本發(fā)明涉及數(shù)碼模切機(jī)的切割，具體為一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法。

背景技術(shù)：

1、在光通信、光電子器件及精密光學(xué)元件制造領(lǐng)域，光導(dǎo)端面的切割質(zhì)量直接影響光傳輸效率、耦合效率及器件的整體性能，傳統(tǒng)的光導(dǎo)端面切割方法往往依賴于機(jī)械切割或激光切割，這些方法在切割精度、表面粗糙度及切割效率方面存在一定的局限性。

2、具體而言，傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確評(píng)估和控制切割過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量的影響，導(dǎo)致切割表面質(zhì)量參差不齊，難以滿足高精度光學(xué)元件的需求，存在切割質(zhì)量難以精確控制的現(xiàn)象，由于切割質(zhì)量的不穩(wěn)定，光在光導(dǎo)端面處的散射和反射增加，嚴(yán)重降低了光傳輸?shù)鸟詈闲剩绊懥斯鈱W(xué)系統(tǒng)的整體性能，且缺乏有效的優(yōu)化機(jī)制，使得切割參數(shù)的調(diào)整往往依賴于經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)法，不僅效率低下，而且難以達(dá)到最優(yōu)的切割效果，部分高精度切割設(shè)備成本高昂，且對(duì)操作和維護(hù)人員的技術(shù)要求較高，增加了生產(chǎn)成本和難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，解決了上述背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，具體切割方法如下：

3、切割執(zhí)行，通過(guò)所述切割執(zhí)行模塊，對(duì)放置在數(shù)碼模切機(jī)工作臺(tái)上的光導(dǎo)材料，按照設(shè)定的切割參數(shù)進(jìn)行切割操作；

4、切割處理，通過(guò)所述切割評(píng)估與預(yù)測(cè)調(diào)整模塊，對(duì)切割表面進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，針對(duì)不同切割質(zhì)量的評(píng)估對(duì)耦合效率加以預(yù)測(cè)，隨后，根據(jù)耦合效率與目標(biāo)值的對(duì)比結(jié)果，調(diào)整優(yōu)化切割參數(shù)，所述切割評(píng)估與預(yù)測(cè)調(diào)整模塊包括有光導(dǎo)端面切割質(zhì)量評(píng)估單元，不同切割質(zhì)量下耦合效率預(yù)測(cè)單元和切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元；

5、切割進(jìn)階優(yōu)化，基于所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元輸出的優(yōu)化后切割速度指數(shù)qnew和優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew，進(jìn)行切割參數(shù)調(diào)整、重新切割、切割評(píng)估與預(yù)測(cè)調(diào)整，直到耦合效率達(dá)到及接近目標(biāo)值；

6、數(shù)據(jù)上傳，將切割參數(shù)上傳存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)終端；

7、所述切割執(zhí)行模塊所用到的設(shè)備包括有數(shù)碼模切機(jī)和質(zhì)量檢測(cè)儀器；

8、所述數(shù)碼模切機(jī)用于按照設(shè)定的切割參數(shù)進(jìn)行切割操作；

9、所述質(zhì)量檢測(cè)儀器用于測(cè)量切割表面的質(zhì)量指標(biāo)。

10、可選的，所述光導(dǎo)端面切割質(zhì)量評(píng)估單元的計(jì)算公式如下：

11、

12、其中：

13、gp為切割質(zhì)量指數(shù)；

14、j為切割精度指數(shù)；

15、θ為吸收系數(shù)，v為折射率，θ和v反映了光導(dǎo)材料的固有屬性；

16、s為切割深度指數(shù)；

17、p為實(shí)際切割平整度指數(shù)；

18、plx為理想切割平整度指數(shù)。

19、可選的，所述不同切割質(zhì)量下耦合效率預(yù)測(cè)單元的計(jì)算公式如下：

20、ox＝gp*(1-b-(lt/s))；

21、其中：

22、ox為耦合效率指數(shù)；

23、b為自然對(duì)數(shù)底數(shù)；

24、lt為特征長(zhǎng)度指數(shù)，lt反映了切割深度指數(shù)s對(duì)耦合效率指數(shù)ox的影響程度，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到。

25、可選的，所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元的計(jì)算公式如下：

26、qnew＝q*(oxgoal/ox)a*(s/snew-1)a+1；

27、其中：

28、qnew為優(yōu)化后切割速度指數(shù)，q為原切割速度指數(shù)，q反映了上一次優(yōu)化后的切割速度；

29、oxgoal為目標(biāo)耦合效率指數(shù)；

30、a為調(diào)整因子；

31、s為切割深度指數(shù)，snew為優(yōu)化后切割深度指數(shù)。

32、可選的，基于所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元的優(yōu)化調(diào)整步驟如下：

33、s1、評(píng)估切割質(zhì)量指數(shù)gp和耦合效率指數(shù)ox是否滿足切割要求，如果不滿足，則根據(jù)評(píng)估結(jié)果和預(yù)測(cè)的反饋信息來(lái)調(diào)整切割參數(shù)；

34、s2、運(yùn)用所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元的調(diào)整優(yōu)化來(lái)調(diào)整切割參數(shù)，特別是切割深度指數(shù)s，得到優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew；

35、s3、使用優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew和優(yōu)化后切割速度指數(shù)qnew進(jìn)行切割，得到新的切割質(zhì)量指數(shù)gp和耦合效率指數(shù)ox；

36、s4、重復(fù)步驟s1至s3，直到切割質(zhì)量指數(shù)gp和耦合效率指數(shù)ox達(dá)到預(yù)設(shè)的切割目標(biāo)。

37、可選的，所述優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew的優(yōu)化步驟如下：

38、s1、使用當(dāng)前的切割參數(shù)，即切割深度指數(shù)s進(jìn)行切割，并測(cè)量耦合效率進(jìn)行評(píng)估；

39、s2、根據(jù)評(píng)估結(jié)果，運(yùn)用優(yōu)化算法，包括梯度下降法、遺傳算法，來(lái)調(diào)整切割參數(shù)，以達(dá)到更高的耦合效率；

40、s3、優(yōu)化算法輸出優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew，并按優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew進(jìn)行切割，優(yōu)化算法例如梯度下降法的具體優(yōu)化過(guò)程如下：

41、snew＝s-c*f(s)；

42、c為優(yōu)化率；

43、f(s)為優(yōu)化深度方向指數(shù)；

44、s4、在實(shí)際切割機(jī)上進(jìn)行驗(yàn)證，觀察使用化后切割深度指數(shù)snew進(jìn)行切割后的效果，若切割效果不理想，則重復(fù)s1至s3重新調(diào)整優(yōu)化算法。

45、可選的，所述實(shí)際切割平整度指數(shù)p的測(cè)量方法包括有光學(xué)測(cè)量法和觸覺(jué)測(cè)量法，所述理想切割平整度指數(shù)plx代表切割表面平整度的理想值，即在沒(méi)有任何誤差及缺陷的情況下，切割表面達(dá)到的完美平整度。

46、可選的，所述折射率v的測(cè)量方法包括有棱鏡法，干涉法和光譜法。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

48、一、本發(fā)明利用光導(dǎo)端面切割質(zhì)量評(píng)估單元，將切割過(guò)程中的多項(xiàng)參數(shù)，包括切割深度、切割精度、切割平整度與切割質(zhì)量建立精確的量化關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)切割質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)估和控制，提高切割質(zhì)量評(píng)估的精確度。

49、二、本發(fā)明通過(guò)不同切割質(zhì)量下耦合效率預(yù)測(cè)單元，將切割質(zhì)量與耦合效率直接關(guān)聯(lián)起來(lái)，使得優(yōu)化切割質(zhì)量成為提高耦合效率的有效途徑，優(yōu)化后的切割參數(shù)能夠顯著減少光在光導(dǎo)端面處的散射和反射，從而提高光傳輸?shù)鸟詈闲省?/p>

50、三、本發(fā)明基于切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元，建立了一種基于耦合效率的切割參數(shù)優(yōu)化模型，該模型能夠根據(jù)目標(biāo)耦合效率自動(dòng)調(diào)整切割參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了切割參數(shù)的智能化優(yōu)化和快速迭代，這種優(yōu)化機(jī)制不僅提高了切割效率，還顯著降低了對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)的依賴，實(shí)現(xiàn)切割參數(shù)的智能化優(yōu)化。

51、四、本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化切割參數(shù)和提高切割效率，本方法能夠在保證切割質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，此外，智能化的優(yōu)化機(jī)制降低了對(duì)操作人員技術(shù)水平的要求，使得設(shè)備的操作和維護(hù)更加簡(jiǎn)便易行，降低生產(chǎn)成本與操作難度。

技術(shù)特征：

1.一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于，具體切割方法如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述光導(dǎo)端面切割質(zhì)量評(píng)估單元的計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述不同切割質(zhì)量下耦合效率預(yù)測(cè)單元的計(jì)算公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元的計(jì)算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：基于所述切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元的優(yōu)化調(diào)整步驟如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述優(yōu)化后切割深度指數(shù)snew的優(yōu)化步驟如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述實(shí)際切割平整度指數(shù)p的測(cè)量方法包括有光學(xué)測(cè)量法和觸覺(jué)測(cè)量法，所述理想切割平整度指數(shù)plx代表切割表面平整度的理想值，即在沒(méi)有任何誤差及缺陷的情況下，切割表面達(dá)到的完美平整度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，其特征在于：所述折射率v的測(cè)量方法包括有棱鏡法，干涉法和光譜法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于數(shù)碼模切機(jī)的切割方法，涉及數(shù)碼模切機(jī)的切割技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)切割執(zhí)行模塊，對(duì)放置在數(shù)碼模切機(jī)工作臺(tái)上的光導(dǎo)材料，按照設(shè)定的切割參數(shù)進(jìn)行切割操作，通過(guò)切割評(píng)估與預(yù)測(cè)調(diào)整模塊，針對(duì)不同切割質(zhì)量的評(píng)估對(duì)耦合效率加以預(yù)測(cè)，隨后，根據(jù)耦合效率與目標(biāo)值的對(duì)比結(jié)果，調(diào)整優(yōu)化切割參數(shù)，基于切割參數(shù)調(diào)整優(yōu)化單元輸出的優(yōu)化后切割速度指數(shù)Q<subgt;new</subgt;和優(yōu)化后切割深度指數(shù)S<subgt;new</subgt;，進(jìn)行切割參數(shù)調(diào)整、重新切割、切割評(píng)估與預(yù)測(cè)調(diào)整，直到耦合效率達(dá)到及接近目標(biāo)值，本切割方法通過(guò)引入耦合用光導(dǎo)端面的制備技術(shù)和基于耦合效率的切割參數(shù)優(yōu)化策略，有效提升了光學(xué)元件的制造精度和性能穩(wěn)定性，還降低了生產(chǎn)成本和操作難度。

技術(shù)研發(fā)人員：孫光永,陳俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大銳激光印刷科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21