激光标刻工艺参数的估计方法及激光标刻方法

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	激光标刻工艺参数的估计方法及激光标刻方法
	李建华; 张郁天; 曹翔; 赵伟平; 伊煊; 闫朝宁; 徐溯源; 冯瑞成; 辛舟
	2018-06-08
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2018-06-08
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明涉及激光标刻领域，尤其涉及一种利用激光在铝锭表面标刻铝锭标识所需的激光标刻工艺参数的估计方法。为提高标刻效果以及标刻效率，本发明提出一种激光标刻工艺参数的估计方法：在待标刻铝锭上进行等水平多因素正交试验并记录多组试验数据；建立标刻图像的图像灰度值G的计算模型方程：bi(i＝0、1、2、3)、b4、b5、......、b9、b10为拟合系数；根据等水平多因素正交试验的试验数据拟合得出拟合系数的值；根据目标函数G＜150估计得出激光标刻工艺参数。利用该激光标刻工艺参数的估计方法可根据标刻需要的图像灰度值估计出激光标刻工艺参数可直接用于激光标刻，提高了激光标刻效果、效率以及标刻图像的自动识别率。
申请日期	2016-11-21
优先权日	2016-11-21
预估到期日	2036-11-21
语种	中文
专利状态	授权
申请号	CN201611020874.9
公开（公告）号	CN106552998B
IPC 分类号	B23K26/362 ; G06F17/50 ; G06T7/00
专利代理人	段君峰 \| 王丽影
代理机构	北京市邦道律师事务所
CPC分类号	B23K26/361 ; G06F30/20 ; G06F2119/18 ; G06T7/0004
权利要求	1.一种激光标刻工艺参数的估计方法，其特征在于，该估计方法包括如下步骤：步骤1：在待标刻铝锭上进行等水平多因素正交试验，试验过程中，调整激光标刻工艺参数以获得不同的标刻图像的图像灰度值，并记录多组试验数据，该试验数据包括激光标刻工艺参数聚焦激光束直径d、激光机Q频率f、激光扫描速度v、激光功率p和填充线间距s的值以及对应的标刻图像的图像灰度值；步骤2：建立标刻图像的图像灰度值的计算模型方程：其中， G表示标刻图像的图像灰度值， bi(i＝0、1、2、3)、b4、b5、......、b9、b10为拟合系数；步骤3：根据所述步骤1中记录的等水平多因素正交试验的试验数据拟合得出所述图像灰度值的计算模型方程中的拟合系数的值；步骤4：根据目标函数G＜150估计得出激光标刻工艺参数聚焦激光束直径d、激光机Q频率f、激光扫描速度v以及激光功率p的值。 2.根据权利要求1所述的激光标刻工艺参数的估计方法，其特征在于，在所述步骤3中，采用免疫克隆算法拟合得出所述图像灰度值的计算模型方程中的拟合系数的值。 3.根据权利要求2所述的激光标刻工艺参数的估计方法，其特征在于，进行拟合时，采用的亲和度优化目标函数为其中， N为所述步骤1中进行等水平多因素正交试验时采集到的试验数据的组数，Gmj为一次亲和度计算中第j组试验得到的标刻图像的图像灰度估计值， Gcj为一次亲和度计算中第j组试验得到的标刻图像的图像灰度测量值。 4.一种激光标刻方法，其特征在于，该激光标刻方法包括如下步骤： S1、在待标刻的铝锭的表面上烧蚀出浅色标刻背景区，且该浅色标刻背景区的灰度值方差σ2≤50，图像灰度均值M≥150； S2、利用权利要求1-3中任意一项所述的激光标刻工艺参数的估计方法估计出在所述浅色标刻背景区标刻铝锭标识用的激光标刻工艺参数； S3、利用所述步骤S2中估计出的激光标刻工艺参数在所述浅色标刻背景区内标刻所述铝锭标识。 5.根据权利要求4所述的激光标刻方法，其特征在于，在所述步骤S1中，激光烧蚀工艺参数中填充线间距s的取值范围在0.01-0.2mm，激光扫描速度v的取值范围为500-1000mm/s，激光功率p的取值范围为10-20W，激光机Q频率f的取值范围为50-100kHz。 6.根据权利要求4所述的激光标刻方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在所述浅色标刻背景区内标刻所述铝锭标识时，激光标刻工艺参数中填充线间距s的取值范围为0.01-0.1mm，激光扫描速度v的取值范围为100-200mm/s，激光功率p的取值范围为12-20W，激光机Q频率f的取值范围为20-28kHz。
引用专利	CN102971109A;CN103639591A;CN104827781A;DE102005054396A1;US20100033548A1
被引用专利数量	0
简单法律状态	有效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/108956
专题	机电工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	李建华,张郁天,曹翔,等. 激光标刻工艺参数的估计方法及激光标刻方法[P]. 2018-06-08.