智能型激光加工系統及其加工方法與流程

本發明涉及激光加工系統，尤其涉及一種適合于脆性材料加工的智能型激光加工系統及其加工方法。

發明背景

現代工業的發展對基于脆性材料的二維平面或三維立體工件的要求和需求越來越高，例如，制造商正在越來越多地在消費電子設備領域使用由脆性材料形成的三維基片并從三維基片襯底中切割除三維工件，以滿足所需的工業設計要求。然而，制造具有較高精度和質量的基于脆性材料的二維平面或三維立體工件，如玻璃、晶體材料(例如藍寶石)或陶瓷目前仍然是一個艱巨的挑戰。

例如，傳統的制造業大多數使用數控機床、線鋸、以及研磨拋光等對脆性材料進行加工并制造零件。這個加工過程是極其緩慢的，并且需要多重步驟來進行加工。一個加工的工廠可能需要幾百臺機器來處理和加工零件。此外，這種方法是昂貴的和勞動密集型的。而且，強力機械裝置(線鋸，CNC磨床)切割通常會導致較低的工件生產質量和生產效率，生產過程中伴隨的機械力在脆性材料基板上的壓力可能直接導致工件的斷裂、碎裂和破損。

近來，一些制造商正試圖開發采用激光加工脆性材料的機器，如圖1所示，通常的機器包括激光器11、光學模組12、激光聚焦鏡或掃描鏡13、以及激光光路與加工件的聯動裝置14。光學模組12通常包括激光時域與空間的調制、強度調制、激光傳輸、偏振控制等。但是，這些機器只能切割二維零件，并且加工精度和質量低。這些機器加工后的零件必須經過多步的研磨加工，以達到所需的尺寸公差和質量。而且，這些機器沒有采用系統的方法來創建一種加工程序，以處理和加工這些零件并達到所需的切割質量，并且無后處理。因此，這些機器的加工工藝是基于不斷嘗試迭代生 成的，完全達不到現代制造業所要求的智能型激光加工系統的要求。

另外，從加工工藝上來說，利用冷激光，例如利用超短脈沖激光器處理脆性材料時不產生熱效應，沒有熱影響區(HAZ)，故也是激光加工脆性材料的一種優選工藝。超短脈沖激光器包括飛秒激光器和脈沖寬度小于10皮秒的皮秒激光器，而利用超短脈沖激光器進行材料加工與處理有兩種方式：材料改性和材料消融(燒蝕)。材料改性是物質局部吸收飛秒激光后折射率發生變化，利用雙光子聚合和光化學反應等機理實現精細加工。材料消融(燒蝕)是冷激光燒蝕靶材產生高溫高壓等離子體。當等離子體形成的時間小于將入射脈沖能量傳輸到周邊材料的時間時，就不會引起熱擴散效應。因此，人們期望利用冷激光和微加工區域的多光子非線性吸收和電離，可對任何脆性材料實現無熱傳遞的微細加工。另一方面，人們還期望通過提高激光加工系統的智能化程度，進一步提高系統的加工精度和質量，并進一步降低加工件的加工時間和加工成本，以實現對二維平面和三維立體脆性材料的全自動加工。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種適合于脆性材料加工的智能型激光加工系統及其操作系統。

本發明的另一目的在于提供一種適合于脆性材料加工的智能型激光加工方法。

根據本發明的一個方面，提供一種智能型激光加工系統，該系統包括：

激光加工裝置，所述激光加工裝置包括CCD攝像頭、運動平臺、用以夾持加工件的夾具、光學模組、自動化硬件和激光器；

工藝加工控制器，包括用以控制所述CCD攝像頭的視覺系統控制器、用以控制所述運動平臺/夾具/光學模組的運動控制器、用以控制自動化硬件的加工件/材料處理控制器、以及用以控制所述激光器的激光控制器；

工作站控制器，包括用以產生協調工藝加工的各個子系統的指令算法的工藝產生與編輯器，以及用以存儲所述各個子系統的專有參數設置的智能 加工數據庫；

工藝數據存儲器，所述工藝數據存儲器包括基于所述智能加工數據庫建立的加工工藝程序庫；以及

圖形用戶接口，便于操作者以與所述工作站控制器同步或者獨立的方式控制所述激光加工裝置，并且能調用所述加工工藝程序庫中的加工工藝程序。

根據以上所述的系統，其中，所述加工件為包括玻璃、晶體、陶瓷或層壓板在內的脆性材料。

根據以上所述的系統，其中，所述激光器包括超短脈沖激光器，其參數包括：波長為紫外200nm-300nm，可見光500nm-600nm，近紅外900nm-1100nm；脈沖寬度為0.2ps-10ps；重復頻率為≥10kHz；單脈沖能量為0.5μJ-100μJ。

根據以上所述的系統，其中，所述激光器還包括用作輔助激光器的二氧化碳激光器或一氧化碳激光器，其參數包括：波長為9000nm-11000nm，4000nm-6000nm；平均功率為≥5W。

根據以上所述的系統，其中，所述加工工藝包括對所述加工件的周邊切割、邊緣倒角和切/鉆孔。

根據以上所述的系統，其中，所述圖形用戶接口配置成接收所述加工件包括大小和形狀、材料特定類型和厚度在內的參數輸入。

根據以上所述的系統，其中，所述圖形用戶接口配置成對所述加工件進行包括加工路徑的編輯與修改、加工工藝參數的編輯與修改和加工作業的存儲在內的參數編輯。

根據以上所述的系統，其中，所述圖形用戶接口配置成對所述系統進行包括加工件的多方位可視化、系統狀態的實時監控、實時加工路徑的可視化和加工件的CAM可視化在內的系統實時監控。

根據以上所述的系統，其中，所述工藝產生與編輯器配置成產生包括刀具軌跡、激光設置、激光觸發設置、光學模塊選擇、激光掃描算法和夾具控制與驅動在內的可執行指令。

根據以上所述的系統，其中，所述智能加個數據庫存儲的參數設置包括脆性材料種類、刀具軌跡、激光設置、激光觸發設置、光學模塊選擇、激光掃描算法和夾具控制與驅動。

根據以上所述的系統，其中，所述工作站控制器通過硬件I/O觸發信號控制所述激光控制器、視覺系統控制器、運動控制器以及加工件/材料處理控制器的驅動。

根據以上所述的系統，其中，所述加工件/材料處理控制器配置成對所述加工件進行包括上料、下料、夾具控制和廢料處理在內的自動化處理。

根據以上所述的系統，其中，所述激光器通過獨立的應用程式界面與所述工藝加工控制器互動。

根據本發明的另一方面，提供一種智能型激光加工系統的操作系統，所述操作系統包括；

工作站控制器，包括用以產生協調工藝加工的各個子系統的指令算法的工藝產生與編輯器，以及用以存儲所述各個子系統的專有參數設置的智能加工數據庫；

工藝數據存儲器，所述工藝數據存儲器包括基于激光加工工藝參數數據庫建立的加工工藝程序庫；以及

圖形用戶接口，便于操作者以與所述工作站控制器同步或者獨立的方式控制激光加工裝置，并且能調用所述加工工藝程序庫中的加工工藝程序。

根據本發明的另一方面，提供一種智能型激光加工方法，所述方法包括以下步驟：

a.通過圖形用戶接口從數據庫中根據輸入的特定全局參數選擇一加工工藝程序；

b.判斷該加工工藝程序是否存在于一激光加工工藝程序庫中；

c.當判斷該加工工藝程序未存在于所述激光加工工藝程序庫時，向系統提交新的加工工藝開發要求，并在新的加工工藝開發完成之后，將該加工工藝程序的所有數據備份并添加到所述激光加工工藝程序庫中以創建一 個新的加工工藝程序庫；

d.當判斷該加工工藝程序已存在于所述激光加工工藝程序庫時，則自動從所述加工工藝程序庫中加載能在激光加工系統上直接運行的指令程序；

e.安裝用以夾持加工件的夾具，并按照所述激光加工工藝程序的加工指令自動執行激光加工工序；

f.將與該激光加工工序相關的所有數據備份在數據庫中。

根據以上所述的方法，其中，所述步驟c中創建新的加工工藝程序庫的步驟包括：

c1.獲得待加工的毛坯件和激光加工件的CAD文件以及毛坯件；

c2.當判斷該CAD文件和毛坯件不符合各自的設計規則時，對其進行修改，或者，當判斷該CAD文件和毛坯件符合各自的設計規則時，通過第三方的CAM軟件生成G代碼的機器可運行指令，并對夾具進行開發和優化；

c3.當判斷所述開發和優化的夾具不符合其設計規則時，對夾具作進一步的優化，或者，當判斷所述開發和優化的夾具符合其設計規則時，對加工工藝進行優化；

c4.當判斷優化后的加工工藝不符合客戶要求時，對所述加工工藝作進一步的優化，或者，當判斷優化后的加工工藝符合客戶要求時，對已符合客戶要求的加工工藝進行鑒定和初步驗收測試，并將該符合客戶要求的加工工藝參數備份在數據庫中。

根據以上所述的方法，其中，所述步驟e還包括對所述加工件執行上料和下料的自動化操作的步驟。

根據以上所述的方法，其中，所述步驟e還包括在所述加工工序執行視覺控制和加工件校準的步驟。

根據以上所述的方法，其中，所述步驟e還包括在所述加工工序執行多軸聯動運動控制以實施加工工藝流程控制的步驟。

根據以上所述的方法，其中，所述步驟e還包括在所述加工工序執行廢料自動化處理的步驟。

根據本發明的智能型激光加工系統，能對二維平面和三維立體脆性材料進行高精度和高質量的加工，并且，根據本發明的智能型激光加工系統，可以很容易地實現對二維及三維脆性材料的快速加工(至少比現在所有的基于純數控機床機械加工或激光與數控機床結合加工方法快10倍以上)。同時，該智能型激光加工系統為脆性材料尤其是三維立體脆性材料加工提供了一個加工成本低廉的激光加工系統。

附圖說明

圖1是表示傳統的激光加工脆性材料的機器示意圖；

圖2是表示根據本發明的智能型激光加工系統的一個結構框架示意圖；

圖3是表示根據本發明的智能型激光加工系統的一個實施例的結構示意圖；

圖4是表示根據本發明的智能型激光加工系統中，一個加工工藝程序庫的創建流程示意圖；

圖5是表示根據本發明的智能型激光加工系統中，一個加工工藝控制實施例的流程示意圖；

圖6是表示根據本發明的智能型激光加工系統中，一個自動加工工藝實施例的流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的智能型激光加工系統和加工方法進行詳細的描述，附圖中相同的標號表示相同的部件或者操作步驟。本發明的其它的目的、優點和效果在以下結合附圖和實施例的描述中將變得更加明白。

圖2示出了根據本發明的智能型激光加工系統的一個結構示意圖。參見圖2，智能型激光加工系統包括圖形用戶接口(也稱用戶界面)20、工作站控制器22、工藝數據存儲器24、工藝加工控制器26和激光加工裝置28。其中，工作站控制器22通過激光加工管理程序實現對整個激光加工系統的控制，包括對例如CCD攝像頭、用以夾持加工件的夾具、光學模組和運動平臺等激光加工裝置28的控制，或者配合工藝數據存儲器24實現對激光加工裝置28的激光 器的控制。工藝數據存儲器24例如包括一個激光加工工藝程序庫，后者是基于激光加工工藝參數數據庫建立的。而用戶界面20是便于工程師或操作者以與工作站控制器22同步或者獨立的方式控制激光加工裝置28的運動軸。

圖3示出了根據本發明的智能型激光加工系統的一個實施例的結構示意圖。結合參見圖2和圖3，該智能型激光加工系統的整體結構包含三個層面：加工軟件管理層31、工藝加工控制層32、以及底層硬件層33。其中，加工軟件管理層31包括用戶界面20、工作站控制器22和加工工藝程序庫241。工藝加工控制層32主要由工藝加工控制器26實現，它包括視覺系統控制器321、運動控制器322、加工件/材料處理控制器323和激光控制器324等等。硬件層33包括CCD攝像頭331、運動平臺332、夾具333、光學模組334、自動化硬件335、主激光器336和輔助激光器337等部件。

本發明的智能型激光加工系統通過激光加工軟件管理層31實現對工藝加工控制層32、基于激光加工工藝參數數據庫的加工工藝程序庫241、以及系統硬件層33的管理及控制來實現對二維平面及三維立體脆性材料的智能型高精度、高質量、高速度和高效率的激光加工。

工作站控制器22通過硬件輸入輸出(硬件I/O)觸發信號326控制激光控制器324、視覺系統控制器321、運動控制器(例如多軸聯動控制器)322、以及加工件/材料處理控制器323(包括上料、下料、夾具控制及廢料件處理控制)的驅動。

底層硬件層33中的CCD攝像頭331、運動平臺(例如多軸聯動平臺)332、夾具333、以及光學模組334由工藝加工控制層32通過視覺系統控制器321、運動控制器322、以及加工件/材料處理控制器323驅動與控制。激光器，包括主激光器(例如超短脈沖激光器)336和輔助激光器337，由工藝加工控制層32通過激光控制器324驅動，主激光器336和輔助激光器337還通過各自獨立的應用程序界面與工藝加工控制層32的工藝加工控制器26實現互動。

具體而言，本發明的智能型激光加工系統是一個直觀的可觸摸的操作系統，用于處理激光脆性材料加工。其中的用戶界面20便于工程師/操作 者以同步或獨立的方式控制加工工作站控制器22。此圖形用戶界面20允許工程師/操作人員執行基本配方文件操作，例如打開、保存、另存為、編輯、復制、剪切、粘貼、搜索、替換等。圖形用戶界面20含有特定工件的工藝元件，例如G碼、掃描圖案、以及工藝加工控制器320可執行文件和可用的參數，它通過協調工作站控制器22的通用參數與特有的激光切割工藝組件支配流程的執行，以保證加工質量。在實際激光加工之前，工程師/操作員可以通過用戶界面20和工作站控制器22建立、可視化并模擬他們想加工的脆性材料毛坯件及激光加工件。當工程師/操作員輸入特定的全局參數，包括加工件尺寸/形狀、材料以及厚度，該虛擬零件即被創建。全局參數的有效性將通過特定的滿足激光加工要求的設計規則進行驗證。另外，工程師/操作員可以通過選擇，組合編輯預定形狀和工藝來創建虛擬加工件。設計規則、預定形狀等信息存儲在位于系統中，例如位于工作站控制器22的數據庫中。

工程師/操作員還可以通過用戶界面20和工作站控制器22選擇加載第三方CAM軟件包生成刀具路徑。這個路徑也將通過設計規則驗證。如有必要工程師/操作員能夠手動編輯工具路徑。

工程師/操作員還可以通過用戶界面20和工作站控制器22指定其他特定的任務，例如在每個加工件上標記一個標識、使用視覺系統對加工件進行測量、將信息存儲在數據庫中進行審查。

完成設計后，工程師/操作員可以通過用戶界面20和工作站控制器22保存文件并創建一個作業。在創建作業時，底層算法會自動創建一個可執行文件，該文件加載程序和協調工藝加工控制器26并通過視覺系統控制器321、運動控制器322、加工件/材料處理控制器323和激光控制器324，分別控制CCD攝像頭331、運動平臺332、夾具333、光學模組334、自動化硬件335、以及主激光器336和輔助激光器337的動作，以加工脆性材料毛坯件。

上述可執行文件是通過調用工藝加工控制器26中存儲在數據庫中的特定信息來創建的，該數據庫中的信息是一套通過實驗確定并優化的硬脆性材料加工條件。

工程師/操作員通過用戶界面20進行參數輸入、參數編輯、以及激光加工系統的實時監控。

參數輸入包括如下部分：

·加工件的大小和形狀。這些參數可以直接從形狀數據庫中獲得，也可以從外部的激光路徑產生

·加工件的材料特定類型

·加工件的厚度

參數編輯包括如下部分：

·加工路徑的編輯與修改

·加工工藝參數的編輯與修改

·作業的存貯

激光加工系統的實時監控包括如下部分：

·激光加工件的多方位可視化

·激光加工系統狀態的實時監控

·加工件的實時加工路徑的可視化

·激光加工件的CAM可視化

工作站控制器22例如包括工藝產生與編輯器(未圖示)以及智能加工數據庫(未圖示)。其中，工藝產生與編輯器是一個產生協調工藝加工控制層32的各個子系統的指令的算法系統。該算法的執行基于輸入的全局參數以及所生成的作業。當作業生成并存儲之后，工藝產生與編輯器產生可執行的指令。這些指令對每個子系統輸入具體程序。這些指令可以是從預先存儲的數據庫中獲得，或者通過工程師/操作員編輯產生。工藝產生與編輯器包括如下組成部分：

·刀具軌跡

·激光設置

·激光觸發設置

·光學模塊選擇

·掃描算法

·夾具控制與驅動

智能加工數據庫包含工藝加工控制層32中所有子系統的專有參數設置，這些專有參數設置是通過對每個參數的反復試驗而獲得的。智能加工數據庫包含如下內容：

·脆性材料種類：包括玻璃、藍寶石、層壓板等。

·刀具軌跡：跟蹤周邊形狀的多軸聯動協調運動。根據位置或形狀特定的運動(例如：曲線周圍的速度變化)。根據加工件厚度決定的掃描次數。通過對多軸“切割線”的位置的三維運動映射，確保激光束入射在切割線90±10°。

·激光設置：包括激光器波長、脈沖頻率、脈沖能量、脈沖/脈沖串形式、脈沖寬度。

·激光觸發設置：基于材料、局部幾何形狀和全局形狀的激光設置與刀具路徑的精確協調。

·光學模塊選擇：該系統包含與所處理的材料相匹配的光學模塊和單元處理操作。適當的光學模塊的選擇是基于加工操作的類型和要求(例如：切割與倒角；玻璃和層壓板等)。

·掃描算法：將最終三維形狀分離為可以依次掃描的離散層。通過位置相關的形狀，并縫合在一起形成連續掃描層的整體三維結構。

·夾具控制與驅動：本發明的智能型激光加工系統使用專有設計的夾具來處理二維和三維脆性材料零件。夾具具有多個需要真空或空氣壓力驅動器。協調多個驅動的壓縮空氣壓力、真空、以及液體流動需要通過專門的邏輯控制。

除了用戶界面20和工作站控制器22之外，加工軟件管理層31還包括加工工藝程序庫241，后者例如在工藝數據存儲器24內創建。

圖4是表示根據本發明的智能型激光加工系統中，例如一個加工工藝程序庫241的創建流程。參見圖4，流程從步驟S300開始，工程師/操作員從客戶處獲得待加工的毛坯件和激光加工件的CAD文件以及毛坯件。步驟S301和S302，工程師/操作員分別對CAD文件和毛坯件進行檢查。步驟S303，流程判斷CAD文件和毛坯件是否符合各自的設計規則，如否，流程進入步 驟S304，需要工程師/操作員與客戶溝通并進行修改；如是，流程進入步驟S305，系統通過例如第三方的CAM軟件生成例如G代碼的機器可運行指令。步驟S306，系統對夾具進行開發和優化。步驟S307，系統判斷開發和優化的夾具是否符合其設計規則，如否，流程返回步驟S306，系統對夾具作進一步的優化；如是，流程進入步驟S308，系統對加工工藝進行優化。步驟S309，系統判斷優化后的加工工藝是否符合客戶要求，如否，流程返回步驟S308，系統對加工工藝作進一步的優化；如是，流程進入步驟S310，系統對已符合客戶要求的加工工藝進行鑒定和初步驗收測試，并在步驟S311將滿足客戶要求的激光加工工藝參數備份在數據庫中，以供系統使用。流程在步驟S312結束。

本發明的智能型激光加工系統是一個基于軟件控制的光機電系統。此系統通過智能型軟件及操作系統集成了光機電硬件、驅動、控制、以及加工工藝數據庫。

該智能型激光加工系統通常使用超短脈沖激光器336對脆性材料進行激光加工。在某些條件下，另一個輔助的激光器337，例如脈沖的或連續波的，可以協助超短脈沖激光器336完成對脆性材料的加工。

該智能型激光加工系統可以實現對二維平面及三維立體脆性材料的如下加工：

·脆性材料的周邊切割：將具有一定形狀的脆性材料從基板中切割出來。

·脆性材料邊緣倒角：將脆性材料加工件的邊緣按照一定形狀的要求進行倒角以增加激光加工件的強度。

·脆性材料切/鉆孔：在脆性材料基板中切割出/鉆出例如菜單孔、聽筒孔/槽、以及微孔等。

通常用于此智能型激光加工系統的主激光器采用超短脈沖激光器336，它例如具有如下參數：

·波長：紫外200nm-300nm；可見500nm-600nm；近紅外900nm-1100nm.

·脈沖寬度：0.2ps-10ps。

·重復頻率：≥10kHz

·單脈沖能量：0.5μJ-100μJ。

通常用于此智能型激光加工系統的輔助激光器337例如采用二氧化碳激光器或一氧化碳激光器，它例如具有如下參數：

·波長：9000nm-11000nm，4000nm-6000nm

·平均功率：≥5W

如前所述，本發明的激光加工系統采用冷激光，例如利用超短脈沖激光器336處理脆性材料時不產生熱效應，沒有熱影響區(HAZ)，故也是激光加工脆性材料的一種優選方法。但是，當要求對脆性材料進行曲線切割，以及對三維立體材料進行切割時，單獨采用冷激光很難控制脆性材料沿切割曲線路徑分離/分裂。當曲線半徑很小時(例如小于10毫米)，激光切割速度必須大大降低以控制脆性材料沿切割曲線路徑分離/分裂，同時保證切割面質量。作為一種優選的方案，本發明采用輔助激光器337配合主激光器336的激光加工就可以進一步提高激光加工的速度和質量。因為，熱激光在脆性材料中產生熱應力，當熱應力達到一定閾值時，脆性材料將在應力的作用下沿著冷激光的作用線或面發生分裂/分離。

使用本發明的智能型激光加工系統可以實現如下二維及三維脆性材料加工質量參數：

·加工尺寸精度(Dimension precision)：≤±15μm

·破裂尺寸(Chipping size)：≤150μm

·切割面平整度(Ra)：≤1.5μm

·有效加工速度：≥5mm/s

·制程能力指標(Cpk)：≥1.33

圖5是表示根據本發明的智能型激光加工系統中，一個加工工藝控制實施例的流程圖。參見圖5，流程在步驟S50開始，步驟S51，工程師/操作員首先通過用戶界面20從數據庫中根據輸入的特定全局參數選擇某加工工藝程序。步驟S52，系統判斷，該加工工藝程序在數據庫中存在與否，如否，流程進入步驟S53，該工程師/操作員向系統提交新的加工工藝開發要 求(例如可以加入上述一個加工工藝程序庫241的創建流程)。新的加工工藝開發完成之后，所有數據將被備份，并添加到數據庫中。如果步驟S52判斷加工該加工件的加工工藝存在于數據庫中，則系統在步驟S54自動從數據庫中加載可以在該激光加工系統上直接運行的指令程序。同時，在步驟S55，程序員安裝夾具。步驟S56，系統控制下的加工指令程序自動執行激光加工工序(以下將作詳細描述)。當一個毛坯件的激光加工工序結束后，系統在步驟S57會通過用戶界面20提示并詢問工程師/操作員是否需要繼續加工下一個毛坯件。如是，流程返回步驟S56，系統上料下一個毛坯件，繼續下一個加工工序。如否，則系統在步驟S58將所有與此次激光加工作業相關的所有數據備份在數據庫中以備將來查用。

圖6是根據本發明的智能型激光加工系統中，一個自動加工實施例的流程圖。結合參見圖5和圖6，當在步驟S56，系統控制下的加工指令程序自動執行激光加工工序時，流程進入步驟S61，系統執行自動上料毛坯件。接著，流程進入步驟S62，系統執行預對準毛坯件。在步驟S63，系統通過視覺系統控制器321執行精確對準毛坯件的工序。然后，流程進入步驟S64，系統執行激光加工毛坯件。在步驟S65，系統執行全自動廢料處理，并在步驟S66，執行自動下料激光加工件，最后，在步驟S67，系統執行自動下料廢料的工序，至此，一個激光加工流程告一段落。

當然，如前所述，根據本發明的激光加工方法不僅適用于對加工件的二維平面加工，同時也適用于對加工件的三維立體加工，其中的區別在于：1.三維立體加工必須要用到多軸聯動與控制；2.三維立體加工要用到特殊的掃描算法：即，將三維掃描形狀分離成可以依次掃描的離散層，通過與位置相關的形狀，并縫合在一起形成連續掃描的層的整體三維結構；3.毛坯件和夾具必須滿足三維立體加工的設計要求。

以上結合附圖和實施例描述了根據本發明的尤其適合于脆性材料的智能型激光加工系統及其加工方法的較佳實施例。根據本發明的構思，本領域的熟練人員還可以在此基礎上作出各種變化和變換，但這種變化和變換均屬于本發明的范圍。