激光精确标刻设备及激光精确标刻方法技术

本发明专利技术的一种激光精确标刻设备和使用该设备的激光精确标刻方法，其中该激光精确标刻方法包括以下步骤：通过摄像头获取预标刻区域的图像并将图像传送到主控装置；通过主控装置根据图像设定预标刻区域内的多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数；激光发生器根据主控装置的指令生成标刻用的激光；和振镜控制板根据主控装置的指令控制振镜系统的动作以改变激光的传播方向。该激光精确标刻方法通过缩放比校正、偏移量校正，保证标刻的实际范围和深度与操作者在主控程序中设置的一致。从而实现精准标刻的目的。

Laser precise marking equipment and laser precise marking method

A laser of the invention accurate marking equipment and the use of the equipment of laser marking method in which the accurate and precise laser marking method comprises the following steps: acquiring image marking area through the camera and the image is transmitted to the master control device; the main control device according to the image set pre marking multiple target area in the moment point and a plurality of marking points in each marking number; laser generator based on laser engraved with the standard instruction generation main control device; and the galvanometer control board according to the main control device instructions control the galvanometer system action to change the laser propagation direction. The laser precise marking method ensures that the actual range and depth of the marking is consistent with the operator's setting in the main control program by scaling ratio correction and offset correction. The aim of accurate marking is achieved.

【技术实现步骤摘要】
激光精确标刻设备及激光精确标刻方法
本专利技术涉及激光标刻领域，更具体地，涉及一种激光精确标刻设备及激光精确标刻方法。
技术介绍
激光具有定向发光、准直性高、能量密度高等优点，因此应用在多个领域，例如，激光焊接、激光切割、激光治疗、激光打标、激光热处理以及激光涂覆等等。在激光标刻技术是通过将激光聚焦于加工表面，利用相应的物理或化学变化在该表面形成标记的一种标刻方式，其对标刻的准确度要求极高。传统的激光标刻方式有两种，一种是按照预设的标刻模式和固定的形状进行标刻，另一种是由操作者完全手动控制激光标刻设备进行自由的标刻。上述两种激光标刻方式存在两个问题：1.需要标刻的目标范围不在预设形状内、操作者的操作失误均会导致实际标刻范围的偏差或误差；2.由于设备内的标刻程序没有与待标刻区域完美契合的预设形状，从而无法完美吻合待标刻区域，导致标刻的不准确。在金属加工领域，这些误差对加工效果的影响已经慢慢引起人们的关注。在激光与医疗相结合的领域，激光标刻的自动性与精确性的地位则尤为凸显。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的一个方面提出了一种激光精确标刻设备，该激光精确标刻设备包括摄像头、主控装置、激光发生器、振镜系统和振镜控制板，其中：摄像头用于获取预标刻区域的图像并将图像传送到主控装置；主控装置用于接收图像并根据图像设定预标刻区域内的多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数n；激光发生器根据主控装置的指令生成标刻用的激光；振镜系统设置在激光的光路上以调整激光的传播方向；和振镜控制板能够根据主控装置的指令控制振镜系统的动作。在一个实施例中，主控装置还包括显示装置，显示装置能够显示图像以使操作者能够根据图像绘制标刻图案并设定标刻激光的能量密度E，主控装置能够根据标刻图案和能量密度E设定标刻图案内的多个标刻点以及多个标刻点中的每一个的标刻次数n。在一个实施例中，摄像头为CCD摄像头。在一个实施例中，激光发生器为CO2激光器、半导体激光器、光纤激光器或者固体激光器。本专利技术的另一个方面出了一种激光精确标刻方法，该激光精确标刻方法包括以下步骤：通过摄像头获取预标刻区域的图像并将图像传送到主控装置；通过主控装置根据图像设定预标刻区域内的多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数n；激光发生器根据主控装置的指令生成标刻用的激光；和振镜控制板根据主控装置的指令控制振镜系统的动作以改变激光的传播方向。在一个实施例中，主控装置生成多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数n的步骤包括：主控装置显示图像；操作者根据图像绘制标刻图案并设定标刻激光的能量密度E；和主控装置根据标刻图案和能量密度E设定标刻图案内的多个标刻点以及多个标刻点中的每一个的标刻次数n。在一个实施例中，在激光发生器生成激光标刻标刻图案之前，激光精确标刻方法还包括缩放比校正步骤，缩放比校正步骤包括校正主控装置的主控程序中的长度数据与相应的标刻实际长度：使用激光发生器标刻坐标长度为k个单位的线；量取线的实际长度Kmm；将线的实际长度K和坐标长度k的比值K/k写入主控装置的配置文件；和主控装置对其发出的全部指令中的长度数据均做乘以K/k的操作。在一个实施例中，在执行校正主控程序中的长度数据与相应的标刻实际长度之前，缩放比校正步骤还包括校正主控装置中的主控程序的坐标系与振镜系统的坐标系的表示范围：设定振镜系统的坐标系中x轴和y轴的总长度分别为ax和ay；设定主控装置中绘制的标刻图像中x轴和y轴的总长度分别为bx和by；和主控装置对其发送到振镜控制板的全部指令中的坐标数据均做乘以b/a的操作。在一个实施例中，使用激光发生器标刻标刻图案之前，激光精确标刻方法还包括偏移量校正步骤，偏移量校正步骤包括：读取主控装置的配置文件中x轴和y轴的偏移量rx和ry；通过激光发生器标刻交叉点坐标为(0+rx，0+ry)的十字形；移动十字形的参考以获取十字形的交叉点的实际坐标(x,y)；分别通过公式(1)和(2)计算x轴和y轴的实际偏移量：(1)rx’＝rx-x,(2)ry’＝ry-y；和将计算获得的实际偏移量写入主控装置的配置文件。在一个实施例中，通过公式(3)计算标刻次数n：(3)n＝Efd2/2Pt,其中，f为激光发生器的频率，d为激光发生器的标刻光斑的直径，P为激光发生器的功率，t为该点的标刻时长。本专利技术提出的激光精准标刻设备和精准标刻方法中通过缩放比校正、偏移量校正，保证标刻的实际范围和深度与操作者在主控程序中设置的一致。从而实现激光自动且精确标刻的目的。具体实施方式下面详细描述本专利技术的说明性、非限制性实施例，对根据本专利技术的激光精确标刻设备和激光精确标刻方法进行进一步说明。根据本专利技术的一个方面提出了一种激光精确标刻设备，该激光精确标刻设备包括摄像头、主控装置、激光发生器、振镜系统和振镜控制板，其中摄像头将于标刻区域的图像发送到主控装置，主控装置根据该图像生成控制指令分别发送至激光发生器和振镜控制板，激光发生器生成标刻用的激光，振镜控制本控制振镜系统的运动以调整激光传播路径，从而实现激光标刻。本专利技术中使用的摄像头可以是本领域常用的可以获取图像的任意摄像设备，例如，CCD、CMOS。主控装置与摄像头相连接，用于从摄像头接收预标刻区域的图像并根据该图像设定预标刻区域内的多个标刻点以及对多个标刻点中的每一个的标刻次数n。主控装置可以是电脑、智能手机能可以完成程序处理的智能设备，在此不做限定。激光发生器可以根据主控装置的指令生成标刻用的激光。在一个实施例中，该激光发生器为CO2激光器、半导体激光器、光纤激光器或者固体激光器等。振镜系统设置在激光的光路上，用于调整激光的传播方向，从而实现对预标刻区域的标刻。振镜控制板为振镜系统的控制装置，它可以根据主控装置的指令控制振镜系统的动作，将激光折射到设定的标刻点。在一个实施例中，主控装置包括显示装置以显示预标刻区域的图像。这样，操作者可以根据该图像清楚地了解预标刻区域的形状、颜色等特变，进而根据这些可视特征在主控装置中绘制预标刻区域的标刻图案并设定标刻激光的能量密度E。根据操作者绘制的标刻图案及设定的标刻激光的能量密度E，主控装置内的处理程序可以设定标刻图案内的多个标刻点以及多个标刻点中的每一个的标刻次数n。本专利技术的另一个方面提出了一种使用上述激光精确标刻设备的激光精确标刻方法，该激光精确标刻方法包括以下步骤。通过摄像头获取预标刻区域的图像并将图像传送到主控装置。在预标刻区域较隐蔽不方便人眼直接观察的情况，可以借助摄像头采集预标刻区域的图像，并且采集预标刻区域图像并传送到主控装置后允许操作者根据不同的图像特征对激光标刻的参数、需要标刻的范围进行人工设定(下文将做详细说明)，从而提高激光标刻的灵活性和精确性。需要说明的是，该激光精确标刻方法中使用的摄像头可以是各种型号的摄像头以适应不同的标刻环境，并该摄像头还可以与其它组件配合使用以方便采集预标刻区域的图像。在一个实施例中，摄像头为CCD摄像头或者CMOS摄像头。主控装置从摄像头获得预标刻区域的图像后，通过主控装置根据该图像设定预标刻区域内的多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数n。在一个实施例中，通过主控装置设定预标刻区域内的多个标刻点和多个标刻点中的每一个的标刻次数n的方法如下：主控装置具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光精确标刻设备，其中，所述标刻设备包括摄像头、主控装置、激光发生器、振镜系统和振镜控制板，其中：所述摄像头用于获取预标刻区域的图像并将所述图像传送到所述主控装置；所述主控装置用于接收所述图像并根据所述图像设定所述预标刻区域内的多个标刻点和所述多个标刻点中的每一个的标刻次数n；所述激光发生器根据所述主控装置的指令生成标刻用的激光；所述振镜系统设置在激光的光路上以调整激光的传播方向；和所述振镜控制板能够根据所述主控装置的指令控制所述振镜系统的动作。

【技术特征摘要】
1.一种激光精确标刻设备，其中，所述标刻设备包括摄像头、主控装置、激光发生器、振镜系统和振镜控制板，其中：所述摄像头用于获取预标刻区域的图像并将所述图像传送到所述主控装置；所述主控装置用于接收所述图像并根据所述图像设定所述预标刻区域内的多个标刻点和所述多个标刻点中的每一个的标刻次数n；所述激光发生器根据所述主控装置的指令生成标刻用的激光；所述振镜系统设置在激光的光路上以调整激光的传播方向；和所述振镜控制板能够根据所述主控装置的指令控制所述振镜系统的动作。2.根据权利要求1所述的激光精确标刻设备，其中，所述主控装置还包括显示装置，所述显示装置能够显示所述图像以使操作者能够根据所述图像绘制标刻图案并设定标刻激光的能量密度E，所述主控装置能够根据所述标刻图案和所述能量密度E设定所述标刻图案内的所述多个标刻点以及所述多个标刻点中的每一个的所述标刻次数n。3.根据权利要求1所述的激光精确标刻设备，其中，所述摄像头为CCD摄像头。4.根据权利要求1所述的激光精确标刻设备，其中，所述激光发生器为CO2激光器、半导体激光器、光纤激光器或者固体激光器。5.一种激光精确标刻方法，其中，所述激光精确标刻方法包括以下步骤：通过摄像头获取预标刻区域的图像并将所述图像传送到主控装置；通过所述主控装置根据所述图像设定所述预标刻区域内的多个标刻点和所述多个标刻点中的每一个的标刻次数n；激光发生器根据所述主控装置的指令生成标刻用的激光；和振镜控制板根据所述主控装置的指令控制振镜系统的动作以改变激光的传播方向。6.根据权利要求5所述的激光精确标刻方法，其中，所述主控装置生成所述多个标刻点和所述多个标刻点中的每一个的标刻次数n的步骤包括：所述主控装置显示所述图像；操作者根据所述图像绘制标刻图案并设定标刻激光的能量密度E；和所述主控装置根据所述标刻图案和所述能量密度E设定所述标刻图案内的所述多个标刻点以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，郑鸿，乔卫军，高倩，干胤，
申请(专利权)人：中卫祥光北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11