一種提高在大面積平板玻璃內雕刻三維圖像效率的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學技術領域，特別涉及激光聚能加工裝置，具體的是涉及一種提高在大面積平板玻璃內雕刻三維圖像效率的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中經常利用激光在大幅面平板玻璃內部的任意位置進行高精度的雕刻；由于激光對透明物體的雕刻是利用激光在透明物體內產生微爆點來實現的，因此在大幅面的平板玻璃雕刻過程中會產生千千萬萬個微爆點。而在現有技術的雕刻過程中，只靠一個機頭即只依靠一個高速振鏡系統，一塊大幅面的平板玻璃完成雕刻往往需要花幾小時甚至幾十小時，明顯影響雕刻加工效率。
【發明內容】
[0003]本發明克服了上述現有技術中所存在的大幅面平板玻璃完成雕刻時間長，影響雕刻加工效率的不足，提供了一種提高在大面積平板玻璃內雕刻三維圖像效率的方法和裝置。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種提高在大面積平板玻璃內雕刻三維圖像效率的方法，采用兩個以上的高速振鏡偏轉兩路以上激光，來控制激光聚焦點的位置，在平板玻璃內部形成微爆點，以獲得玻璃內外三維圖像。
[0006]根據振鏡整體移動和鏡片偏轉最短路徑的原則由軟件算法自動分配和選擇，以保證每個高速振鏡高效均勻的產生微爆點，并且不會相互干涉或碰撞；最短路徑的形成的多個尚速振鏡的點加工序列與尚速振鏡的場幅、圖像尚散點75Γ坐標、尚速振鏡的焦距、尚速振鏡移動的速度和可移動行程有關。
[0007]作為優選，具體的說，該方法包括一個利用激光聚焦方法在平板玻璃內形成微爆點的過程，還包括一個在平板玻璃內移動激光聚焦點的過程，其中，在激光于平板玻璃內形成第一個微爆點之前，先將圖像劃分為至少兩個區域，每個區域對應設置一個高速振鏡，然后在每個區域分別設定對應的尚速振鏡的位移路徑范圍；在所述的設定尚速振鏡的位移路徑范圍過程中，將每個區域劃分為至少兩個平行的雕刻分區，所述的高速振鏡在相互之間不發生碰撞的前提下各自完成每個區域的圖像雕刻。
[0008]作為優選，通過軟件優化雕刻軌跡的方式可以獲知圖像內每個雕刻點的坐標，通過雕刻點的坐標可以設定使所述高速振鏡各自中心點之間的距離在不小于10mm的范圍內，從而達到高速振鏡相互之間不發生碰撞的目的。
[0009]為了進一步提高雕刻速度與效率，作為優選，通過計數器記錄雕刻數據，當其中某區域已完成雕刻而另外的區域還未完成雕刻時，軟件自動獲取未完區域內的剩余雕刻數據，然后將剩余雕刻區域劃分為至少兩個部分，在先完成雕刻任務的高速振鏡與未完成雕刻任務的高速振鏡在保持各自中心點之間的距離不小于10mm的條件下共同完成剩余部分的雕刻。
[0010]為避免高速振鏡之間發生碰觸，作為優選，當剩余部分區域范圍小于100 X 10mm時，由單個高速振鏡獨立完成剩余部分區域的雕刻。
[0011]作為優選，將平板玻璃放置在一個滑輪平臺上，通過滑輪平臺調整平板玻璃位置，在平板玻璃的上方設置至少兩個高速振鏡系統，利用至少兩個反射鏡分別將來自激光源的激光射向所述的高速振鏡系統，利用高速振鏡系統在小于或等于120X 120mm的平面區域在平板玻璃內部移動激光聚焦點。
[0012]作為優選，將每個高速振鏡系統設置在一個獨立的X向移動臺上，所有的X向移動臺共同設置在一 Y向移動臺上，通過移動X向移動臺或Y向移動臺，來改變高速振鏡系統的位置，進而移動激光聚焦點。
[0013]在圖像較厚的情況下，為了在Z軸方向對三維圖像進行高質量雕刻，作為優選，還包括至少兩個Z向移動臺，每個Z向移動臺均對應連接一 X向移動臺，所述的高速振鏡系統設置在Z向移動臺上，通過移動X向移動臺、Y向移動臺和Z向移動臺，來改變高速振鏡系統的位置，進而移動激光聚焦點對玻璃的不同部位進行雕刻。
[0014]作為優選，所述的雕刻區域可以劃分為多個規則或不規則的雕刻分區，在劃分不規則雕刻分區時，先框選第一塊雕刻分區，再依次框選所需雕刻的下一個雕刻分區，直至完成所有雕刻分區的劃分。采用此方法，使得可以手動分割不規則的雕刻分區，解決了以往規則分區、規則移動玻璃雕刻所浪費的時間。
[0015]作為優選，每個雕刻分區的雕刻順序可以根據需要由人工進行編排，玻璃結合位移路徑按照雕刻順序移動使激光聚焦點雕刻相應的雕刻分區。從而可以進一步滿足雕刻的多樣化需求，提高雕刻效率。
[0016]作為優選，任意一個所述的雕刻分區均至少由一個平面和玻璃的外表面構成，任意一個所述的平面均與X-Y軸平面呈小于或者等于90度的夾角，任意相鄰的所述平面均相互平行，在Z軸方向將被雕刻區域劃分為至少兩層平行的雕刻區塊，在Z軸方向最下層或最上層雕刻完X-Y軸方向的雕刻分區后，再上移或下移一層雕刻本層的X-Y軸方向的雕刻分區，直至完成Z軸方向各分層區塊的雕刻。此方法解決了在三維圖案太厚時，會引起X-Y軸方向的雕刻分區在Z軸方向某部分被遮光導致的拼接痕跡嚴重的問題。
[0017]作為優選，在雕刻過程中，記憶每個已完成雕刻的雕刻分區的坐標數據及已完成的雕刻點數。此方法可以在電腦斷電或設備斷電時，記錄雕刻數據，在電腦或設備重啟時方便還未雕刻完的廣品進彳丁續雕，以節約時間提尚效率，并且不浪費廣品。
[0018]作為優選，在斷電或雕刻系統重啟后，可手動輸入已完成的大致雕刻點數，玻璃即移動至記憶的上次所處的坐標位置，以進入下一步雕刻。
[0019]一種基于上述方法的在玻璃內雕刻三維圖像的裝置，包括支架，玻璃擱放平臺，移動定位機構及高速振鏡系統，其中，所述的玻璃擱放平臺設置在支架中，所述的移動定位機構包括至少兩個X向移動臺和一個Y向移動臺，所述的X向移動臺均同時與Y向移動臺相連，移動定位機構與支架連接并位于玻璃擱放平臺的上方，所述的高速振鏡系統設置在X向移動臺上。
[0020]在圖像較厚的情況下，為了在Z軸方向對三維圖像進行高質量雕刻，作為優選，還包括至少兩個Z向移動臺，每個Z向移動臺均對應連接一 X向移動臺，所述的高速振鏡系統設置在Z向移動臺上。
[0021]作為優選，所述的高速振鏡系統包括高速振鏡、反射鏡與激光源，激光源的出射方向與Z向移動臺的運動軌跡平行。
[0022]作為優選，所述的X向移動臺、Y向移動臺和Z向移動臺均各自與一個驅動機構連接，所述的驅動機構均由絲桿螺母副和伺服電機連接構成，任意一個所述的伺服電機均與一個控制器連接；其中所有與X向移動臺相連的絲桿相互之間保持平行。
[0023]作為優選，所述的玻璃擱放平臺為滑輪平臺或氣動浮臺。
[0024]采用了上述技術方案的本發明的原理及有益效果是:
[0025]本發明是在同一雕刻機上采用多個高速振鏡系統同時對一個大面積平板玻璃進行圖像雕刻，從而可以大幅提高雕刻效率。
[0026]進一步說，本發明是將圖像劃分為至少