激光聚焦方法、系统、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及激光切割控制技术领域，特别是涉及一种激光聚焦方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.激光切割是一种利用高功率密度的激光束对材料进行加工的技术。激光切割的关键是保证激光束在材料表面的聚焦位置，以实现最佳的切割效果。
3.然而，在实际应用中，许多材料的表面经常存在不平整、凹凸不平或表面结构复杂等情况。传统的聚焦方法通常依赖于预先设定的焦距或机械调节装置，无法实现实时高精度的聚焦控制。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述无法实时高精度激光聚焦的技术问题，提供一种激光聚焦方法、系统、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种激光聚焦方法。所述方法包括：
6.确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
7.获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
8.根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；
9.根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
10.在其中一个实施例中，所述垂向距离差由所述当前切割位置对应的测量距离减去所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离得到；
11.所述根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置，包括：
12.将所述垂向距离差的绝对值，作为所述激光聚焦镜的调整位移量；
13.基于所述垂向距离差与零之间的大小关系，确定所述激光聚焦镜的调整方向；
14.将所述激光聚焦镜在所述调整方向上移动所述调整位移量后的位置，作为所述当前切割位置对应的聚焦位置。
15.在其中一个实施例中，所述基于所述垂向距离差与零之间的大小关系，确定所述激光聚焦镜的调整方向，包括：
16.若所述垂向距离差大于零，则确定所述激光聚焦镜的调整方向为向下调整；
17.若所述垂向距离差小于零，则确定所述激光聚焦镜的调整方向为向上调整。
18.在其中一个实施例中，所述根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述
当前切割位置对应的聚焦位置，包括：
19.根据所述垂向距离差，确定控制电压；
20.将所述控制电压输入压电陶瓷电机，通过所述压电陶瓷电机将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。
21.在其中一个实施例中，在所述确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置之后，还包括：
22.若所述当前切割位置为所述待切割材料的第一个切割位置，获取所述第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差；所述初始高度差为切割开始时所述激光聚焦镜与所述激光测距仪之间的高度差；
23.根据所述预设切割距离条件、所述第一个切割位置对应的测量距离和所述初始高度差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。
24.在其中一个实施例中，所述根据所述预设切割距离条件、所述第一个切割位置对应的测量距离和所述初始高度差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置，包括：
25.根据所述预设切割距离条件和所述第一个切割位置对应的测量距离，确定所述激光聚焦镜的第一调整量；
26.根据所述初始高度差和所述第一调整量，确定所述激光聚焦镜的第二调整量；
27.根据所述第二调整量，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。
28.第二方面，本技术还提供了一种激光聚焦系统。所述系统包括激光测距仪、激光聚焦镜、控制终端，其中，
29.所述激光测距仪，用于在切割至所述待切割材料的当前切割位置之前，测量所述当前切割位置与所述激光测距仪之间的测量距离，并发送所述测量距离给控制终端；
30.所述控制终端，用于根据所述激光测距仪发送的所述当前切割位置对应的测量距离、以及所述激光测距仪上一次发送的所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，确定两个切割位置之间的垂向距离差；根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置；
31.所述激光聚焦镜，用于将激光聚焦于所述当前切割位置。
32.在其中一个实施例中，所述系统还包括压电陶瓷电机；
33.所述控制终端，还用于根据所述垂向距离差，确定控制电压；输入所述控制电压至所述压电陶瓷电机；
34.所述压电陶瓷电机，用于基于所述控制终端输入的所述控制电压，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。
35.第三方面，本技术还提供了一种激光聚焦装置。所述装置包括：
36.切割位置确定模块，用于确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
37.测量距离确定模块，用于获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
38.距离差确定模块，用于根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位
置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；
39.聚焦位置调整模块，用于根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
40.第四方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
41.确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
42.获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
43.根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；
44.根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
45.第五方面，本技术还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，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
46.确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
47.获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
48.根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；
49.根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
50.第六方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
51.确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
52.获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
53.根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；
54.根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
55.上述激光聚焦方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，首先确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置，接着获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离，以通过测量距离实时检测待切割材料中切割位置的高度；然后，根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得
到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差，通过测量距离之间的变化来反映出待切割材料中切割位置之间的起伏变化；最后根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置，以垂向距离差为参照可以快速地调整激光聚焦镜至聚焦位置。上述方法通过激光测距仪实时测量每个切割位置的测量距离，来确定切割位置之间的起伏变化，再根据反映起伏变化的垂向距离差来调整激光聚焦镜，计算简单准确，实现了准确、快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。
附图说明
56.图1为一个实施例中激光聚焦方法的应用环境图；
57.图2为一个实施例中激光聚焦方法的流程示意图；
58.图3为一个实施例中激光聚焦镜的聚焦位置调整示意图；
59.图4为另一个实施例中激光聚焦方法的完整流程示意图；
60.图5为一个实施例中激光聚焦系统的结构框图；
61.图6为一个实施例中激光聚焦系统的实例图；
62.图7为一个实施例中激光聚焦装置的结构框图；
63.图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
64.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
65.本技术实施例提供的激光聚焦方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，激光聚焦控制终端102分别与激光测距仪104和激光聚焦镜106进行通信连接。数据存储器可以存储激光聚焦控制终端102需要处理的数据。数据存储系统可以集成在激光聚焦控制终端102上，也可以放在云上或其他网络服务器上。激光聚焦控制终端102确定激光聚焦镜106对准的待切割材料的当前切割位置后，从数据存储器中查询获取激光测距仪104在之前发送的当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，激光聚焦控制终端102根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差，然后激光聚焦控制终端102根据垂向距离差，将激光聚焦镜106调整至当前切割位置对应的聚焦位置。其中，激光聚焦控制终端102可以但不限于是各种个人计算机和笔记本电脑等，也可以是以微型计算机或微处理器为核心，完成控制逻辑和控制算法的专用模块化单元等。
66.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种激光聚焦方法，以该方法应用于图1中的激光聚焦控制终端102为例进行说明，包括以下步骤：
67.步骤s201，确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置。
68.示例性地，激光聚焦控制终端102可以根据位置编码器确定出激光聚焦镜106当前所移动到的位置，即可确定出激光聚焦镜106对准的当前切割位置。
69.步骤s202，获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离。
70.示例性地，激光聚焦控制终端102确定出当前切割位置后，基于数据存储器中预先建立的切割位置与测量距离之间的映射关系，可以查询得到当前切割位置对应的测量距离，同时基于当前切割位置，确定出上一个切割位置，并查询上一个切割位置对应的测量距离。进一步地，在激光测距仪104测量得到每个切割位置对应的测量距离并发送至激光聚焦控制终端102时，激光聚焦控制终端102可以通过位置编码器确定激光测距仪104当前所移动到的切割位置，并将激光测距仪104当前所移动到的切割位置和接收得到的测量距离建立映射关系并存储于数据存储器中。
71.步骤203，根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差。
72.示例性地，如图3所示，激光聚焦控制终端102可以基于当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，计算出待切割材料在两个位置之间的起伏变化，即垂向距离差。
73.步骤204，根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置；聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
74.示例性地，当对上一个切割位置进行激光切割时，激光聚焦镜106必然在对应的聚焦位置上，因此，只需要确定出激光聚焦镜106从上一个位置对应的聚焦位置调整至当前切割位置对应的聚焦位置所需要的高度调整量，就可以将激光聚焦镜106调整至当前切割位置对应的聚焦位置。如图3所示，因为每个切割位置对应的切割距离是相同的，所以根据垂向距离差，即可确定出激光聚焦镜106从上一个位置对应的聚焦位置调整至当前切割位置对应的聚焦位置所需要的高度调整量，根据高度调整量对激光聚焦镜106进行调整，可以使得激光聚焦镜106与当前切割位置之间依然保持相同的切割距离。
75.上述激光聚焦方法中，首先确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置，接着获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离，以通过测量距离实时检测待切割材料中切割位置的高度；然后，根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差，通过测量距离之间的变化来反映出待切割材料中切割位置之间的起伏变化；最后根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置，以垂向距离差为参照可以快速地调整激光聚焦镜至聚焦位置。上述方法通过激光测距仪实时测量每个切割位置的测量距离，来确定切割位置之间的起伏变化，再根据反映起伏变化的垂向距离差来调整激光聚焦镜，计算简单准确，实现了准确、快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。
76.在一个实施例中，垂向距离差由当前切割位置对应的测量距离减去当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离得到；上述步骤s204根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，还包括：将垂向距离差的绝对值，作为激光聚焦镜的调整位移量；基于垂向距离差与零之间的大小关系，确定激光聚焦镜的调整方向；将激光聚焦镜在调整方向上移动调整位移量后的位置，作为当前切割位置对应的聚焦位置。
77.进一步地，在一个实施例中，上述基于垂向距离差与零之间的大小关系，确定激光聚焦镜的调整方向，还包括：若垂向距离差大于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向下调
整；若垂向距离差小于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向上调整。
78.示例性地，通过当前切割位置对应的测量距离减去当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到垂向距离差。若当前切割位置对应的测量距离大于上一个切割位置对应的测量距离，则垂向距离差大于零，即当前切割位置比上一个切割位置更低，相应地激光聚焦镜需要向下调整才能与当前切割位置保持切割距离，例如图3所示的情况；若当前切割位置对应的测量距离小于上一个切割位置对应的测量距离，则垂向距离差小于零，即当前切割位置比上一个切割位置更高，相应地激光聚焦镜需要向上调整才能与当前切割位置保持切割距离。同时，激光聚焦镜的调整位移量即为垂向距离差的绝对值。确定出激光聚焦镜的调整位移量和调整方向后，即可将激光聚焦镜调整至准确的聚焦位置。另外，激光聚焦控制终端在接收到激光测距仪发送的最新的切割位置对应的测量距离后，可以直接计算出对应的垂向距离差，并将垂向距离差与对应的切割位置建立映射关系后存储于数据存储器，使得激光聚焦镜走到对应切割位置时，激光聚焦控制终端可以直接查询调用垂向距离差，从而减少实时计算的时间。
79.上述实施例中，通过垂向距离差的绝对值和垂向距离差与零之间的大小关系，分别确定出激光聚焦镜的调整位移量和调整方向，基于调整位移量和调整方向，能够实时准确地将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，以实现对待切割材料的激光切割需求。
80.在一个实施例中，上述步骤s204根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，还包括：根据垂向距离差，确定控制电压；将控制电压输入压电陶瓷电机，通过压电陶瓷电机将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
81.其中，压电陶瓷电机是一种利用压电效应将电能转化为机械运动的器件。压电陶瓷电机具有高精度控制、高响应速度和结构紧凑的优点。
82.示例性地，通常情况下，压电陶瓷电机的位移量和控制电压之间具有线性关系，并且运动位移量和控制电压之间具有一一对应关系。在确定出垂向距离差后，即为确定出激光聚焦镜的调整位移量，就可以根据压电陶瓷电机的位移量和控制电压之间的线性关系，确定出输入压电陶瓷电机的控制电压，压电陶瓷电机根据输入的控制电压产生相应的位移量，进而带动激光聚焦镜实现位移调整。更具体地，若上一个切割位置对应的控制电压为v0，根据调整位移量确定出对应的调整电压为δv；若是激光聚焦镜需要向下调整，则压电陶瓷电机需要加大的位移量，所以当前切割位置对应的控制电压v1＝v0+δv；若是激光聚焦镜需要向上调整，则压电陶瓷电机需要减小的位移量，所以当前切割位置对应的控制电压v1＝v0-δv。
83.本实施例中，通过控制电压来控制压电陶瓷电机，以实现对激光聚焦镜的位移调整，能够达到高准确度和高响应速度的激光聚焦控制效果。
84.在一个实施例中，在上述步骤s201确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置之后，还包括：若当前切割位置为待切割材料的第一个切割位置，获取第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差；初始高度差为切割开始时激光聚焦镜与激光测距仪之间的高度差；根据预设切割距离条件、第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
85.进一步地，在一个实施例中，上述根据预设切割距离条件、第一个切割位置对应的
测量距离和初始高度差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置，还包括：根据预设切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，确定激光聚焦镜的第一调整量；根据初始高度差和第一调整量，确定激光聚焦镜的第二调整量；根据第二调整量，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
86.示例性地，在激光切割开始时，激光聚焦镜和激光测距仪可能不在同一水平高度，因此需要知道初始高度差，初始高度差可以由用户输入确定。根据预设的切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，则可以确定出激光测距仪和第一个切割位置对应的聚焦位置之间的高度差，即第一调整量；再根据激光聚焦镜与激光测距仪之间的初始高度差，就可以根据激光测距仪为参照物，确定出激光聚焦镜在切割开始后向第一个切割位置对应的聚焦位置调整所需的第二调整量。
87.本实施例中，通过初始高度差、预设切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，确定出激光聚焦镜的调整量，以调整激光聚焦镜至第一个切割位置对应的聚焦位置。同时，激光聚焦镜对准第一个切割位置时，符合预设切割距离条件，那么当激光聚焦镜调整至后续其他切割位置对应的聚焦位置时，就可以基于上述激光聚焦方法快速准确地完成激光聚焦。
88.在另一个实施例中，如图4所示，提供了一种激光聚集方法，包括以下步骤：
89.步骤s401，确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
90.步骤s402，若当前切割位置为待切割材料的第一个切割位置，获取第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差；
91.步骤s403，根据预设切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，确定激光聚焦镜的第一调整量；
92.步骤s404，根据初始高度差和第一调整量，确定激光聚焦镜的第二调整量；
93.步骤s405，根据第二调整量，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置；
94.步骤s406，若当前切割位置为待切割材料的其他切割位置，获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；
95.步骤s407，根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差；
96.步骤s408，将垂向距离差的绝对值，作为激光聚焦镜的调整位移量；
97.步骤s409，若垂向距离差大于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向下调整；若垂向距离差小于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向上调整；
98.步骤s410，根据调整位移量和调整方向，确定控制电压；
99.步骤s411，将控制电压输入压电陶瓷电机，通过压电陶瓷电机将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
100.其中，测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置；垂向距离差由当前切割位置对应的测量距离减去当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离得到；
101.示例性地，确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置，若当前切割位置为第一个切割位置时，通过初始高度差、预设切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，确定出激光聚焦镜调整至第一个切割位置对应的调整位移量；基于压电陶瓷电机的
性质，每个切割位置对应的聚焦位置都在激光聚焦镜初始位置的下方，可以使得对计算控制电压时更简便；根据调整位移量和向下的调整方向，将激光聚焦镜调整至第一个切割位置对应的聚焦位置。若当前切割位置为其他切割位置时，根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差，通过垂向距离差确定调整位移量和调整方向，根据调整位移量和调整方向，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。在调整激光聚焦镜至聚焦位置时，需要根据调整位移量和调整方向确定出控制电压，然后将控制电压输入压电陶瓷电机使得压电陶瓷电机产生位移带动激光聚焦镜调整至聚焦位置。
102.本实施例中，通过激光测距仪实时测量每个切割位置的测量距离，来确定切割位置之间的起伏变化，再根据反映起伏变化的垂向距离差来调整控制电压，以控制电压来控制压电陶瓷电机的位移，使得压电陶瓷电机带动激光聚焦镜调整至聚焦位置，计算过程简单快速，实现了准确、快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。
103.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
104.在一个实施例中，如图5所示，提供了一种激光聚焦系统，包括激光测距仪501、控制终端502和激光聚焦镜503，其中，
105.激光测距仪501，用于在切割至待切割材料的当前切割位置之前，测量当前切割位置与激光测距仪501之间的测量距离，并发送测量距离给控制终端502；
106.控制终端502，用于根据激光测距仪501发送的当前切割位置对应的测量距离、以及激光测距仪501上一次发送的当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，确定两个切割位置之间的垂向距离差；根据垂向距离差，将激光聚焦镜503调整至当前切割位置对应的聚焦位置；聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置；
107.激光聚焦镜503，用于将激光聚焦于当前切割位置。
108.在一个实施例中，上述激光聚焦系统还包括压电陶瓷电机；
109.上述控制终端502还用于根据垂向距离差，确定控制电压；输入控制电压至所述压电陶瓷电机；
110.上述压电陶瓷电机，用于基于控制终端输入的控制电压，将激光聚焦镜503调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
111.为了便于本领域技术人员理解本技术实施例，以下将结合附图6的具体示例对本技术进行说明；本示例中，激光聚焦系统包括控制单元(即控制终端502)、初定位单元和精定位单元。
112.其中，初定位单元包括伺服电机、联轴器、丝杆和两个导轨；精定位单元包括压电陶瓷电机、激光聚焦镜、激光测距仪和激光测距仪固定架；初定位单元通过丝杆带动精定位单元在导轨上运动；压电陶瓷电机用于带动激光聚焦镜运动；控制单元分别与激光测距仪
和激光聚焦镜通信连接。
113.在切割开始前，用户通过伺服电机将精定位单元移动到初始位置；但伺服电机无法完成符合更高精度需求的运动，因此需要控制单元和精定位单元一起完成激光切割过程中的激光聚焦。
114.在本实施例中，通过控制单元和精定位单元之间的配合，能够实现激光切割过程中高精度和高响应速度的激光聚焦。
115.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的激光聚焦方法的激光聚焦装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个激光聚焦装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于激光聚焦方法的限定，在此不再赘述。
116.在一个实施例中，如图7所示，提供了一种激光聚焦装置，包括：切割位置确定模块701、测量距离确定模块702、距离差确定模块703和聚焦位置调整704模块，其中：
117.切割位置确定模块701，用于确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；
118.测量距离确定模块702，用于获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；
119.距离差确定模块703，用于根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差；
120.聚焦位置调整模块704，用于根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置；聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。
121.在一个实施例中，垂向距离差由当前切割位置对应的测量距离减去当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离得到；上述聚焦位置调整模块704，还用于将垂向距离差的绝对值，作为激光聚焦镜的调整位移量；基于垂向距离差与零之间的大小关系，确定激光聚焦镜的调整方向；将激光聚焦镜在调整方向上移动调整位移量后的位置，作为当前切割位置对应的聚焦位置。
122.在一个实施例中，上述聚焦位置调整模块704，还用于若垂向距离差大于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向下调整；若垂向距离差小于零，则确定激光聚焦镜的调整方向为向上调整。
123.在一个实施例中，上述聚焦位置调整模块704，还用于根据垂向距离差，确定控制电压；将控制电压输入压电陶瓷电机，通过压电陶瓷电机将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
124.在一个实施例中，上述激光聚焦装置还包括初始聚焦位置调整模块，用于在当前切割位置为待切割材料的第一个切割位置的情况下，获取第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差；初始高度差为切割开始时激光聚焦镜与激光测距仪之间的高度差；根据预设切割距离条件、第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
125.在一个实施例中，上述初始聚焦位置调整模块，还用于根据预设切割距离条件和第一个切割位置对应的测量距离，确定激光聚焦镜的第一调整量；根据初始高度差和第一
调整量，确定激光聚焦镜的第二调整量；根据第二调整量，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置。
126.上述激光聚焦装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
127.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种激光聚焦方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
128.本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
129.在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
130.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
131.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
132.需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
133.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，
pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
134.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
135.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种激光聚焦方法，其特征在于，所述方法包括：确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垂向距离差由所述当前切割位置对应的测量距离减去所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离得到；所述根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置，包括：将所述垂向距离差的绝对值，作为所述激光聚焦镜的调整位移量；基于所述垂向距离差与零之间的大小关系，确定所述激光聚焦镜的调整方向；将所述激光聚焦镜在所述调整方向上移动所述调整位移量后的位置，作为所述当前切割位置对应的聚焦位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置，包括：根据所述垂向距离差，确定控制电压；将所述控制电压输入压电陶瓷电机，通过所述压电陶瓷电机将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置之后，还包括：若所述当前切割位置为所述待切割材料的第一个切割位置，获取所述第一个切割位置对应的测量距离和初始高度差；所述初始高度差为切割开始时所述激光聚焦镜与所述激光测距仪之间的高度差；根据所述预设切割距离条件、所述第一个切割位置对应的测量距离和所述初始高度差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设切割距离条件、所述第一个切割位置对应的测量距离和所述初始高度差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置，包括：根据所述预设切割距离条件和所述第一个切割位置对应的测量距离，确定所述激光聚焦镜的第一调整量；根据所述初始高度差和所述第一调整量，确定所述激光聚焦镜的第二调整量；根据所述第二调整量，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置。6.一种激光聚焦系统，其特征在于，所述系统包括激光测距仪、激光聚焦镜、控制终端，其中，所述激光测距仪，用于在切割至所述待切割材料的当前切割位置之前，测量所述当前切割位置与所述激光测距仪之间的测量距离，并发送所述测量距离给控制终端；
所述控制终端，用于根据所述激光测距仪发送的所述当前切割位置对应的测量距离、以及所述激光测距仪上一次发送的所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，确定两个切割位置之间的垂向距离差；根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置；所述激光聚焦镜，用于将激光聚焦于所述当前切割位置。7.一种激光聚焦装置，其特征在于，所述装置包括：切割位置确定模块，用于确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；测量距离确定模块，用于获取所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；所述测量距离为所述待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；距离差确定模块，用于根据所述当前切割位置对应的测量距离和所述当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到所述当前切割位置与所述上一个切割位置之间的垂向距离差；聚焦位置调整模块，用于根据所述垂向距离差，将所述激光聚焦镜调整至所述当前切割位置对应的聚焦位置；所述聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种激光聚焦方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。涉及激光切割控制技术领域。所述方法包括：确定激光聚焦镜对准的待切割材料的当前切割位置；获取当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离；测量距离为待切割材料上的切割位置与激光测距仪之间的距离；根据当前切割位置对应的测量距离和当前切割位置的上一个切割位置对应的测量距离，得到当前切割位置与上一个切割位置之间的垂向距离差；根据垂向距离差，将激光聚焦镜调整至当前切割位置对应的聚焦位置；聚焦位置为符合预设切割距离条件的位置。采用本方法能够实现准确、快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。快速地对激光聚焦镜进行聚焦调整。


技术研发人员：龙迎春 曹中 刘乾 李漂 周志强 周博宇
受保护的技术使用者：海目星激光科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/23