基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法与流程

1.本发明属于激光切割技术领域，具体涉及的是一种基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法。


背景技术：

2.激光切割是利用高功率激光束照射金属板，使金属板被快速加热并汽化，从而将金属板切割出指定形状的过程。激光切割技术因其切割效果好、切割速度快、效率高等优点广泛应用于金属板材等的加工过程中。而由于基板被切之后，平面部分被掏空，破坏了平面的内应力，打破了平面应力的平衡，平面就不能保持平面了。为了尽量保持住平面的平整度，需要在失去应力的地方补充支撑力，因此激光切割在使用时需要将金属板放置于顶针上进行切割，以保证基板被切之后保持住平面的平整度。
3.现有技术中激光切割金属板，顶针放置的方法主要有多排锯齿顶针和底部磁铁自由放置顶针两种，这两种方式使用的顶针功能相同，由于切割资料是基于机床座标系，其位置相对已经定好位，因此不需要用视觉引导定位(ccd定位)，这两种方式针对同一个资料在进行多次切割的时候，它的顶针是不需要进行更换的，只要每次放置被切的金属基板大致在同一个地方，顶钉相对于机床座标系的位置就是固定的，可以通过先试切一块或者拿到以往已经切过的外框放置在切割平台固定并做好固定位标记，再调整顶针并放置于避开激光切割的轨迹处加以固定，之后再一根或一排的放置顶针，直到所有计划需要放置的顶针全部放完为止即可。
4.但是这种方式无法适用于印刷有线路的金属基板，因为如果按照传统的切割方式，顶针位于固定位置，而线路不能被激光切割掉，就需要确保激光切割的路线同时需要避开顶针的位置，也需要避开线路的位置，而如果激光切割时避开了线路的位置，就会可能导致激光出光轨迹出现在顶针位置上，一旦将顶针位置切割掉，就会导致整个金属基板在此位置没有支撑点，出现金属基板无法有效固定，在激光切割过程中引起偏移，导致基板报废；而且如果顶针放置到了切割轨迹的地方，切割时激光高压气体则会打到顶针上，激光切割的时候，高压空气吹下去的残渣会反弹到线路路基板上，也会造成基板不良品或直接报废。


技术实现要素：

5.为此，本发明实施例提供了一种基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法，旨在解决现有技术方法中所存在的激光切割印制电路金属基板所存在的因无支撑点导致偏移而引起基板报废或者产品不良的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法，包括：
7.获取mark点，并根据所述mark点确定待加工印制电路金属基板在机床坐标系的位置：
8.获取所述待加工印制电路金属基板文件，并根据所述待加工印制电路金属基板文件对应生成包含顶针轨迹和激光切割轨迹的激光切割文件，并将所述激光切割文件导入到激光切割系统中；
9.根据所述激光切割文件对应在机床坐标系中显示出所述顶针轨迹信息及位置，并根据所述位置在机床坐标系中放置顶针；
10.将待加工印制电路金属基板放置于其对应在机床坐标系中的指定位置，以使加工印制电路金属基板上的顶针轨迹与所述放置的顶针位置对应；
11.根据激光切割文件中的激光切割轨迹对所述待加工印制电路金属基板进行激光切割。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法。
13.第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法。
14.本发明实施例提供了基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法，通过印制电路金属基板对应生成需要放置的顶针轨迹和位置，以实现激光切割轨迹避免与顶针的放置位置以及线路轨迹位置产生交叉，从而达到激光切割过程中完美避开顶针和线路。本发明通过精准计算，确定了顶针的放置位置，有效避开了激光切割路径，大大提高了顶针的放置效率，确保了激光切割的精准度，保证了切割金属基板的质量。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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。
16.图1为本发明实施例印制电路金属基板激光切割流程图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
19.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
20.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是
指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
21.请参阅图1所示，图1为发明实施例印制电路金属基板激光切割流程图。本发明提供了一种基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法，该方法包括如下步骤：
22.s1、获取mark点，并根据所述mark点确定待加工印制电路金属基板在机床坐标系的位置：
23.mark点是电路板设计中pcb应用于自动贴片机上的位置识别点，也叫基准点，为贴装工艺中的所有元器件的贴装提供基准点，在原线路板上资料中包括有对应的mark点。电路板设计中mark点必须成对出现，标记为实心圆，包括标记点/特征点和空旷区域；位于电路板对角线的相对位置且尽可能地距离分开。
24.在此之前，需要通过nc切割软件打开资料文件(dxf格式的cad文件)；并对应对资料进行内缩、外扩、引线或微连等编辑。
25.获取mark点可以借助原线路板上的资料，选取资料上的mark点进行标注，分别标注为1，2，3，那么这三个点对应在机床上的座标就能获取到。基于两点确定一条直线，三点确定一个平面的原则，以1为首点，资料坐标与运动后ccd获取的坐标进行比对，就有几个差值和一个旋转角，从而可以确定mark点确定待加工印制电路金属基板在机床坐标系的位置。
26.s2、获取所述待加工印制电路金属基板文件，并根据所述待加工印制电路金属基板文件对应生成包含顶针轨迹和激光切割轨迹的激光切割文件，并将所述激光切割文件导入到激光切割系统中；
27.其中本实施例中待加工印制电路金属基板文件包含有印制电路在金属基板上的位置以及需要通过顶针对金属基板进行支撑的顶针位置。
28.顶针轨迹包括多个顶针位置点，顶针轨迹是由多个顶针位置点连续组合形成，其对应线路板上需要切割过程中对线路板形成支撑点的轨迹位置。
29.同时，激光切割轨迹不但需要保证与顶针轨迹无交集，而且还需要确保激光运行轨迹避开线路板上的线路图形，这样才可以确保切割时激光沿着激光轨迹对线路板金属基板进行切割，通过顶针形成支撑点避免线路板不平整的问题，同时能够有效避开线路板上对应的线路图形，防止损伤线路图形导致线路板报废。
30.s3、根据所述激光切割文件对应在机床坐标系中显示出所述顶针轨迹信息及位置，并根据所述位置在机床坐标系中放置顶针；
31.步骤s1中，通过nc切割软件对资料进行内缩、外扩、引线或微连等编辑完成后，可以在该软件操作界面对应选中生成菜单栏里的条件下工具定位栏，然后生成一个nc文件，该nc文件就是实现点位座标的ptp的工作模式。接着用鼠标点击开始按钮，以使激光切割头的红光对应运行到每一个flag点位处，此时等待操作员放置好顶针(支撑点)，再次用鼠标点击开始按钮将运行到下一个顶针位，继续放置顶针；如此循环操作，直到所有的点位运行完成，也就放置完成了所有的顶针放置。
32.s4、将待加工印制电路金属基板放置于其对应在机床坐标系中的指定位置，以使加工印制电路金属基板上的顶针轨迹与所述放置的顶针位置对应；
33.步骤s3中，当所有顶针放置完毕后，则关闭工装定位功能，操作nc切割软件重新再生成一下nc文件。
34.s5、根据激光切割文件中的激光切割轨迹对所述待加工印制电路金属基板进行激光切割。
35.根据s4中生成的nc文件，则可以通过ccd抓取mark点实现顶针切割加工。
36.以上是本发明基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法的说明，基于该方法，还包括一种以执行所述方法的计算机设备。该设备包括存储器和处理器，二者通过系统总线连接，其中存储器可以包括存储介质和内存储器，存储介质可存储操作系统和计算机程序。该计算机程序被执行时，可使得处理器执行印制电路金属基板激光切割方法，其中，存储介质可以是易失性的存储介质或非易失性的存储介质；处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。
37.在本发明的另一实施例中提供计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为易失性或非易失性的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序被处理器执行时实现上述的基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法中所包含的步骤。
38.本发明借助ccd(图像传感器)获取mark点后计算确定板材在机床座标系的位置，将需要放置顶针的位置在资料里以一个点的形式存放，避开激光切割的路径，其点的放置也是让几个点能在顶针平面内尽量在一条直线和一条横线上。支撑顶点的支架也是一行或一列的放置，极大方便了顶针的放置，提高了顶针放置效率。
39.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
40.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，也可以将具有相同功能的单元集合成一个单元，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
41.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。
42.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。
43.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。