重要前提:以下所有Z坐标,仅在"不改变参考点"的情况下成立
下面关于 0.6、−1.5、−2.5、−0.3 mm 等坐标的换算,全部建立在一个前提上:
从现在开始,不再点击"设置当前位置为参考点"。
"设置当前位置为参考点"是在改变Z轴坐标系的基准。只要在不同高度重新设置参考点,所有Z坐标都会整体平移:
- 原来记录的相机焦点数值会变化;
- 原来记录的激光焦点数值会变化;
- 0.6、−1.5、−2.5等旧坐标将不能直接使用;
- 但相机焦点和激光焦点之间的物理距离不会变化;
- 两块基板厚度相差2.2 mm这一物理关系也不会变化。
因此,日常更换不同厚度基板时,不要重新设置参考点。只调节并保存:
- "相机焦点";
- "工件原点"中的激光加工Z位置。
一、先回答:换回12.2 mm基板,激光焦点是不是−0.5 mm?
目前在10 mm基板上实测:
Z相机=−1.5 mmZ_{\text{相机}}=-1.5\ \mathrm{mm}Z相机=−1.5 mm Z激光=−2.5 mmZ_{\text{激光}}=-2.5\ \mathrm{mm}Z激光=−2.5 mm
所以相机焦点与激光焦点的差值是:
ΔZ激光-相机=−2.5−(−1.5)=−1.0 mm\Delta Z_{\text{激光-相机}} =-2.5-(-1.5) =-1.0\ \mathrm{mm}ΔZ激光-相机=−2.5−(−1.5)=−1.0 mm
也就是说,在现有光学结构下:
Z激光≈Z相机−1.0 mm\boxed{Z_{\text{激光}}\approx Z_{\text{相机}}-1.0\ \mathrm{mm}}Z激光≈Z相机−1.0 mm
因此,如果换回12.2 mm基板后,实际相机焦点确实为:
Z相机=0.6 mmZ_{\text{相机}}=0.6\ \mathrm{mm}Z相机=0.6 mm
那么预测激光焦点应当是:
Z激光=0.6−1.0=−0.4 mmZ_{\text{激光}} =0.6-1.0 =-0.4\ \mathrm{mm}Z激光=0.6−1.0=−0.4 mm
所以:
更合理的预测值是−0.4 mm,不是直接认定−0.5 mm。
−0.5 mm可以作为测试点,但应当和−0.2、−0.3、−0.4、−0.6一起比较。
另一种算法是根据板厚差直接换算:
12.2−10.0=2.2 mm12.2-10.0=2.2\ \mathrm{mm}12.2−10.0=2.2 mm
从10 mm基板换回12.2 mm基板,激光头应整体上升2.2 mm,所以:
Z相机,12.2=−1.5+2.2=0.7 mmZ_{\text{相机,12.2}} =-1.5+2.2 =0.7\ \mathrm{mm}Z相机,12.2=−1.5+2.2=0.7 mm Z激光,12.2=−2.5+2.2=−0.3 mmZ_{\text{激光,12.2}} =-2.5+2.2 =-0.3\ \mathrm{mm}Z激光,12.2=−2.5+2.2=−0.3 mm
两个结果存在0.1 mm差异:
- 根据你原来的相机记录:相机0.6,激光约−0.4;
- 根据板厚精确平移:相机0.7,激光约−0.3。
这0.1 mm可能来自:
- 相机清晰度的人眼判断误差;
- 原来0.6的保存值并非最清晰点;
- 基板实际安装面存在约0.1 mm差异;
- 板材厚度或支承面的测量误差。
因此,换回12.2 mm基板后,推荐:
Z相机≈0.6∼0.7 mm\boxed{Z_{\text{相机}}\approx0.6\sim0.7\ \mathrm{mm}}Z相机≈0.6∼0.7 mm Z激光≈−0.3∼−0.4 mm\boxed{Z_{\text{激光}}\approx-0.3\sim-0.4\ \mathrm{mm}}Z激光≈−0.3∼−0.4 mm
激光焦点用0.1 mm步进实际确认。
二、三个容易混淆的位置
1. 参考点
软件命令:
"设置当前位置为参考点"
作用是建立或改变Z轴坐标基准。
它不是相机焦点,也不是激光焦点。
一旦重新设置,屏幕显示的所有Z数值都会变化。所以正常更换基板时:
不要修改参考点\boxed{\text{不要修改参考点}}不要修改参考点
2. 相机焦点
相机画面最清晰时的Z轴位置,用于:
- 观察工件;
- 视觉定位;
- 图形对准;
- 找边和测量。
软件对应:
- "设置当前位置为相机焦点";
- "回相机焦点"。
3. 激光焦点
激光浅标线最细、边缘最清晰或实际加工效果最佳时的位置。
在你这套软件中,激光加工高度大概率通过:
- "设置当前位置为工件原点";
- "回工件原点"
进行保存和调用。
"工件原点"可能同时保存X、Y、Z,因此修改激光焦点时必须保留原来的X、Y,只改变Z。
三、两种基板对应的Z轴位置
以下数值的共同前提是:
"设置当前位置为参考点"保持不变。
| 基板厚度 | 相机焦点Z | 激光焦点Z | 状态 |
|---|---|---|---|
| 10.0 mm | −1.5 mm | −2.5 mm | 当前实际寻找结果 |
| 12.2 mm | 理论约+0.7 mm | 理论约−0.3 mm | 根据厚度差2.2 mm换算 |
| 12.2 mm历史参考 | 原来约+0.6 mm | 预测约−0.4 mm | 根据相机与激光相差1.0 mm换算 |
建议最终使用记录
| 基板 | 相机焦点建议 | 激光焦点建议 |
|---|---|---|
| 10 mm | −1.50 mm | −2.50 mm |
| 12.2 mm | 先检查+0.60~+0.70 mm | 先检查−0.30~−0.40 mm |
12.2 mm基板的数值目前属于预测,需要装回后做一次快速确认。
四、基板厚度变化时的万能换算公式
设:
- 旧基板及工件总高度为 H旧H_{\text{旧}}H旧;
- 新基板及工件总高度为 H新H_{\text{新}}H新。
这里的"总高度"不仅是基板厚度,还应包括:
H=基板厚度+工件厚度+胶带或垫片厚度H= \text{基板厚度} +\text{工件厚度} +\text{胶带或垫片厚度}H=基板厚度+工件厚度+胶带或垫片厚度
高度变化量为:
ΔH=H新−H旧\Delta H=H_{\text{新}}-H_{\text{旧}}ΔH=H新−H旧
你的设备已经确认:
- Z增大:激光头和相机上升;
- Z减小:激光头和相机下降。
在参考点不变时:
Z新相机=Z旧相机+ΔH\boxed{ Z_{\text{新相机}} = Z_{\text{旧相机}}+\Delta H }Z新相机=Z旧相机+ΔH Z新激光=Z旧激光+ΔH\boxed{ Z_{\text{新激光}} = Z_{\text{旧激光}}+\Delta H }Z新激光=Z旧激光+ΔH
从12.2 mm换成10 mm
ΔH=10.0−12.2=−2.2 mm\Delta H=10.0-12.2=-2.2\ \mathrm{mm}ΔH=10.0−12.2=−2.2 mm
所以两个焦点都减去2.2 mm:
Z10 mm相机=Z12.2 mm相机−2.2Z_{\text{10 mm相机}} = Z_{\text{12.2 mm相机}}-2.2Z10 mm相机=Z12.2 mm相机−2.2 Z10 mm激光=Z12.2 mm激光−2.2Z_{\text{10 mm激光}} = Z_{\text{12.2 mm激光}}-2.2Z10 mm激光=Z12.2 mm激光−2.2
例如:
0.7−2.2=−1.50.7-2.2=-1.50.7−2.2=−1.5 −0.3−2.2=−2.5-0.3-2.2=-2.5−0.3−2.2=−2.5
从10 mm换回12.2 mm
两个焦点都增加2.2 mm:
Z12.2 mm相机=Z10 mm相机+2.2Z_{\text{12.2 mm相机}} = Z_{\text{10 mm相机}}+2.2Z12.2 mm相机=Z10 mm相机+2.2 Z12.2 mm激光=Z10 mm激光+2.2Z_{\text{12.2 mm激光}} = Z_{\text{10 mm激光}}+2.2Z12.2 mm激光=Z10 mm激光+2.2
即:
−1.5+2.2=0.7-1.5+2.2=0.7−1.5+2.2=0.7 −2.5+2.2=−0.3-2.5+2.2=-0.3−2.5+2.2=−0.3
五、更换不同厚度基板后的标准操作方法
第1步:更换前保存记录
更换基板前记录:
- 当前基板厚度;
- 工件厚度;
- 相机焦点Z;
- 激光焦点Z;
- 工件原点X、Y;
- 当前参考点未改变;
- 当前加工参数。
最好拍摄状态栏照片。
特别注明:
更换基板过程中禁止点击"设置当前位置为参考点"。
第2步:更换和安装基板
检查:
- 基板底部没有碎屑;
- 基板安装面完全贴合;
- 螺钉固定均匀;
- 基板没有翘曲;
- 工件平整;
- 真空吸附正常;
- 胶带、垫片和工件厚度已计入总高度。
第3步:计算新焦点预测位置
计算:
ΔH=H新−H旧\Delta H=H_{\text{新}}-H_{\text{旧}}ΔH=H新−H旧
然后分别换算:
Z新相机=Z旧相机+ΔHZ_{\text{新相机}} = Z_{\text{旧相机}}+\Delta HZ新相机=Z旧相机+ΔH Z新激光=Z旧激光+ΔHZ_{\text{新激光}} = Z_{\text{旧激光}}+\Delta HZ新激光=Z旧激光+ΔH
这两个数只是快速接近焦点的预测值,最终以实际观察和激光测试为准。
第4步:先确定相机焦点
激光保持禁用。
- 将Z移动到计算得到的预测相机焦点;
- 从较高、较安全的位置逐渐下降;
- 初步寻找可用0.2 mm步进;
- 接近清晰位置后改用0.1 mm步进;
- 找到画面边缘最锐利的位置;
- 不转动相机镜头调焦环;
- 记录最终相机焦点Z。
对于10 mm基板,当前结果是:
Z相机=−1.5 mmZ_{\text{相机}}=-1.5\ \mathrm{mm}Z相机=−1.5 mm
第5步:确定激光焦点
使用黑色铝片或同材质废片,采用:
- 单次浅标;
- 同样功率;
- 同样速度;
- 同样频率;
- 同样加工次数;
- 每个Z值加工一条独立短线。
以预测激光焦点为中心,首先使用:
0.1 mm步进\boxed{0.1\ \mathrm{mm步进}}0.1 mm步进
一般测试预测点前后各0.3 mm,例如预测−0.3 mm,可测试:
−0.0, −0.1, −0.2, −0.3, −0.4, −0.5, −0.6-0.0,\;-0.1,\;-0.2,\;-0.3,\;-0.4,\;-0.5,\;-0.6−0.0,−0.1,−0.2,−0.3,−0.4,−0.5,−0.6
选择:
- 线条最细;
- 边缘最锐利;
- 烧蚀晕圈较小;
- 线条连续均匀
的位置。
不要只判断哪条颜色最黑或沟槽最深。
如果最细线出现在测试范围边界,应继续向该方向测试,直到线条再次变宽。
第6步:保存相机焦点
移动到最终确定的相机焦点。
然后点击:
"设置当前位置为相机焦点"
这一步只保存相机焦点,不要点击"设置当前位置为参考点"。
第7步:保存激光焦点
由于"工件原点"可能同时保存X、Y、Z,必须按照以下顺序:
- 先点击"回工件原点";
- 记录原工件原点的X、Y;
- 保持X、Y完全不动;
- 只调节Z到确定的激光焦点;
- 点击"设置当前位置为工件原点"。
这样即使软件保存XYZ,也不会破坏原来的XY加工原点。
第8步:验证保存结果
将Z轴人为上升0.5~1 mm,然后分别检查。
点击"回相机焦点",例如10 mm基板应返回:
Z=−1.5 mmZ=-1.5\ \mathrm{mm}Z=−1.5 mm
点击"回工件原点",例如10 mm基板应返回:
Z=−2.5 mmZ=-2.5\ \mathrm{mm}Z=−2.5 mm
同时确认:
- 工件原点X、Y没有变化;
- 相机画面清晰;
- 激光浅标线仍然最细;
- 相机中心与激光加工位置没有出现XY偏差。
六、如果误点了"设置当前位置为参考点"
一旦在不同高度点击"设置当前位置为参考点",不要再直接使用旧坐标表。
这时会发生:
Z新显示=Z旧显示+一个固定偏移量Z_{\text{新显示}} = Z_{\text{旧显示}}+\text{一个固定偏移量}Z新显示=Z旧显示+一个固定偏移量
所有位置都会同时平移,但以下物理差值仍然有效:
相机与激光焦点间距
Z激光−Z相机≈−1.0 mmZ_{\text{激光}}-Z_{\text{相机}} \approx-1.0\ \mathrm{mm}Z激光−Z相机≈−1.0 mm
两块基板厚度差
12.2−10.0=2.2 mm12.2-10.0=2.2\ \mathrm{mm}12.2−10.0=2.2 mm
恢复方法:
-
激光禁用,重新寻找当前基板的相机最清晰位置;
-
记录新的相机焦点坐标 Z相机,新Z_{\text{相机,新}}Z相机,新;
-
用
Z相机,新−1.0Z_{\text{相机,新}}-1.0Z相机,新−1.0
作为激光焦点初始测试位置;
-
在初始位置前后以0.1 mm步进测试;
-
重新记录当前参考坐标系下的两种基板焦点表;
-
后续不再修改参考点。
例如,重新设置参考点后相机焦点显示为2.0 mm,那么激光焦点初始预测为:
2.0−1.0=1.0 mm2.0-1.0=1.0\ \mathrm{mm}2.0−1.0=1.0 mm
此时原来的−1.5和−2.5不能再直接输入。
七、日常更换基板简化操作卡
前提
绝不点击"设置当前位置为参考点"\boxed{\text{绝不点击"设置当前位置为参考点"}}绝不点击"设置当前位置为参考点"
操作
-
记录旧基板相机焦点和激光焦点;
-
计算新旧总高度差:
ΔH=H新−H旧\Delta H=H_{\text{新}}-H_{\text{旧}}ΔH=H新−H旧
-
两个焦点同时加上 ΔH\Delta HΔH;
-
激光关闭,确认相机焦点;
-
废片浅标,0.1 mm步进确认激光焦点;
-
保存"相机焦点";
-
保持原工件原点X、Y不动,只修改工件原点Z;
-
验证两个返回位置;
-
废片试加工后再正式加工。
当前坐标表
在参考点保持不变的情况下:
| 基板厚度 | 相机焦点 | 激光焦点 |
|---|---|---|
| 10.0 mm | −1.5 mm | −2.5 mm |
| 12.2 mm | 预计0.6~0.7 mm | 预计−0.3~−0.4 mm |
其中12.2 mm基板装回后,建议用0.1 mm步进确认一次;−0.5 mm可作为对照测试点,但不建议未经测试直接设为最终激光焦点。