一种实现金属彩色标记的设备及方法技术

本发明专利技术提供一种实现金属彩色标记的设备及方法，主要包括显示屏幕(2)、光束扫描聚焦系统(3)、传送装置(5)、控制器(7)、激光器(9)、视觉定位CCD(13)；所述显示屏幕(2)能够显示待标记的彩色图案，同时用于与用户进行控制交互，并将用户的控制交互指令发送给控制器(7)；所述光束扫描聚焦系统(3)用于控制激光器(9)发射出的激光束的扫描轨迹和扫描速度；所述传送装置(5)用于将外部样品(4)传送至标记位置；所述视觉定位CCD(13)用于对外部样品(4)进行定位，并将外部样品(4)的位置图像发送给控制器(7)；使用本发明专利技术提供的设备及方法，无需添加任何颜料、无需其他工艺过程、无需二次加工，激光直接成色标记。

A Device and Method for Implementing Metal Color Marking

The invention provides a device and method for realizing metal color marking, mainly including a display screen (2), a beam scanning and focusing system (3), a transmission device (5), a controller (7), a laser (9) and a visual positioning CCD (13); the display screen (2) can display the color pattern to be marked, and is used for controlling and interacting with the user, and sends the user's control interaction instructions to the controller. (7) The beam scanning focusing system (3) is used to control the scanning trajectory and scanning speed of the laser beam emitted by the laser (9); the transmission device (5) is used to transmit the external sample (4) to the marked position; the visual positioning CCD (13) is used to locate the external sample (4) and send the position image of the external sample (4) to the controller (7); and the device and method provided by the present invention are used. No need to add any pigments, no need for other process, no need for secondary processing, laser direct color marking.

【技术实现步骤摘要】
一种实现金属彩色标记的设备及方法
本专利技术涉及一种实现金属彩色标记的设备及方法，属于激光加工

技术介绍
激光加工作为一门新兴技术在近些年得到飞速发展。由于激光具有良好的单色性、相干性、方向性和高亮度；激光束易于传输，非接触式；激光加工过程中热影响区和热变形小，易于实现自动化，进而对激光加工的研究与应用较为广泛。激光加工主要包括激光切割、打孔、焊接、熔覆、清洗、标记等技术，其中，激光标记占有激光加工市场的重大份额。激光标记是利用高能激光束照射材料表面，使工件表面材料瞬间氧化或融熔汽化，从而形成相应的图案和标记。激光标记的应用范围很广泛，可以在金属及合金表面，有机物、陶瓷、玻璃、木材等非金属表面标刻出各种文字、符号、二维码及图案、照片等。然而，市场上常见的激光标记设备仅能得到黑白标记，不能标刻出彩色图案，无法满足市场对彩色logo、照片的标记需求，限制了激光标记技术的进一步推广。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种实现金属彩色标记的设备及方法，无需添加任何颜料、无需其他工艺过程、无需二次加工，激光直接成色标记，实现金属彩色标记的自动化、智能化。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种实现金属彩色标记的设备，包括显示屏幕、光束扫描聚焦系统、传送装置、控制器、激光器、视觉定位CCD；所述显示屏幕能够显示待标记的彩色图案，同时用于与用户进行控制交互，并将用户的控制交互指令发送给控制器；所述光束扫描聚焦系统用于控制激光器发射出的激光束的扫描轨迹和扫描速度；所述传送装置用于将外部样品传送至标记位置；所述视觉定位CCD用于对外部样品进行定位，并将外部样品的位置图像发送给控制器；所述控制器根据用户的控制交互指令对待标记的彩色图案进行选择与设置；控制器能够控制传送装置将外部样品传送至标记位置；控制器通过向光束扫描聚焦系统发送激光束的扫描轨迹和扫描速度参数控制光束扫描聚焦系统；控制器能够控制激光器输出的激光功率；控制器根据外部样品的位置和待标记彩色图案确定待标记彩色图案在外部样品表面上的标记位置；控制器具备对待标记彩色图案进行图像处理的能力。上述实现金属彩色标记的设备，所述控制器根据待标记的彩色图案中各像素点的RGB值进行颜色划分，并对不同的颜色标记不同的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数；然后控制器根据不同的激光束的功率参数控制激光器输出的激光功率；控制器根据激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数控制光束扫描聚焦系统。上述实现金属彩色标记的设备，所述控制器对不同的颜色标记不同的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数的具体对应关系为：白色对应的激光束的功率为1～8W、扫描轨迹间距为0.02～0.1mm、扫描速度为60～500mm/s；橙色对应的激光束的功率为3～10W，扫描轨迹间距为0.03～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；黄色对应的激光束的功率为3～10W，扫描轨迹间距为0.02～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；蓝色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.04～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；红色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.03～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；紫色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.04～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；黑色对应的激光束的功率为15～25W，扫描轨迹间距为0.05～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；绿色对应的激光束的功率为15～25W，扫描轨迹间距为0.04～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s。上述实现金属彩色标记的设备，还包括摄像头；所述摄像头用于对用户或其他物品进行拍照，以产生彩色图案作为待标记的彩色图案；所述控制器根据用户的控制交互指令中的启动摄像头指令和摄像头拍摄指令分别控制摄像头的启动和拍摄，摄像头拍摄的图像存储在控制器中。上述实现金属彩色标记的设备，还包括样品输出窗和样品放入窗；外部样品通过所述样品放入窗放置到传送装置上；通过所述样品输出窗将外部样品从传送装置上取出。上述实现金属彩色标记的设备，还包括分束镜、功率计、全反镜；所述分束镜将激光器发射出的激光束以预设比例分光至全反镜；所述全反镜将上述分光输出给功率计；所述功率计用于测量激光器发射出的激光束的功率。上述实现金属彩色标记的设备，所述控制器内设有无线或蓝牙模块，控制器能够通过无线或蓝牙连接外部设备并接收外部设备中的照片，控制器能够将外部设备中的照片存储在控制器中。一种实现金属彩色标记的方法，包括如下步骤：步骤一、控制器通过视觉定位CCD确定外部样品的位置；用户通过显示屏幕选择、设置待标记的彩色图案；控制器根据外部样品的位置和待标记彩色图案确定待标记彩色图案在外部样品表面上的标记位置；步骤二、控制器根据待标记的彩色图案中各像素点的RGB值进行颜色划分，并对不同的颜色标记不同的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数；步骤三、控制器同时控制激光器和光束扫描聚焦系统，根据待标记的彩色图案，使激光器发射出的激光束以步骤二中标记的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数对外部样品进行标记。上述实现金属彩色标记的方法，在所述步骤一之前，通过样品放入窗将外部样品放置到传送装置上，控制器控制传送装置将外部样品传送至标记位置。上述实现金属彩色标记的方法，采用分束镜将激光器发射出的激光束以预设比例分光至全反镜；所述全反镜将上述分光输出给功率计；所述功率计能够测量激光器发射出的激光束的功率。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：(1)本专利技术设备能够根据彩色图案中各像素点的RGB值进行颜色划分，并对不同颜色区域进行标记工艺参数赋值，实现金属彩色标记；(2)本专利技术设备的自动化程度高，能够进行自动化批量生产加工；(3)本专利技术设备具有多种对外接口以及丰富的内部存储资料，结合自身具有的图像处理功能，能够更灵活的实现金属彩色标记。附图说明图1为本专利技术实现金属彩色标记的设备的各组件位置示意图。附图标记1摄像头2显示屏幕3光束扫描聚焦系统4样品5传送装置6样品输出窗7控制器8分束镜9激光器10功率计11样品放入窗12全反镜13视觉定位CCD具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。一种实现金属彩色标记的设备，包括摄像头1、显示屏幕2、光束扫描聚焦系统3、传送装置5、样品输出窗6、控制器7、分束镜8、激光器9、功率计10、样品放入窗11、全反镜12、视觉定位CCD13。所述摄像头1用于对用户或其他物品进行拍照，以产生彩色图案作为待标记的彩色图案；所述控制器7根据用户的控制交互指令中的启动摄像头1指令和摄像头1拍摄指令分别控制摄像头1的启动和拍摄，摄像头1拍摄的图像存储在控制器7中。所述显示屏幕2能够显示待标记的彩色图案，同时用于与用户进行控制交互，并将用户的控制交互指令发送给控制器7；所述光束扫描聚焦系统3用于控制激光器9发射出的激光束的扫描轨迹和扫描速度；所述传送装置5用于将外部样品4传送至标记位置；所述视觉定位CCD13用于对外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现金属彩色标记的设备，其特征在于：包括显示屏幕(2)、光束扫描聚焦系统(3)、传送装置(5)、控制器(7)、激光器(9)、视觉定位CCD(13)；所述显示屏幕(2)能够显示待标记的彩色图案，同时用于与用户进行控制交互，并将用户的控制交互指令发送给控制器(7)；所述光束扫描聚焦系统(3)用于控制激光器(9)发射出的激光束的扫描轨迹和扫描速度；所述传送装置(5)用于将外部样品(4)传送至标记位置；所述视觉定位CCD(13)用于对外部样品(4)进行定位，并将外部样品(4)的位置图像发送给控制器(7)；所述控制器(7)根据用户的控制交互指令对待标记的彩色图案进行选择与设置；控制器(7)能够控制传送装置(5)将外部样品(4)传送至标记位置；控制器(7)通过向光束扫描聚焦系统(3)发送激光束的扫描轨迹和扫描速度参数控制光束扫描聚焦系统(3)；控制器(7)能够控制激光器(9)输出的激光功率；控制器(7)根据外部样品(4)的位置和待标记彩色图案确定待标记彩色图案在外部样品(4)表面上的标记位置；控制器(7)具备对待标记彩色图案进行图像处理的能力。

【技术特征摘要】
1.一种实现金属彩色标记的设备，其特征在于：包括显示屏幕(2)、光束扫描聚焦系统(3)、传送装置(5)、控制器(7)、激光器(9)、视觉定位CCD(13)；所述显示屏幕(2)能够显示待标记的彩色图案，同时用于与用户进行控制交互，并将用户的控制交互指令发送给控制器(7)；所述光束扫描聚焦系统(3)用于控制激光器(9)发射出的激光束的扫描轨迹和扫描速度；所述传送装置(5)用于将外部样品(4)传送至标记位置；所述视觉定位CCD(13)用于对外部样品(4)进行定位，并将外部样品(4)的位置图像发送给控制器(7)；所述控制器(7)根据用户的控制交互指令对待标记的彩色图案进行选择与设置；控制器(7)能够控制传送装置(5)将外部样品(4)传送至标记位置；控制器(7)通过向光束扫描聚焦系统(3)发送激光束的扫描轨迹和扫描速度参数控制光束扫描聚焦系统(3)；控制器(7)能够控制激光器(9)输出的激光功率；控制器(7)根据外部样品(4)的位置和待标记彩色图案确定待标记彩色图案在外部样品(4)表面上的标记位置；控制器(7)具备对待标记彩色图案进行图像处理的能力。2.根据权利要求1所述的一种实现金属彩色标记的设备，其特征在于：所述控制器(7)根据待标记的彩色图案中各像素点的RGB值进行颜色划分，并对不同的颜色标记不同的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数；然后控制器(7)根据不同的激光束的功率参数控制激光器(9)输出的激光功率；控制器(7)根据激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数控制光束扫描聚焦系统(3)。3.根据权利要求1所述的一种实现金属彩色标记的设备，其特征在于：所述控制器(7)对不同的颜色标记不同的激光束的功率参数、激光束的扫描轨迹参数和激光束的扫描速度参数的具体对应关系为：白色对应的激光束的功率为1～8W、扫描轨迹间距为0.02～0.1mm、扫描速度为60～500mm/s；橙色对应的激光束的功率为3～10W，扫描轨迹间距为0.03～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；黄色对应的激光束的功率为3～10W，扫描轨迹间距为0.02～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；蓝色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.04～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；红色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.03～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；紫色对应的激光束的功率为5～15W，扫描轨迹间距为0.04～0.1mm，扫描速度为60～500mm/s；黑色对应的激光束的功率为15～25W，扫描轨迹间距为0.05～0.1mm，扫描速度为60～400mm/s；绿色对应的激光束的功率为15～25W，扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文焱，王军龙，李本海，李广，薛亚飞，侯振兴，李凯，张路，雷名威，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11