一种适用于OLED屏幕的激光切割方法及装置与流程

一种适用于oled屏幕的激光切割方法及装置
技术领域
1.本发明涉及激光切割领域，具体涉及一种适用于oled屏幕的激光切割方法及装置。


背景技术：

2.oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。oled在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。oled屏幕是基于oled原理进行显示的装置，其主要部件包括非常薄的有机材料涂层和玻璃基板(或柔性有机基板)，当有电流通过时，这些有机涂层就会发光。同时相较于传统的显示屏，oled屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著的节省耗电量。
3.oled显示技术具有自发光、广视角、对比度高、耗电低及反应速度快的特点，正逐渐取代传统的lcd，成为平板显示器的主流。由于oled屏幕所采用的柔性材料的特殊性能，加工过程中不能直接施加强外力切割，因此采用激光分切的方式进行加工。目前市面上国产激光切割加工设备很少，且自动化程度、生产效率均不高，产品往往还存在加工精度低的问题。在物流过程中，转运电机定位精度以及重复定位精度均直接影响到激光加工工艺的精度，同时载台真空吸力、抓手吸嘴平坦度、载台平整度均对oled屏幕的定位有不同程度影响，这些问题都亟需解决。


技术实现要素：

4.鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种适用于oled屏幕的激光切割方法及装置，以改善现有的oled屏幕的激光切割过程中存在的精度低的问题。
5.为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种适用于oled屏幕的激光切割方法，包括：
6.对置于运输载台上的待切割oled屏幕进行预定位以使所述待切割oled屏幕位于第一基准位置，所述第一基准位置位于所述运输载台上；
7.控制下料抓手将所述待切割oled屏幕转移至切割载台；
8.对置于所述切割载台上的待切割oled屏幕进行精确定位以获取切割载台的补偿量以及振镜的补偿量，按照切割载台的补偿量对切割载台进行补偿以使所述带切割oled屏幕位于第二基准位置，所述第二基准位置位于所述切割载台上，按照阵镜的补偿量对振镜进行位置调节以实现切割路径补偿。
9.控制激光头按照设定轨迹对所述oled屏幕进行切割。
10.在本发明一实施方式中，对置于运输载台上的待切割oled屏幕进行预定位包括：获取所述待切割oled屏幕在所述运输载台上的图像信息；在所述图像信息中提取标记点的
标识信息；基于所述标识信息、对应的基准标识信息以及对应的补偿算法获取运输载台电机的补偿量；基于所述补偿量控制所述运输载台电机进行补偿。
11.在本发明一实施方式中，控制下料抓手将所述待切割oled屏幕转移至切割载台包括：控制下料抓手将所述待切割oled屏幕自所述运输载台上转运至所述切割载台上；当抓手到达放片位置时，控制抓手的弹性吸嘴按照设定深度对所述待切割oled屏幕进行挤压；待所述切割载台上的负压开启后，所述弹性吸嘴的负压关闭、与所述待切割oled屏幕脱离并被移动至初始位置。
12.在本发明一实施方式中，所述设定深度的取值范围为：大于等于1.5毫米且小于等于5毫米。
13.在本发明一实施方式中，在所述按照设定轨迹对所述待切割oled屏幕进行切割之前包括：获取激光头与精确定位相机之间的关联算法。
14.在本发明一实施方式中，获取激光头与精确定位相机之间的关联算法包括：控制激光头在所述待切割oled屏幕上打印第一标记并获取所述第一标记的初始位置信息；移动切割载台使所述第一标记与所述精确定位相机视野中的位置标识重合、并获取所述第一标记的目标位置信息；根据所述第一标记的初始位置信息及所述第一标记的目标位置信息得到初始关联关系；对所述初始关联关系进行校准，得到所述关联算法。
15.在本发明一实施方式中，对所述初始关联关系进行校准，得到所述关联算法包括：基于方格的规格控制激光在所述待切割oled屏幕上打印方格，获取所述方格上各交点的初始位置信息；基于所述初始关联关系移动切割载台；根据各交点的初始位置信息及所述初始关联关系，在所述精确定位相机的视野内通过所述位置标识逐一对各交点进行比对；根据比对结果，利用关联关系的优化算法对所述初始关联关系进行优化，得到所述关联算法。
16.在本发明一实施方式中，在得到所述关联算法册步骤之后包括：对所述关联算法进行验证。
17.本发明另一方面还提供一种适用于oled屏幕的激光切割装置，包括：预定位模块、转移模块、精确定位模块以及切割模块。
18.预定位模块，用于对置于运输载台上的待切割oled屏幕进行预定位以使所述待切割oled屏幕位于第一基准位置，所述第一基准位置位于所述运输载台上；
19.转移模块，用于控制下料抓手将所述待切割oled屏幕转移至切割载台；
20.精确定位模块，用于对置于所述切割载台上的待切割oled屏幕进行精确定位以使所述待切割oled屏幕位于第二基准位置，所述第二基准位置位于所述切割载台上；
21.切割模块，用于控制激光头按照设定轨迹对所述oled屏幕进行切割。
22.在本发明一实施方式中，所述转移模块包括下料抓手，所述下料抓手上设置有弹性吸嘴。
23.本发明适用于oled屏幕的激光切割方法，通过预定位使得待切割oled屏幕位于第一基准位置，并通过精确定位使得待切割oled屏幕位于第二基准位置，从而从根本上解决了由于待切割oled在物流过程中产生的偏差，从而提高了成品的精度及合格率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明适用于oled屏幕的激光切割方法的流程图；
26.图2为本发明适用于oled屏幕的激光切割装置的结构框图；
27.图3为本发明预定位模块的结构示意图；
28.图4为本发明uvw平台的结构示意图；
29.图5为本发明精准定位模块的结构示意图。
30.元件标号说明
31.100、预定位模块；110、预定位相机；120、uvw平台；121、运输载台；122、外围设备；123、运输载台；200、转移模块；300、精确定位模块；310、精确定位相机；320、切割载台；330、阵镜；400、切割模块。
具体实施方式
32.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
33.须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
34.请参阅图1至图5，本发明提供一种适用于oled屏幕的激光切割方法，包括：
35.对置于运输载台121上的待切割oled屏幕进行预定位以使所述待切割oled屏幕位于第一基准位置，所述第一基准位置位于所述运输载台121上，所述第一基准位置可以通过人工将oled屏幕样品调整至理想位置处获取，即oled屏幕样品在运输载台121上的理想位置为第一基准位置，因此，当待切割oled屏幕位于第一基准位置时，待切割oled屏幕的角度及位置都处于理想状态。具体的在实施过程中，人工将oled屏幕样品放置于运输载台121上并调整oled屏幕样品使oled屏幕样品处于理想状态(例如oled屏幕样品位于运输载台121的指定区域处，且olde边缘与指定区域对应的边界线重合)，利用预定位相机110对oled屏幕样品进行拍照获得第一基准图像，并获取第一基准图像中oled屏幕样品上的标记点的标识信息，以基准图像中oled屏幕样品上的标记点的标识信息作为第一基准标识信息。
36.请参阅图1至图3，对置于运输载台121上的待切割oled屏幕进行预定位包括：获取所述待切割oled屏幕在所述运输载台121上的图像信息；在所述图像信息中提取标记点的标识信息；基于所述标识信息、对应的第一基准标识信息以及对应的补偿算法获取运输载台121电机的补偿量；基于所述补偿量控制所述运输载台121电机动作进行补偿。所述标识信息包括标志点的角度及坐标(或位置)信息。标志点可以为十字标。补偿算法是适用于uvw
平台120的电机进给补偿算法，不同的待切割oled屏幕所需的补偿算法不同，补偿算法可以是现有的任一中可适用于uvw平台120的算法，在此不做赘述。
37.请参阅图5，控制下料抓手将所述待切割oled屏幕转移至切割载台320。将所述待切割oled屏幕转移至切割载台320包括：控制下料抓手将所述oled屏幕自所述运输载台121上转运至所述切割载台320上；当抓手到达放片位置时，控制抓手的弹性吸嘴按照设定深度对所述待切割oled屏幕进行挤压；待所述切割载台320上的负压开启后，所述弹性吸嘴的负压关闭、与所述待切割oled屏幕脱离并被移动至初始位置。所述设定深度的取值范围为：大于等于1.5毫米且小于等于5毫米，例如为2毫米。
38.请参阅图5，对置于所述切割载台320上的待切割oled屏幕进行精确定位以获取切割载台320的补偿量以及振镜330的补偿量，按照切割载台320的补偿量对切割载台320进行补偿以使所述oled屏幕位于第二基准位置，所述第二基准位置位于所述切割载台320上，按照阵镜的补偿量对振镜330进行位置调节以实现切割路径补偿。精确定位的步骤包括：获取待切割oled屏幕在切割载台320上的图像信息，并在切割载台320上的图像信息中提取标志点的标识信息，并将该标识信息与对应的第二基准标识信息进行比对，然后通过补偿算法获取补偿量，切割载台320的电机根据对应的补偿量进行进给补偿，以使待切割oled屏幕位于第二基准位置。切割载台320的补偿算法是适用于切割载台320的电机进给补偿算法，待切割oled屏幕的类型不同所需的补偿算法不同，待切割olde屏幕的类型包括尺寸、形状、及型号等；补偿算法可以是现有的任一中可适用于切割载台320的算法，在此不做赘述。图中的方框为模拟区域，用以模拟切割以确保切割的精准度，箭头表示切割载台的运动方向。
39.其中，所述第二基准位置可以通过人工将oled屏幕样品调整至理想位置处获取，即oled屏幕样品在切割载台320上的理想位置为第二基准位置，待切割oled屏幕位于第二基准位置时，待切割oled屏幕的角度及位置都处于理想状态。具体的在实施过程中，人工将oled屏幕样品放置于切割载台320上并调整oled屏幕样品使oled屏幕样品处于理想状态(例如oled屏幕样品位于切割载台的指定区域处，且olde边缘与指定区域对应的边界线重合)，利用精确定位相机310对oled屏幕样品进行拍照获得第二基准图像，并获取第二基准图像中oled屏幕样品上的标记点的标识信息，以基准图像中oled屏幕样品上的标记点的标识信息作为第二基准标识信息。
40.控制激光头按照设定轨迹对所述待切割oled屏幕进行切割。
41.在所述按照设定轨迹对所述待切割oled屏幕进行切割之前包括：获取激光头与精确定位相机310之间的关联算法。需要说明的是，只有在首次切割之前，才会获取激光头与精确定位相机310之间的关联算法。首次之后的切割，直接进行切割就好。获取关联算法的目的是使得精确定位相机310与激光头之间形成一一对应的位置关联，从而保证能够按照设定轨迹对所述待切割oled屏幕进行切割。
42.获取激光头与精确定位相机310之间的关联算法包括：控制激光头在所述待切割oled屏幕上打印第一标记并获取所述第一标记的初始位置信息；移动切割载台320使所述第一标记与所述精确定位相机310视野中的位置标识重合、并获取所述第一标记的目标位置信息；根据所述第一标记的初始位置信息及所述第一标记的目标位置信息得到初始关联关系；对所述初始关联关系进行校准，得到所述关联算法。
43.对所述初始关联关系进行校准，得到所述关联算法包括：基于方格的规格控制激
光在所述待切割oled屏幕上打印方格，获取所述方格上各交点的初始位置信息；基于所述初始关联关系移动切割载台320；根据各交点的初始位置信息及所述初始关联关系，在所述精确定位相机310的视野内通过所述位置标识逐一对各交点进行比对；根据比对结果，利用关联关系的优化算法对所述初始关联关系进行优化，得到所述关联算法。可以根据需要，扩大方格的规则，重复本步骤，进一步进行优化，从而得到更准确的关联算法。
44.在得到所述关联算法册步骤之后包括：对所述关联算法进行验证。
45.本发明适用于oled屏幕的激光切割方法，通过预定位使得待切割oled屏幕位于第一基准位置，并通过精确定位使得待切割oled屏幕位于第二基准位置，从而从根本上解决了由于待切割oled屏幕在物流过程中产生的偏差，从而提高了成品的精度及合格率。
46.请参阅图2，本发明另一方面还提供一种适用于oled屏幕的激光切割装置，用于实现所述切割方法，包括：预定位模块100、转移模块200、精确定位模块300以及切割模块400。所述预定位模块100、转移模块200、精确定位模块300以及切割模块400可以集成于工控机内。其中，预定位模块100用于对置于运输载台121上的待切割oled屏幕进行预定位以使所述待切割oled屏幕位于第一基准位置，所述第一基准位置位于所述运输载台121上。
47.请参阅图3至图4，预定位模块100包括两个预定位相机110、一个uvw平台120、图像采集卡(未示出)以及视觉软件，所述视觉软件搭载于工控机内。uvw平台120上有两个运输载台121，可同时进行两张oled柔性屏的定位及校准，同时uvw平台120也兼顾转运的功能。运输载台下方设置有外围设备122、外围设备122及运输载台121安装于安装架123上。待切割oled屏转运至预对位位置(即第一基准位置)时，工控机内的图像采集卡输出信号，触发相机拍照抓取设置于待切割oled屏幕上的两个标记点位置，抓取不同标记点时，相机移动位置需预先设置好，理论上标记点定位误差应小于10微米。为便于相机抓取标记点成功率，uvw平台120对应oled屏幕标记位置下方设有红色光源。拍照完成后，数据将由工控机内的图像采集卡采集，随后由视觉软件分析该图片，经主控程序算法运算得出各方向补偿量，由工控机下发运动程序至pmac控制器，执行补偿量的电机运动。uvw平台120由3个电机组成，包括水平面互相垂直的uv方向以及可旋转的w方向，从而确保预对位校正的准确性。uvw电机选用三菱伺服驱动器，由pmac轴卡acc24e2a控制，一张轴卡可控制4个轴。电机位置由旋转编码器反馈至伺服驱动器，后传输至pmac轴卡，与伺服指令成闭环控制。
48.转移模块200用于控制下料抓手将所述oled屏幕转移至切割载台320；转移模块200包括下料抓手，下料抓手上设置有弹性吸嘴，弹性吸嘴能进行弹性伸缩。oled柔性屏由上料抓手转运至切割载台320上，转运时为确保屏幕位置的精确性，下料抓手下降到达放片位置时，弹性吸嘴下压约2mm，随后切割载台320先打开负压，将屏幕牢牢吸附在载台上，随后抓手的弹性吸嘴关闭负压，随即抬起并移至其他位置。
49.请参阅图5，精确定位模块300用于对置于所述切割载台320上的待切割oled屏幕进行精确定位以获取切割载台320的补偿量以及振镜330的补偿量，按照切割载台320的补偿量对切割载台320进行补偿以使所述待切割oled屏幕位于第二基准位置，所述第二基准位置位于所述切割载台320上，按照阵镜的补偿量对振镜330进行位置调节以实现切割路径补偿。精确定位模块300包括一个精确定位相机310、一个切割载台320以及一个由振镜330控制的激光头。精确定位时，载台携带待切割oled屏移至精对位位置，图像采集卡随即输出信号，精确定位相机310触发拍照，抓取屏幕上的标记点位。数据上传至视觉软件分析，经补
偿算法计算后将补偿值反馈至振镜330，进行切割路径补偿。需要说明的是，本发明各个步骤中用的补偿算法均是现有的算法，但各个补偿量所用的算法按需选择，不同的补偿量所使用的补偿算法可以一致也可以不一致。
50.在首次精确定位时，需要进行光学调试，光学调试一般分为两个部分，补偿及校准。补偿(补偿)即精对位相机位置与激光切割位置之间存在的一一对应关系。实现方式可以为在位于激光头下方的oled屏幕样品上先打印一个标记，随即将切割载台320移动至精确定位相机310下，定位并保存该位置，此时精确定位相机310位置与切割头位置便形成关联(通过标记的初始位置信息例如切割载台320电机的转轴的转数信息、精确相机下的位置信息例如切割载台320电机此时的转轴转数信息确定二者的关联)。关联后需验证准确性，方法为在激光头下任意位置打印标记，根据关联算法，自动移动至精对位相机下，观察该标记是否准确。
51.具体的操作流程如下：
52.①
将相应载台移动到场镜正下方来教点激光中心位置。(目测，保证标记能打在屏幕上即可)
53.②
设置激光器功率为15％后点击激光十字射击进行打标。
54.③
接着将载台移动到相机下方，使标记十字的正中与相机的十字正中重合(可以用视觉那边的点动功能也可以直接在电机点动上移动，但电机点动中载台只移动y坐标，x坐标用校准来调整)然后教点视觉中心载台位置与视觉轴位置。
55.④
点击计算得出两个坐标中心的差值。
56.⑤
应用并保存。
57.重复操作视觉
→
激光和激光
→
视觉来观察补偿的结果是否偏移。(视觉
→
激光和激光
→
视觉移动的是计算出来的差值，与直接移动到那个位置的移动不同)
58.为了使得关联算法更具准确性，在初步确定切割头(即激光头)与精确定位相机310的关联关系后，需进行校准。校准的实现过程为：在激光头下打印9*9或17*17或33*33不等的方格，将其移至精对位相机下，对方格上的交叉点进行逐点校准。完成补偿及校准操作后，激光头及精对位相机间的定位精度可控制在5微米以内。具体的操作流程如下：
59.①
根据需求设置与激光器功率，玻璃厚度为玻璃板与屏体的厚度差。网格尺寸先设置为3*3。教点完网格视觉中心后即可应用并保存。
60.②
点击开始即可自动打标且移动到相机下进行取点。如果有的点识别不出来需要手动在视觉上取出并且在主控端输入误差值。
61.③
结束后可以用搜索功能查看超过规定误差的点，然后应用即可完成校正。
62.④
点击保存(*.ct5)保存校正过的数据并计算加载校正数据。
63.精对位相机上载数据后，根据补偿算法，将所需补偿量由上位机经rtc板卡，反馈至振镜330控制处。rtc板卡为控制振镜330运动以及激光器出光的特殊板卡。激光头切割轨迹由经rtc板卡控制的振镜330处的2个电机运动实现。切割时有两种切割方式，一种为载台不动，单振镜330动作。另一种为载台及振镜330联动，该方法切割效率更高，但稳定性稍有欠缺。
64.切割模块400用于控制激光头按照设定轨迹对所述oled屏幕进行切割。切割路径轨迹根据加工产品的要求设计，由主控软件上载切割的路径轨迹，一般不同的加工产品使
用不同的机种数据。
65.本发明的激光切割方法，通过预定位以及精确定位两次定位，从根本上解决了由于oled在物流过程中产生的偏差，从而提高了成品的精度及合格率。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
66.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。