一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，包括激光器、激光打标控制卡、上位机、数据控制器以及设置于传送带上方的数字相机和扫描振镜；数据控制器分别与扫描振镜、激光打标控制卡、数字相机连接，激光打标控制卡还与上位机连接；数据控制器将激光打标控制卡与扫描振镜之间的数据拦截，将数字相机拍摄到的待打标工件图片处理以得到仿射变换参数后，数据控制器对拦截的加工数据进行修正并转换为数字方波信号发送至扫描振镜调整激光器进行打标。相对于现有技术，本实用新型专利技术技术方案具有更好通用性、速度更快且精度更高、降低生产成本和提高生产效率优点，且可降低生产成本、提高生产效率以及降低工人工作劳动强度。

A flight marking system based on universal vibrating mirror and visual velocity measurement

The utility model discloses a universal galvanometer and visual flight speed based on the marking system, including lasers, laser marking control card, PC, data set controller and digital camera and scanner in the upper part of the conveyor belt; the data controller is respectively connected with the scanning mirror, laser marking control card, digital camera connection, laser marking control card is connected with the host computer; data controller of laser marking control card and scanner data between digital camera to intercept, will be marking the workpiece image processing to get the parameters of affine transformation, the data controller is modified and converted into digital square wave signal sent to the scanning mirror the adjustment of laser marking on the processing of data interception. Compared with the existing technology, the technical proposal of the utility model has the advantages of better versatility, faster speed and higher accuracy, lower production cost and higher production efficiency, and can reduce production cost, increase production efficiency and reduce workers' labor intensity.

【技术实现步骤摘要】
一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统
本技术涉及激光打标
，特别涉及一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统。
技术介绍
激光打标是激光加工技术的重要应用，可应用于电子元器件、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械等众多领域。随着激光振镜扫描技术的发展，振镜反射激光模式已成为激光打标领域的主流，其核心是激光标记控制系统。飞行打标是指工件或物体在快速运动状态下，激光仍能打出与静止打标时一致的图案。激光打标设备主要有：(1)激光打标控制卡及上位机软件；(2)生产传送带；(3)扫描振镜及激光器。飞行打标则增加了光电触发系统和位移测量装置。另外，在振镜的运动控制中，XY2-100协议作为数字化激光扫描振镜的接口定义及通信协议被广泛使用，XY2-100也是目前大多扫描振镜的通用协议。目前，业界大多激光打标系统的加工数据完全由软件产生，然后利用XY2-100协议发送给扫描振镜，控制扫描振镜运动，从而使激光器打标出正确的图案。一般的激光打标中，工件是静止的，而飞行打标工件随着传送带运动进行打标，在打标过程中会发生形变，因此通常在飞行打标系统中加入编码器将传送带速度送入到激光打标控制卡，然后通过控制卡直接进行位移补偿，从而打标出正确图案。但是上述技术方案的缺点是系统实时性不高，因此系统精度不高，同时不能应用于速度不稳定的打标场合。而目前另一种新型补偿方案是利用硬件进行补偿，该技术方案精度高，但是对工件姿态要求较高，需要使用模板方式进入传送带，并且硬件成本较高。更重要的是该硬件补偿方案直接利用FPGA对扫描振镜本身进行操控，这种方案对于普通扫描振镜不可行，因为大多扫描振镜本身只有一个接口，无法对其内部进行操作。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种具有更好通用性、速度更快且精度更高、降低生产成本和提高生产效率的基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，旨在提高飞行打标系统的加工精度和通用性技术问题。为实现上述目的，本技术提出的一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，包括激光器、激光打标控制卡、上位机、数据控制器以及设置于传送带上方的数字相机和扫描振镜；所述数据控制器分别与所述扫描振镜、所述激光打标控制卡、所述数字相机连接，所述激光打标控制卡还与所述上位机连接；所述数据控制器将所述激光打标控制卡与所述扫描振镜之间的数据拦截，将所述数字相机拍摄到的待打标工件图片处理以得到仿射变换参数后，所述数据控制器对拦截的加工数据进行修正并转换为数字方波信号发送至所述扫描振镜调整所述激光器进行打标。优选地，所述激光打标控制卡与所述上位机通过USB端口相连通信，所述激光打标控制卡和所述扫描振镜与所述数据控制器之间通过DB25接口相连且通过XY2-100协议通信。优选地，所述仿射变换参数包括待打标工件相对标准模板位置的位置参量ΔX、ΔY和旋转参量θ以及传送带传送速度v。优选地，所述传送带传送速度v为所述数字相机对运动的工件连续拍摄两张照片之间距离L1和所述数字相机拍摄两张照片的时间间隔t1之间比值。与现有技术相比，本技术技术方案具有以下优点：(1)更好通用性。由于大部分的激光打标控制卡和扫描振镜接口协议采用XY2-100的协议进行通信，因此本技术技术方案通过通用振镜协议对激光打标控制卡进行数据截断，重新计算后再发送至扫描振镜，无需对现有激光打标系统作出任何改动，通过即插即用，可适用于市面上大部分的激光打标系统，因此具有更为广泛的通用性。(2)速度更快且精度更高。本技术技术方案采用数据反补偿方式，实现将传送带的位移换算成振镜移动的数据，并叠加到X方向进行反向补偿。由于本技术系统采用的是数据补偿，传送带速度的快慢仅会影响补偿数据的大小，因此本技术技术方案突破了传送带速度的瓶颈，理论上只要扫描振镜移动速度足够大，工件上在任何速度下均能打标出于静止打标时相一致的图案，另外，本技术技术方案可应用于速度不稳定的打标场合，因此相对于现有技术具有速度更快且精度更高。(3)降低生产成本和提高生产效率。传统飞行打标系统中，传送带前方一般会设置有用于稳定和规范工件的夹具模具，并且该夹具模具一般为精密模具，因此价格比较昂贵。而本技术技术方案采用数字相机替代传统的光电触发系统和编码测速系统，不仅仅可以触发和测速，还能得到物体的位置信息，充分利用位置信息对图案进行修改，使得任意摆放的工件均能够打标出理想图案，因此不需要传统的夹具模块以纠正工件摆放姿态，可降低生产成本、提高生产效率以及降低工人工作劳动强度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统的结构示意图；图2为本技术基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统的连接关系图。附图标号说明：标号名称标号名称1传送带5上位机2扫描振镜6激光器3数据控制器7数字相机4激光打标控制卡8待打标工件本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。本技术提出一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统。请参见图1和图2，本技术实施例的基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，包括激光器6、激光打标控制卡4、上位机5、数据控制器3以及设置于传送带1上方的数字相机7和扫描振镜2；数据控制器3分别与扫描振镜2、激光打标控制卡4、数字相机7连接，激光打标控制卡4还与上位机5连接；数据控制器3将激光打标控制卡4与扫描振镜2之间的数据拦截，将数字相机7拍摄到的待打标工件8图片处理以得到仿射变换参数后，数据控制器3对拦截的加工数据进行修正并转换为数字方波信号发送至扫描振镜2调整激光器6进行打标。优选地，本技术实施例中的激光打标控制卡4与上位机5通过USB端口相连通信，激光打标控制卡4和扫描振镜2与数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，其特征在于，包括激光器、激光打标控制卡、上位机、数据控制器以及设置于传送带上方的数字相机和扫描振镜；所述数据控制器分别与所述扫描振镜、所述激光打标控制卡、所述数字相机连接，所述激光打标控制卡还与所述上位机连接；所述数据控制器将所述激光打标控制卡与所述扫描振镜之间的数据拦截，将所述数字相机拍摄到的待打标工件图片处理以得到仿射变换参数后，所述数据控制器对拦截的加工数据进行修正并转换为数字方波信号发送至所述扫描振镜调整所述激光器进行打标。

【技术特征摘要】
1.一种基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系统，其特征在于，包括激光器、激光打标控制卡、上位机、数据控制器以及设置于传送带上方的数字相机和扫描振镜；所述数据控制器分别与所述扫描振镜、所述激光打标控制卡、所述数字相机连接，所述激光打标控制卡还与所述上位机连接；所述数据控制器将所述激光打标控制卡与所述扫描振镜之间的数据拦截，将所述数字相机拍摄到的待打标工件图片处理以得到仿射变换参数后，所述数据控制器对拦截的加工数据进行修正并转换为数字方波信号发送至所述扫描振镜调整所述激光器进行打标。2.如权利要求1所述基于通用振镜与视觉测速的飞行打标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崎，颜润明，邓凯元，祝大植，刘树成，雷亮，周金运，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44