预设图形1还包括关光实际图形5和关光理论图形7。
[0083]
具体地，绘制的预设图形1可以是图案、线条、曲线等，优选地，预设图形1为非闭合矩形曲线。通过电脑控制器的信号，经由驱动放大电路驱动x-y光学扫描头运动，激光器发射的激光照射在x-y光学扫描头上后，由x-y光学扫描头带动激光偏转以绘制预设图形1，预设图形1还包括关光实际图形5、关光理论图形7和关光理论图形的等同图形7’，关光实际图形5、关光理论图形7、关光理论图形的等同图形7’可以为直线线条，且关光理论图形的等同图形7’与关光实际图形5平行。
[0084]
可选地，控制所述激光器在第二预设时间后关闭，所述预设图形1还包括关光实际图形5和关光理论图形7包括：判断所述关光实际图形5与所述关光理论图形7是否一致；若所述关光实际图形5与所述关光理论图形7一致，则减小所述第二预设时间。
[0085]
具体地，在检测关光实际图形5与关光理论图形7是否一致时，检测的为激光打标后的线条长度，为了便于长度的对比，预设图形1可以为非闭合矩形。在实际操作中，通过比对关光实际图形5与关光理论图形的等同图形7’的长度是否一致，若关光实际图形5与关光理论图形的等同图形7’的长度一致，则减小第二预设时间。若关光实际图形5与关光理论图形的等同图形7’的长度不一致，也即，关光实际图形5的长度小于关光理论图形7的长度。此时，关光实际图形5后存在一段关光实际图形的滞后距离4，而此时关光理论图形的等同图形7’的长度等于关光实际图形的滞后距离4的长度与关光实际图形5的长度之和，关光理论图形的等同图形7’的长度等于关光理论图形7的长度。
[0086]
在振镜控制激光器的激光在目标位置绘制预设图形1时，可能由于振镜与激光器之间的同步性较差。例如振镜已经运动到终点位置，但激光器的激光由于关闭延迟还在继续出光，此时会造成激光器的激光对关光实际图形5的终点位置造成过度烧结，由此会造成当振镜运动后，关光实际图形5与关光理论图形7一致的情况。其次，还可能由于振镜与激光器之间的延时时间较小，也即振镜运动到终点位置时，激光器同步关闭。从而造成关光实际图形5与关光理论图形7之间的形状差别较小，此时不利于后续振镜与激光器间非同步时间的计算，无法准确的计算出振镜与激光器之间实际的延时时间，从而进行相应的调节。而当关光实际图形5与关光理论图形7一致或者说差别不大时，为了便于后续采集计算，可以通过减小第二预设时间，以此实现关光实际图形5与关光理论图形7不一致，从而便于后续振镜与激光器间非同步时间的计算。
[0087]
如图2、图3和图4所示，步骤s220，根据所述关光实际图形5和所述关光理论图形7
确定所述关光实际图形5滞后的第三延时时间。
[0088]
可选地，根据所述关光实际图形5和所述关光理论图形7确定所述关光实际图形5滞后的第三延时时间包括：
[0089]
获取所述关光实际图形5的第三参考距离像素和所述关光理论图形7的第四参考距离像素；根据所述振镜的运动速度和所述第四参考距离确定所述振镜移动所述第二参考距离所用的第二运动时间；根据所述第三参考距离像素和所述第四参考距离像素确定所述第三参考距离像素占所述第四参考距离像素的比例；根据所述第二运动时间和所述第三参考距离像素占所述第四参考距离像素的比例确定所述第三延时时间。
[0090]
如图2、图3和图4所示，步骤s230，根据所述第二预设时间和所述第三延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第四延时时间。
[0091]
可选地，根据所述第二预设时间和所述第三延时时间确定所述振镜与所述激光器之间第四延时时间包括：根据第二公式确定所述第四延时时间，其中，所述第二公式包括：
[0092][0093]
其中，td2表示第四延时时间，tc2表示第二设定时间，p3表示第三参考距离像素，p4表示第四参考距离像素，d2表示第四参考距离，v表示振镜运动速度。
[0094]
具体地，通过图像中关光参考线10作为关光设定距离的像素参考线，通过公式：
[0095]
计算出关光理论图形7的像素，其中，p为通过图像像素识别得到关光参考线10的像素；d2为关光参考线10的参考线长度，通过设置关光参考线10的参考线长度d2便于计算出第四参考距离d2占d2的比例，由此通过关光参考线10的基准像素p，便于得到第四参考距离像素p4与第三参考距离像素p3。
[0096]
通过公式：
[0097]
计算出第三参考距离像素占据第四参考距离像素的百分比，再通过振镜的运动速度与第四参考距离计算出振镜走过关光理论图形7所用的时间，将该时间与像素百分比的乘积计算出第三延时时间。
[0098]
如图2、图3和图5所示，步骤s240，根据所述第四延时时间控制所述激光器关光。
[0099]
具体地，通过第二预设时间与第三延时时间的差值计算出第四延时时间，如果计算出td2的值为正值时，则可以控制激光器提前td2的时间关闭；如果计算出td2的值为负值时，则可以控制激光器延迟td2的时间关闭。由此，修正后的关光实际图形7”与关光理论图形7一致，从而保障振镜的停止与激光器的关光同步，保障振镜与激光器之间的同步性能。且修正后的关光实际图形7”的长度、关光理论图形的等同图形7’的长度、关光理论图形7的长度相等。
[0100]
通过关光实际图形5、关光理论图形7、第二预设时间、第三延时时间可以确定激光器与振镜之间第四延时时间，第四延时时间也即激光器关闭与振镜停止间的非同步时间。根据第四延时时间控制激光器提前第四延时时间关闭或者延时第四延时时间关闭，以保障振镜与激光器之间的同步性能；由此可以保障在激光精密加工过程中加工的成品质量，确保激光在加工平面的结束点不出现过烧或未烧的情况，避免由于关光过早会出现加工偏
差，关光过晚出现过度烧结。
[0101]
可选地，控制振镜运动的同时控制激光器在第一预设时间后出光，以使所述激光器的激光在目标位置绘制预设图形1后，还包括：增加所述振镜的运动速度。
[0102]
具体地，当第二参考距离d1不变，如果振镜速度v越大，则p2-p1值越大，即预设图形1图中的矩形缺口越明显，图像处理信息后计算得到的延时时间值更准确，故为尽可能满足同步性要求，可将振镜速度尽可能调大。由此来保障延时时间计算的最佳精度，保障调节后的振镜与激光器之间的同步性能。
[0103]
如图6所示，本发明实施例提供的一种同步检测调节装置8，包括：
[0104]
控制模块，用于控制振镜运动、激光器的开光与关光；控制模块可以是控制器，控制器可以控制振镜的运动，激光器的开光与关光等。
[0105]
采集模块，用于采集预设图形；采集模块可以是高清相机等具有图像采集功能的设备，高清相机可以将打标区域的预设图形进行图像采集，预设图形包括开光实际图形、开光理论图形、关光实际图形和关光理论图形等。
[0106]
获取模块，用于获取所述采集模块采集的所述预设图形的图像信息，通过对预设图形的图像信息进行获取，得到图像信息，图像信息可以包含长度信息、像素信息等。
[0107]
计算模块，用于根据开光实际图形、开光理论图形计算第一延时时间；用于根据第一预设时间和第一延时时间计算所述振镜与所述激光器之间第二延时时间；用于根据关光实际图形、所述关光理论图形计算第三延时时间；用于根据所述第二预设时间和所述第三延时时间计算所述振镜与所述激光器之间第四延时时间；计算模块还可以根据振镜运动速度，线条长度计算延时时间
[0108]
调节模块，用于根据所述第二延时时间控制所述激光器的开启激光器开启和\或控制所述振镜运动；用于根据所述第四延时时间控制所述激光器的关闭，以保障激光器与振镜之间的同步性能。
[0109]
本发明又一实施例提供的一种激光加工设备包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的振镜与激光器的同步调节方法。
[0110]
本发明又一实施例提供的一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的振镜与激光器的同步调节方法。
[0111]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。在本技术中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0112]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不
脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。