TWI666081B - 雷射打標分區接合裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

一種雷射打標分區接合裝置，包括雷射打標裝置、雷射源裝置及視覺裝置，其中雷射打標裝置具有：使用者介面用以繪製圖形與匯入請求資料、運算模組根據圖形與請求資料輸出可讀資料、振鏡模組用以帶動雷射源裝置、控制器模組接收可讀資料與振鏡模組所傳送的振鏡資料後，對可讀資料及振鏡模組所傳送的振鏡資料進行插值運算；雷射源裝置，接收接圖參數預設值後，在工件上進行分區打標。

Description

雷射打標分區接合裝置及其方法

本發明有關於一種雷射打標裝置，特別是利用影像分區接合方法以進行雷射打標的雷射打標分區接合裝置。

習知的雷射打標機是以雷射方式在工件表面形成文字、圖案等標記，與傳統的機械雕刻或化學蝕刻形成法相比，具有精度高、速度快、以及產生之標記具永久性等優點，因此在工業上，特別是積體電路工業中，所需的高精密度及高量產的IC標記，故雷射打標技術與裝置在工業中實屬重要。

一般雷射打標機包括了雷射源、控制卡與振鏡模組，其中雷射源是發出雷射光用，為配合速度快、精準度高等打標的特性，因此雷射打標機中的雷射源一般是脈衝雷射，搭配控制卡的使用，可即時的調整脈衝雷射的頻率、脈衝雷射的開關以及脈衝雷射的功率，以達到使用者的需求；控制卡則是用來發出指令，以命令以及控制振鏡模組的與雷射源的運作；振鏡模組則是調整雷射光在物體表面的成像品質用，光學模組中包括X方向振鏡模組與Y方向振鏡模組，實際打標是藉由調整兩個振鏡模組的旋轉角度，以控制雷射光點位置，但振鏡模組旋轉角度有其特定的範圍，造成雷射打標加工範圍亦有限，為達到大範圍的打標應用，會使用拼接方式，將大範圍圖形分成幾個小面積區，實際打標時是一區一區進行打標，並且 將這些區域進行拼接，即所謂分區打標，以同時滿足速度快與範圍大的需求。

參考圖1，圖1是傳統雷射打標機進行打標時，雷射源在工件上照射後的軌跡示意圖。在圖1中，元件符號90是表示預計打標圖樣，指的是使用者想要在工件9上形成的圖形，此預計打標圖樣90會以電子檔案方式儲存在控制卡(圖1未示)中，控制卡會將具有預計打標圖樣90的電子檔案轉換成雷射源(圖1未示)可已讀取的訊號，以驅動雷射源進行打標。打標時，雷射源會在工件9上形成多個雷射點，不同時間下的雷射點的集合構成雷射源軌跡91，圖1顯示在打標過程中，從起始到終了的雷射源軌跡91的散布圖，打標過程從打標起點91S起始，至打標終點91E結束，但為了確保雷射源軌跡91在真正進行打標過程時，與預計打標圖樣90的打標起點91S與打標終點91E的位置一致，控制卡中會設計有延遲參數，先等待振鏡模組運作一段時間後，雷射點到達預計打標圖樣90的打標起點91S與打標終點91E再進行打標過程或停止打標過程，在打標過程中，雷射源是保持等速度移動的，但是雷射源在打標起點91S之前，或是在打標終點91E之後，始終保持開啟的狀態，如此一來，從零速加速到加工速度，或是從加工速度減速到零速，在行進速度低於加工速度的區域較慢的起終點段，就容易因為單位距離內聚集較多的雷射能量，而讓實際打標圖樣92看起來像是火柴頭，且在分區打標時，具有火柴頭形狀的實際打標圖樣92造成了區間的邊界特別的明顯，故容易造成整張圖在接圖部分具有缺陷。

另外，由於控制卡發送命令與振鏡模組(圖1未示)實際動作的不同步，以及伺服落後與雷射開關光落後，造成打標打不到目標位置，在開關光的邊界出現沒加工到的縫隙，造成分區接縫明顯。舉例而言，預計打標圖樣90的起始點處，伺服落後造成振鏡模組較晚到位，使打標起點91S 較預計打標圖樣90的起點往前，較常發生雷射出光過慢比伺服落後量更多；而雷射源軌跡91E較預計打標圖樣90的終點往後，目標起點處沒有加工到；在終點處，伺服落後造成實際關光點往前，雷射關光落後則讓實際關光點往後，而較常發生雷射關光快於伺服落後量，實際關光點較命令關光點更前面，目標終點處沒有加工到。

再者，於另一習知技術則是影像拼接打標方式，如圖2所示，圖2是傳統雷射打標機使用拼接方式進行打標的示意圖，當使用者提出預計打標圖樣98時，雷射打標機內的控制卡會將預計打標圖樣98拆成兩部分，即預計打標圖樣第一部分98A與預計打標圖樣第二部分98B，實際進行打標過程時，雷射源會在工件上根據預計打標圖樣第一部分98A與預計打標圖樣第二部分98B形成雷射源軌跡第一部分99A與雷射源軌跡第二部分99B，其中這兩者具有雷射源軌跡重疊部分99C。此雷射源軌跡重疊部分99C會進行兩次雷射打標，以讓原本打標過程中較不清晰的地方打標兩次以使其更清晰，最終以形成實際打標圖樣99，此方法通過雷射源軌跡重疊部分去接合分區圖形，使打標清晰，但是雷射源軌跡重疊部分99C容易對位不明，所以在雷射源軌跡重疊部分99C容易接圖錯誤與打標錯誤，且無處理加減速的起終點，在雷射源軌跡重疊部分99C容易發生如圖1中實際打標圖樣92所表示的火柴頭圖形。

有鑑於上述習知技術的缺失，本發明的主要目的是利用雷射打標分區接合裝置，不但可透過一再的分區打標以修正分區打標影像外，同時更經由視覺裝置以電腦判定分區打標影像的良窳，大幅減少人為判別之誤 差，修正時更考慮了振鏡模組的資料，進行插值運算以考慮到預設值，避免接圖錯誤以及打標錯誤。

本發明的另一目的在於：使用本發明所提供的雷射打標分區接合裝置，可以即時的反饋分區打標影像的判定結果，且使用者可以根據警示訊號即時輸入請求資料調整打標分區打標影像，不需要等待整個打標影像完成後即可以即時調整。

本發明的另一目的在於：使用本發明所提出的雷射打標分區接合方法，藉由將原始多個打標節點增加了不開光的多個挪動節點延伸段，不但可以維持原來分區打標時雷射源裝置的等速度運動，並且防止原來分區打標時所造成的火柴頭現象。

因此根據上述目的，本發明揭露一種雷射打標分區接合裝置，包括雷射打標裝置、雷射源裝置及視覺裝置，其中雷射打標裝置具有：使用者介面用以繪製圖形與匯入請求資料、運算模組根據圖形與請求資料輸出可讀資料、振鏡模組用以帶動雷射源裝置、控制器模組接收可讀資料與振鏡模組所傳送的振鏡資料後，對可讀資料及振鏡模組所傳送的振鏡資料進行插值運算，以得到接圖參數預設值；雷射源裝置，接收接圖參數預設值後，在工件上進行分區打標。

根據上述目的，本發明另外提供一種雷射打標分區接合方法，包括：取得圖形的第一分區；根據圖形的第一分區，規劃多個第一打標節點，並決定第一打標節點中的等速度段起點與一等速度段終點；將第一打標節點賦予座標值與能量值；將賦予座標值與能量值的第一打標節點與振鏡模組的座標值插值運算，以獲得第一接圖參數預設值；雷射源裝置根據第一接圖參數預設值對於工件進行第一分區打標；取得圖形的另一分區，並根據圖形的另一分區，規劃多個第二打標節點，並決定第二打標節點中的一 等速度段起點與一等速度段終點，並將第二打標節點賦予座標值與能量值，其中第二打標節點中的等速度段起點與第一打標節點中的等速度段終點的座標值相同；將具有座標值與能量值的第二打標節點與振鏡模組的座標值插值運算，以獲得第二接圖參數預設值；以及雷射源裝置根據第二接圖參數預設值進行另一分區打標。

1‧‧‧雷射打標分區接合裝置

100‧‧‧第一分區預計打標圖樣

102‧‧‧第一分區實際打標圖樣

11‧‧‧雷射打標裝置

111‧‧‧使用者介面

112‧‧‧運算模組

1121‧‧‧路徑規劃模組

1122‧‧‧能量運算模組

113‧‧‧控制器模組

1131‧‧‧插值計算模組

1132‧‧‧命令輸出模組

114‧‧‧振鏡模組

12‧‧‧視覺裝置

121‧‧‧影像擷取模組

122‧‧‧影像比對模組

1221‧‧‧影像處理模組

1222‧‧‧辨識模組

1223‧‧‧比對模組

1223A‧‧‧資料庫

13‧‧‧雷射源裝置

9、14‧‧‧工件

14A‧‧‧打標節點、第一打標節點、第二打標節點

14B‧‧‧挪動節點

14C‧‧‧等速度段起點

14D‧‧‧等速度段終點

14S‧‧‧加速度段

14M‧‧‧等速度段

14E‧‧‧減速度段

t‧‧‧距離

90‧‧‧預計打標圖樣

98‧‧‧預計打標圖樣

98A‧‧‧預計打標圖樣第一部分

98B‧‧‧預計打標圖樣第二部分

91‧‧‧雷射源軌跡

91S‧‧‧打標起點

91E‧‧‧打標終點

92‧‧‧實際打標圖樣

99‧‧‧實際打標圖樣

99A‧‧‧雷射源軌跡第一部分

99B‧‧‧雷射源軌跡第二部分

99C‧‧‧雷射源軌跡重疊部分

F1~F10‧‧‧雷射打標分區接合方法執行流程

圖1是表示傳統雷射打標機進行打標時，雷射源在工件上照射後的軌跡示意圖；圖2是表示傳統雷射打標機使用拼接方式進行打標的示意圖；圖3是根據本發明所揭露的技術，表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置及內部構件之示意圖；圖4是根據本發明所揭露的技術，表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置在進行分區打標時之示意圖；圖5是根據本發明所揭露的技術，表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置在進行分區打標時，另一實施例之示意圖；圖6A至圖6D是根據本發明所揭露的技術，表示本發明所提供之雷射打標分區接合方法的運作時，打標節點的示意圖；以及圖7是根據本發明所揭露的技術，表示本發明所提供之雷射打標分區接合方法之執行步驟流程圖。

為使貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如後。以下將參照圖式來描述為達成本發明目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。

首先請參考圖3，圖3表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置1的內部構件示意圖。雷射打標分區接合裝置1用以在工件14上進行分區打標，其包括雷射打標裝置11、視覺裝置12及雷射源裝置13。雷射打標分區接合裝置1可為一殼體(圖未示)，用以包覆住雷射打標裝置11、視覺裝置12及雷射源裝置13，雷射打標裝置11、視覺裝置12及雷射源裝置13都是以模組(module)的方式設置在雷射打標分區裝置1的殼體內，該些裝置可為空間獨立，但三者裝置電性相連。另外，雷射源裝置13與工件14以無線方式電性連接，視覺裝置12與工件14電性連接。在本發明的實施例中，雷射打標裝置11用以驅動雷射源裝置13，雷射源裝置13接收由雷射打標裝置11所傳送的接圖參數預設值後，在工件14上進行分區打標，視覺裝置12用以擷取工件14上的分區打標影像，並進行比對，以將比對後的影像判別結果回傳給雷射打標裝置11，雷射打標裝置11、視覺裝置12、雷射源裝置13在工件14上的詳細操作如下所述。

在使用者開啟(turn on)此雷射打標分區接合裝置1後，會先繪製圖形，雷射打標分區接合裝置1就會依照圖形與雷射打標裝置11所傳來的請求資料於工件14中進行第一分區打標，在本發明中，分區打標指的是將圖形中的某一個區域以雷射轉印的方式轉印到工件14上，在本發明的一個實施例中，若圖形是一個英文字”Word”時，則雷射打標分區接合裝置1就會將具有Word的圖形分成兩個分區，第一分區是”Wor”及第二分區，是”rd”，此雷射打標分區接合裝置1就會針對第一分區，在工件14上進行”Wor” 打標，對第一分區打標的時間在本實施例中定義為第一時間；在下一個時間，即第二時間針對第二分區，在工件14上進行”rd”打標。在此要說明的是，對於圖形上，圖形上分區的數量並不在本發明所限制的範圍內，圖形要如何分區也可以由使用者來定義，因此，於另一實施例中，針對英文字”Word”的第一分區可以是”Wo”，第二分區可以是”ord”，其分區的原則是在第一分區與第二分區之間需要有重覆的字元或是圖形；如前述實施例中，第一分區為”Wor”及第二分區為”rd”，兩者之間重覆的字元或是圖形則是”r”；於另一實施例中，第一分區為”Wo”及第二分區為”ord”則兩者之間重覆的字元或是圖形則是”o”。

在第一分區於工件14進行打標之後，雷射打標分區接合裝置1中的視覺裝置12就會對工件上的打標圖像與儲存在視覺裝置中的預定影像進行比對，並將比對之後得到的影像判別結果回傳給雷射打標裝置11，此時雷射打標裝置11會發出警示訊息，此警示訊息包括正常提示、接漏提示與火柴頭提示，此警示訊息可以是一種燈號訊息，例如正常提示是連續閃爍的綠燈燈號、接漏提示是連續閃爍的黃燈燈號，與火柴頭提示連續閃爍的紅燈燈號。使用者可根據警示訊息的內容，在下一時間向雷射打標裝置11提出請求資料。在一實施例中，當使用者接收到的警示訊息為正常提示時，即表示影像判別結果是打標圖樣和實際圖樣相符合，就會向雷射打標分區接合裝置1提出繼續工作的請求資料；於另一實施例，當使用者接收到的警示訊息為接漏提示時，表示打標圖樣和實際圖樣之間有部份字元或是圖形有缺陷無法接續，此時，就會向雷射打標分區接合裝置1提出增加雷射能量的請求資料；於另一實施例中，當使用者接收到的警示訊息為火柴頭提示時，表示施加的雷射能量過多而造成打標圖樣大於實際圖樣，造成打標圖樣中就會有火柴頭圖形出現，這時就會向雷射打標分區接合裝置1提出減少 雷射能量的請求資料，經過向雷射打標分區接合裝置1多次的提出請求資料後，若是使用者得到正常提示時，並向雷射打標分區接合裝置1提出繼續工作的請求資料後，就可結束上述調整程序，雷射打標分區接合裝置1接著就會自行運作以完成該圖形”Word”的整體打標影像，即將”Word”中的第一分區”Wor”與第二分區”rd”完成接合，此即為所謂的分區接合。

接著請參考圖4，圖4表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置1在進行分區打標時的示意圖。在此要說明的是，於本發明中，在圖4中並未將雷射打標分區接合裝置1的全部構件顯示出來，僅將與本實施例中相關的元件標示出。雷射打標裝置11具有使用者介面111、運算模組112、控制器模組113以及振鏡模組114，使用者介面111用以供使用者繪製圖形與匯入請求資料，在本發明的一實施例中，使用者介面111是由觸控式螢幕以及軟體圖形介面(GUI)所組成，使用者可將其所想要實現的打標軌跡直接繪製在使用者介面111上以形成圖形，或是將圖形預先在其他的終端裝置上繪製完成後，以檔案形式，經由使用者介面111輸入至雷射打標裝置11。另外，匯入請求資料指的是使用者將一些分區打標時所要運用到的參數，透過使用者介面111輸入至雷射打標裝置11，這些參數例如是雷射能量大小或是打標時間等；運算模組112則根據上述圖形與匯入請求資料以輸出可讀資料，此可讀資料中所稱的「可讀」，指的是控制器模組113可讀的(readable)資料格式。

請繼續參考圖4，運算模組112具有路徑規劃模組1121與能量運算模組1122，路徑規劃模組1121用以規劃雷射源裝置13進行分區打標時的多個打標節點(圖4未示)的多個座標，每一個打標節點對應一個座標。例如圖形是一個圓形時，路徑規劃模組1121就會將此圓形拆解成20個節點，節點與節點之間距離至少1mm，並以此圓形的圓心為原點，根據X-Y座標系，將此20個節點都給予一個特定的座標值，並將此20個節點分別以定義，例 如形成第一個節點是A₁(1,0)、第二個節點是A₂(2,0)，以此類推至第20個節點是A₂₀(20,0)，以供雷射源裝置13在進行分區打標時對準用，座標值是採用圖形座標系，此座標系是以卡式座標系的X-Y座標系定義，原點是在圖形的質心；能量運算模組1122則用以安排打標節點14A的能量值陣列，並將打標節點14A的座標與能量值陣列打包，打包就是形成封包(packaging)轉成控制器模組113的可讀資料，並將此可讀資料傳送至控制器模組113，在本發明的實施例中，可讀資料可以是數值控制碼，即NC碼，所謂數值控制碼就是將使用者所需要的各種控制資料，例如：主軸轉速、加工的條件以及工件的尺寸等，製作成一系列的數值指令，輸入控制器內，形成電腦數值控制工具機(CNC machine)可讀的資料，以控制該工具機運作。打標節點14A的能量值陣列可以是一個5*5的矩陣，在此陣列中，每一個元素編排順序是按照上述路徑規劃模組1121的命名順序，由左至右且由上而下排列，每一個元素表示一個雷射能量值，代表此特定節點所需要的雷射能量。

請繼續參考圖4，雷射打標裝置11中控制器模組113更包含插值計算模組1131與命令輸出模組1132。控制器模組113接收由能量運算模組1122所傳送的可讀資料以及振鏡模組114所傳送的振鏡資料後，利用插值計算模組1131將可讀資料與振鏡模組114所傳送的振鏡資料進行插值運算之後，得到接圖參數預設值，接著利用命令輸出模組1132將接圖參數預設值傳送給雷射源裝置13。雷射源裝置13接收接圖參數預設值之後，就會根據接圖參數預設值發出雷射光，並且在工件14上進行分區打標。要說明的是，接圖參數預設值是參考了原始使用者所設定的資料與振鏡模組114以及雷射源裝置13的振鏡資料所形成的，因此使分區打標的精確度提升。

雷射打標裝置11中的振鏡模組114用以帶動雷射源裝置13，此振鏡模組114架構是相同於習知的雷射打標機，具有振鏡電機(圖未示)與振鏡鏡片(圖未示)。振鏡模組114在未進行分區打標時，仍具有一些初始值(preset value/default)，例如振鏡電機與振鏡鏡片的原始位置；在打標後會時或打標後會存在處理值(process value)，例如振鏡電機與振鏡鏡片在打標時不同時間的不同位置，這些初始值以及處理值構成了所謂的振鏡資料。在不同次打標時，加入振鏡資料可以動態的調整打標，讓打標點更能符合使用者所需。

接著請參考圖5，圖5表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置1在進行分區打標時的另一實施例之示意圖。同樣的，圖5僅將雷射打標裝置11中的部分構件顯示出來，在此實施例中，視覺裝置12包括影像擷取模組121以及影像比對模組122，透過視覺裝置12中的影像擷取模組121擷取雷射源裝置13在工件14上進行打標之後所形成的分區打標影像，並透過影像比對模組122進行比對，將影像判別結果回傳至使用者介面111，其中視覺裝置12的擷取雷射源裝置13在工件14上所形成的分區打標影像的時間可以是在第一分區打標進行時，即時的擷取分區打標影像，也可以是在第一分區打標完成後，才擷取分區打標影像，擷取分區打標影像的時間不在本發明所限制的範圍內，只要在分區打標進行時皆可進行分區打標影像的擷取。在本實施例中，影像擷取模組121可以是影像感測器，例如CCD陣列、MMOS陣列或是光二極體陣列等可以拍攝影像的機器或是設備。另外，分區打標影像可以是一個圖形檔案，例如副檔名是jpg、tif、png、bmp的圖形檔案。

請繼續參考圖5，影像比對模組122更包括影像處理模組1221、辨識模組1222及比對模組1223，其中比對模組1223更包括一資料庫1223A。圖5中的影像處理模組1221將分區打標影像處理成辨識模組1222可讀的 (readable)資料格式，即稱為可辨識資料，例如影像處理模組1221將副檔名是jpg的圖形檔案(*.jpg)，轉換成為一組帶有座標的二進位數字陣列，以方便影像比對模組122進行比對，影像處理模組1221並將該轉換後的可辨識資料傳送給辨識模組1222，辨識模組1222用以判定此可辨識資料中的判斷區域，並將此判斷區域傳送至比對模組1223以進行比對。如習知技術所述，打標影像中的火柴頭圖形與需要接合的部分幾乎都出現在打標影像的邊緣處，只佔有打標影像的一部份，所以在本發明中，透過辨識模組1222的判定手段，將可辨識資料(仍保有分區打標影像的內容，相較於分區打標影像僅是資料格式改變)中需要進行後續處理的判斷區域萃取出來，以有效利用雷射打標分區接合裝置1中的資源並且節省雷射打標的時間。辨識模組1222將判斷區域傳送至比對模組1223後，比對模組1223將判斷區域與比對模組1223中的資料庫1223A中的預定影像進行比對。比對的方式是資料庫1223A將判斷區域中的某一個特定座標中的相關資料，例如是打標點半徑先呼叫(call)出來，再呼叫出此特定座標在預定影像上的相關資料，例如是打標點坐標，後續將同一座標下的判斷區域中的打標點半徑與預定影像上的打標點半徑相減，如果相減後的值大於或是等於1，則表示判斷區域等於預定影像，則輸出吻合；若相減後的值小於1，則表示判斷區域小於預定影像，則輸出失真。在此，預定影像是一個標準影像，一般使用者會透過雷射打標分區接合裝置1，將其所要提供圖形的標準影像預先儲存在資料庫1223A中，用以提供比對模組1223中來判定判斷區域是否與預定影像相互吻合。此資料庫1223A可以是一個記憶體，用來儲存多個預定影像。

請繼續參考圖5，比對模組1223將判斷區域中的每一個座標的相關資料與預定影像的相關資料逐一的比對後，視覺裝置12將影像判別結果回傳給使用者介面111。使用者介面111接收影像判別結果之後，會發出警示 訊息，用於提醒使用者判別結果，此警示訊息包括正常提示、接漏提示與火柴頭提示。在本實施例中，影像判別結果若是有50個(含)以上的吻合時，此警示訊息就是正常提示；若是影像判別結果若是有不超過50個的吻合時，此警示訊息就是火柴頭提示；若是影像判別結果若是有任1個的失真時，此警示訊息就是接漏提示，但影像判別結果數量不限於50個，可自設定臨界值。當使用者接獲警示訊息後，會根據警示訊息的內容調整請求資料的內容；當未接獲正常提示時，使用者會一直重覆調整請求資料，直到獲得正常提示；當使用者接獲正常提示時，就會將請求資料中輸入自動提示，此時雷射打標分區接合裝置1就會自動開始運行，以將全部的圖形轉印到工件14上。

本發明所提出的雷射打標分區接合裝置1，不但可透過一再的分區打標以修正分區打標影像，同時更經由視覺裝置12以電腦判定分區打標影像的良窳，大幅減少人為判別之誤差，修正時更考慮了振鏡模組114的資料，同時進行插值運算以考慮到預設值，避免接圖錯誤。更重要的是，此裝置可以即時的反饋分區打標影像的判定結果，且使用者可以根據警示訊號即時調整輸入的請求資料調整打標分區打標影像，不需要等待整個打標影像完成後即可以即時調整，故深具產業利用性。

後續本發明提供一種雷射打標分區接合方法。請參考圖4、圖5與圖6A至圖6D，圖6A至圖6D表示本發明所提供之雷射打標分區接合方法的進行時，打標節點的示意圖。其中圖6A是使用者對於使用者介面111所輸入的圖形的一個分區，即第一分區預計打標圖樣100，圖6B是路徑規劃模組1121規劃後的多個打標節點14A的座標圖，圖6C是插值計算模組1131插值計算後的多個打標節點14A的座標圖，圖6D是影像擷取模組121所擷取的分區打標影像。首先，路徑規劃模組1121係根據圖6A使用者對於使用者介面 111所輸入的圖形的一個分區進行規劃，例如第一分區，以生成多個打標節點14A。此時生成的每一個打標節點14A之間是等距離的，其距離為t，一般t是3mm，等距離的用意是讓雷射源裝置13在打標移動時能夠進行等速度運動，故在路徑規劃模組1121中生成的多個節點是處於等速度段14M，並且路徑規劃模組1121會決定此等速度段14M中的等速度段起點14C與等速度段終點14D，以方便後續接圖用。後續這些打標節點14A經過能量運算模組1122安排後，每一個打標節點14A皆具有能量值，以提示雷射源裝置13在某一特定的打標節點14A需要產生特定能量值的輸出功率。後續控制器模組113中的插值計算模組1131接收到具有能量值的每一個打標節點14A的相關資料後，根據振鏡模組114當前的座標值與多個節點所在的等速度段14M的起點與終點，進行插值運算，所謂插值運算指的是插入一個在路徑規劃模組1121生成資料中沒有的值。插值計算模組1131會先擷取振鏡模組114當前的座標值，然後在振鏡模組當前座標值與等速度段起點14C前和等速度段終點14D後插入多個挪動節點14B，以供雷射源裝置13以及振鏡模組114對位用。此時每個挪動節點14B之間是不等距的，因為振鏡模組114從靜止加速到等速度段14M時，即在加速度段14S時有加速度產生，且振鏡模組114減速到靜止時，即減速度段14E時也會有加速度產生，所以在加速度段14S與減速度段14E中，相鄰的兩挪動節點14B是不等距的。在本發明的一個具體實施方式中，振鏡模組114在加速度段14S與減速度段14E中是進行等加速度運動，更進一步的，振鏡模組114在加速度段14S進行2km/s²的等加速度運動，在減速度段14E進行-2km/s²的等加速度運動。進行打標時，此加速度段14S與減速度段14E的雷射源裝置13是處在關光狀態，此關光狀態指的是雷射源裝置13不發出雷射光，此時加速度段14S與減速度段14E僅供振鏡模組114與雷射源裝置13對位用，所以挪動節點14B以白色圓圈示意。 最後插值運算模組112獲得了此接圖參數預設值後，命令輸出模組1132傳送此接圖參數預設值給雷射源裝置13，供雷射源裝置13在工件14上進行分區打標。

圖6D顯示了影像擷取模組121所擷取的分區打標影像。從圖6D中可以看出，在工件14上的第一分區實際打標圖樣102是相同於第一分區預計打標圖樣100，且第一分區實際打標圖樣102的兩端不會產生火柴頭圖像。另外，圖6A僅表示圖形的第一分區，後續要完成此圖形的其他分區時，如第二分區或是第三分區時，即進行接圖過程，亦可遵照上述流程進行，僅是在接圖過程中，圖6C中的第二分區等速度段起點14C必定要對準第一分區中的等速度段終點14D，以方便完成接圖步驟。

最後請參考圖7，圖7表示本發明所提供之雷射打標分區接合裝置1之方法執行流程圖，以下分別詳述步驟，並請一併參考圖3至圖6D：步驟F1：取得圖形的第一分區。一般而言，使用者通過上述圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的使用者介面111輸入一個圖形後，此雷射打標分區接合裝置1中的運算模組112會對輸入的圖形進行影像處理，將此圖形分成面積相等的六個分區。在本發明中，並不限制分區的數目以及面積，可以是兩個分區、三個分區或是九個分區，只要分區數目是整數即可。此六個分區中的會分別的被編號成為第一分區至第六分區。編號的順序不在本發明的限制中。後續進行步驟F2。

步驟F2：根據圖形的第一分區，規劃多個第一打標節點14A，並決定多個第一打標節點14A中的等速度段起點14C與等速度段終點14D。規劃結果如同圖6C所示，規劃是經由如上述圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的路徑規劃模組1121進行。後續進行步驟F3。

步驟F3：將多個第一打標節點14A賦予對應的座標值與能量值。賦予意思是指將原本沒有的資料格式添加至原始資料而成為新的資料格式。在本具體實施方式中，多個第一打標節點14A是僅有灰階的資料，例如某一個第一打標節點14A是黑色的話，該點資料是呈現(255,0)，之後透過上述圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的能量運算模組1122，將多個第一打標節點14A分別加上座標值與能量值，例如將該點資料變成(255,0,1,2,100)，使該點的資料格式轉變。座標值是採用圖形座標系，此座標系是以卡式座標系的X-Y座標系定義，原點是在圖形的中心。後續進行步驟F4。

步驟F4：將賦予座標值與能量值的多個第一打標節點14A與振鏡模組114的座標值插值運算，以獲得第一接圖參數預設值。插值運算是通過圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的路徑規劃模組1121進行，插值運算的定義如同前述圖6C的圖說所述。插值運算後的結果如圖6C所示。步驟F2至F4完全是對於第一分區進行處理。後續進行步驟F5。

步驟F5：雷射源裝置13根據第一接圖參數預設值對於工件14進行第一分區打標。後續進行步驟F6。

步驟F6：取得圖形的另一分區，並根據圖形的另一分區，規劃多個第二打標節點14A，並決定多個第二打標節點14A中的等速度段起點14C與等速度段終點14D，並將多個第二打標節點14A賦予對應的座標值與能量值，其中多個第二打標節點14A中的等速度段起點14C與第一打標節點14A中的等速度段終點14D的座標值須相同。所謂另一分區指的是圖形內除了第一個分區以外的另一個分區。通過圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的運算模組112可以挑選另一分區是哪一個分區，在本實施例中指定了此圖形中的第二分區是另一分區。另外，在步驟F6中，是通過圖4所示的雷射打標分區接合裝置1中的路徑規劃模組1121進行規劃，需要注意的是，決定多個 第二打標節點14A的座標時，多個第二打標節點14A中的等速度段起點14C與多個第一打標節點14A中的等速度段終點14D的座標值相同，以使雷射源裝置13才能拼接此多個分區，完成整體打標。後續進行步驟F7。

步驟F7：將具有座標值與能量值的多個第二打標節點14A與振鏡模組114的座標值插值運算，以獲得第二接圖參數預設值，插值運算的定義及使用的裝置如同步驟F4中所述。後續進行步驟F8。

步驟F8：雷射源裝置13根據第二接圖參數預設值進行另一分區打標。後續進行步驟F9。

步驟F9：判斷是否已完成分區打標。此步驟是判斷整體圖形是否已完成整體雷射打標。此步驟是藉由圖5所示的雷射打標接合裝置中的影像比對模組122判定。若是，則進行步驟F10；若否，則返回進行步驟F6。

步驟F10：結束此流程。

使用本發明所提出的雷射打標分區接合方法，藉由將原始多個打標節點14A增加了不開光的多個挪動節點14B延伸段，不但可以維持原來分區打標時雷射源裝置13的等速度運動，並且防止原來分區打標時所造成的火柴頭圖形。在後續進行多個分區打標，即進行接圖步驟時，第一分區的等速度段終點14D可完全的與第二區的等速度段起點14C銜接，使得接圖結果完全吻合於原來使用者提供的圖形，減少一再修整分區打標圖形時間與減少雷射源裝置13出光浪費，並減少因為雷射命令落後伺服命令所造成的圖形尺寸不正確的現象，故兼具方便性與實用性。

雖然本創作以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習本領域技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種雷射打標分區接合裝置，用以在一工件上進行一分區打標，包括一雷射打標裝置、一雷射源裝置及一視覺裝置，其中該雷射打標裝置用以驅動該雷射源裝置，其特徵在於：該雷射打標裝置，具有一使用者介面用以繪製一圖形與匯入一請求資料；一運算模組根據該圖形與該請求資料輸出一可讀資料，且該運算模組還具有一路徑規劃模組，該路徑規劃模組用以規劃該雷射源裝置進行該分區打標時的多個打標節點的多個座標；一振鏡模組用以帶動該雷射源裝置；一控制器模組接收該可讀資料與該振鏡模組所傳送的一振鏡資料後，對該可讀資料及該振鏡模組所傳送的該振鏡資料進行一插值運算，以得到一接圖參數預設值；該雷射源裝置，接收該接圖參數預設值後，在該工件上進行該分區打標；以及該視覺裝置，具有一影像擷取模組及一影像比對模組，該影像擷取模組用以擷取該工件上的一分區打標影像，並透過該影像比對模組進行比對，以回傳一影像判別結果給該使用者介面。
2. 如請求項1所述的雷射打標分區接合裝置，其中該運算模組更具有一能量運算模組，該能量運算模組用以安排該些打標節點的一能量值陣列，並將該些打標節點的該些座標與該能量值陣列打包成該可讀資料，傳送至該控制器模組。
3. 如請求項1或2所述的雷射打標分區接合裝置，其中該控制器模組更具有一插值計算模組與一命令輸出模組，該插值計算模組進行該插值運算，藉此獲得該接圖參數預設值，且該命令輸出模組用以傳送該接圖參數預設值。
4. 如請求項2所述的雷射打標分區接合裝置，其中該可讀資料包括數值控制碼。
5. 如請求項1所述的雷射打標分區接合裝置，其中該影像比對模組更包括一影像處理模組、一辨識模組及一比對模組，其中該影像處理模組將該分區打標影像處理成一可辨識資料；該辨識模組用以判定該可辨識資料中的一判斷區域，並將該判斷區域傳送至該比對模組以進行比對。
6. 如請求項5所述的雷射打標分區接合裝置，其中該插值計算模組用於插入該路徑規劃模組生成資料中沒有的多個值。
7. 如請求項6所述的雷射打標分區接合裝置，其中該些值包括一振鏡模組當前座標值、一加速度段、一減速度段以及在該加速度段與該減速度段中的多個挪動節點。
8. 如請求項1所述的雷射打標分區接合裝置，其中當進行該分區打標時，該雷射源裝置在一加速度段與一減速度段為一關光狀態。
9. 如請求項1所述的雷射打標分區接合裝置，其中該影像擷取模組是將該判斷區域與該比對模組中的一資料庫中的一預定影像進行比對。
10. 一種雷射打標分區接合方法，其步驟包括：取得一圖形的一第一分區；根據該圖形的該第一分區，規劃多個第一打標節點，並決定該些第一打標節點中的一等速度段起點與一等速度段終點；將該些第一打標節點賦予一座標值與一能量值；將賦予該座標值與該能量值的該些第一打標節點與該振鏡模組的一座標值進行一插值運算，以獲得一第一接圖參數預設值；一雷射源裝置根據該第一接圖參數預設值對於一工件進行一第一分區打標；取得該圖形的一另一分區，並根據該圖形的該另一分區，規劃多個第二打標節點，並決定該些第二打標節點中的一等速度段起點與一等速度段終點，並將該些第二打標節點賦予一座標值與一能量值，其中該些第二打標節點中的該等速度段起點與該些第一打標節點中的該等速度段終點的該座標值相同；將具有該座標值與該能量值的該些第二打標節點與該振鏡模組的該座標值進行該插值運算，以獲得一第二接圖參數預設值；以及該雷射源裝置根據該第二接圖參數預設值進行一另一分區打標。