一种三轴动态激光打标系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三轴动态激光打标系统的控制方法，涉及激光打标领域，包括：首先，获取待激光打标的第一图案信息；然后，求解X轴反射镜片的第一翻转角，控制所述X轴反射镜片翻转；然后，求解Y轴反射镜片的第二翻转角，控制Y轴反射镜片翻转；然后，求解与所述第一位置信息相匹配的第一光路长度；最后，根据所述第一光路长度与所述Z轴调控透镜的位置的预设对应关系，调整所述Z轴调控透镜的位置。本发明专利技术解决现有激光打标体型较大的问题，通过光学反射及聚焦技术，使得设备无需直线模组驱动，设备体积小巧。

A Control Method of Three-Axis Dynamic Laser Marking System

The invention discloses a control method of a three-axis dynamic laser marking system, which relates to the field of laser marking, including: firstly, obtaining the first pattern information to be laser marking; secondly, solving the first turning angle of X-axis reflector to control the turning of the X-axis reflector; secondly, solving the second turning angle of the Y-axis reflector to control the turning of the Y-axis reflector; secondly, solving the problem; The first optical path length matches the first position information; finally, according to the preset correspondence between the first optical path length and the position of the Z-axis adjusting lens, the position of the Z-axis adjusting lens is adjusted. The invention solves the problem of large size of existing laser marking. By means of optical reflection and focusing technology, the device does not need linear module drive and is compact in size.

【技术实现步骤摘要】
一种三轴动态激光打标系统的控制方法
本专利技术涉及激光打标领域，特别涉及一种三轴动态打标系统的控制方法。
技术介绍
激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级。在现有技术中，激光打标一般采用直线模组作为激光打标的X轴、Y轴、Z轴的控制构件，其不足之处在于基于该技术的激光打标设备体型较大，不便于设备小巧化。
技术实现思路
有鉴于现有技术的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三轴动态打标系统的控制方法，旨在解决现有激光打标体型较大的问题，通过光学反射及聚焦技术，使得设备无需直线模组驱动，以便使得设备小巧化。为实现上述目的，本专利技术提供一种三轴动态激光打标系统的控制方法，所述系统包括：激光发生模组、Z轴调控透镜、聚焦透镜组、X轴反射镜片、Y轴反射镜片、打标台面；所述系统的坐标系包括原点、X轴、Y轴、Z轴，所述原点为所述打标台面的中心，所述Z轴为所述打标台面的法向，所述X轴、所述Y轴位于所述打标台面上；所述激光发生模组用于生成所述第一激光，所述Z轴调控透镜用于调整所述系统的聚焦距离，所述聚焦透镜组用于对所述第一激光进行聚焦，所述X轴反射镜片用于绕第一旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的X坐标值，所述Y轴反射镜片用于绕第二旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的Y坐标值；所述X轴反射镜片的第一旋转轴与所述Y轴坐标相平行；所述第二旋转轴在所述打标台面上的投影与所述X轴坐标相平行；所述方法包括：获取待激光打标的第一图案信息；所述第一图案信息包括待打标的第一位置信息，所述第一位置信息包括横坐标值X以及纵坐标值Y；根据所述横坐标值X，获取所述X轴反射镜片的第一翻转角ΔθX；根据所述第一翻转角ΔθX，控制所述X轴反射镜片翻转；所述ΔθX满足：所述PK1为第一投影点P与所述打标台面的坐标原点K1的连线，所述第一投影点P为所述第一激光与所述X轴反射镜片的交点在由所述Y轴反射镜形成的第一镜像点；根据所述横坐标值X以及所述纵坐标值Y，获取所述Y轴反射镜片的第二翻转角ΔθY；根据所述第二翻转角ΔθY，控制所述Y轴反射镜片翻转；所述ΔθY满足：根据所述横坐标值X、所述纵坐标值Y、所述第一翻转角ΔθX以及所述第二翻转角ΔθY，求解与所述第一位置信息相匹配的第一光路长度L；所述第一光路长度满足：启动所述激光发生模块产生所述第一激光，根据所述第一光路长度及所述第一光路长度与所述Z轴调控透镜的位置的预设对应关系，调整所述Z轴调控透镜的位置以使所述第一激光聚焦于所述打标台面；其中，所述MN2满足：所述θX为所述X轴反射镜片的第一法线与所述X轴所成的第一夹角，所述θX满足：θX＝θX_base+ΔθX；所述θX_base为当所述第一激光照射在所述打标台面的原点时的所述第一夹角的大小；所述θY_X为所述Y轴反射镜片的所述第二旋转轴与所述X轴所成的第二夹角；所述AM为所述第一激光从所述激光发生模组的出光口到所述X轴反射镜片的距离；所述OM为交点O与所述X轴反射镜片的第一旋转轴点M的距离，所述第一旋转轴点M为所述出光口的轴向与所述X轴反射镜片的交点；所述ON1为所述交点O与所述Y轴反射镜片的第二旋转轴点N1的距离；所述交点O为所述出光口轴向和Y-Z面交点，所述第二旋转轴点N1为所述第二旋转轴与所述Z轴的交点。在一具体实施例中，所述方法还包括：在实验状态下，变化所述Z轴调控透镜的移动位置，采集与所述移动位置相对应的聚焦距离；其中，所述聚焦距离为所述激光发生模组的出光口到所述第一激光的聚焦点之间的光路长度；根据所述聚焦距离以及所述移动距离，预设所述光路长度与所述移动位置的预设关系。在一具体实施例中，所述方法还包括：移开所述X轴反射镜片、所述Y轴反射镜片以使所述第一激光沿所述激光发生模组的轴向出射；获取所述移动位置与所述聚焦距离的对应关系。在一具体实施例中，所述系统还包括直线模组；所述Z轴调控透镜安装于所述直线模组上，所述直线模组用于控制所述Z轴调控透镜直线运动，所述直线模组的轴向与所述打标台面的X轴相平行。在一具体实施例中，所述系统还包括用于控制所述X轴反射镜片翻转的第一电机、用于控制所述Y轴反射镜片翻转的第二电机；所述第一电机的驱动轴与所述X轴反射镜片的所述第一翻转轴同轴连接，所述第二电机的驱动轴与所述Y轴反射镜片的所述第二翻转轴同轴连接。在一具体实施例中，采集用户输入的待打标部件厚度值，对所述打标台面进行微调。本专利技术的有益效果是：1)、本专利技术通过光学反射及聚焦技术，使得设备无需直线模组驱动，便于设备小巧化；2)、本专利技术通过对X轴反射镜片、Y轴反射镜片翻转驱动，便于调控激光照射的二维坐标值；通过提高激光打标二维坐标的精度；3)、通过公式求解激光打标的光路长度，便于调整Z轴调控透镜的位置，以便第一激光能够在打标台面上汇聚成点，提高激光打标精度以及提高激光打标的能量利用率。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式提供的一种三轴动态激光打标系统的控制方法的流程示意图；图2是本专利技术一具体实施方式提供的一种三轴动态激光打标系统的光路示意图；图3是本专利技术一具体实施方式提供的一种三轴动态激光打标系统的局部光路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1-3所示，在本专利技术第一实施例中，提供一种三轴动态激光打标系统的控制方法，所述系统包括：激光发生模组、Z轴调控透镜、聚焦透镜组、X轴反射镜片、Y轴反射镜片、打标台面；所述系统的坐标系包括原点、X轴、Y轴、Z轴，所述原点为所述打标台面的中心，所述Z轴为所述打标台面的法向，所述X轴、所述Y轴位于所述打标台面上；所述激光发生模组用于生成所述第一激光，所述Z轴调控透镜用于调整所述系统的聚焦距离，所述聚焦透镜组用于对所述第一激光进行聚焦，所述X轴反射镜片用于绕第一旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的X坐标值，所述Y轴反射镜片用于绕第二旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的Y坐标值；所述X轴反射镜片的第一旋转轴与所述Y轴坐标相平行；所述第二旋转轴在所述打标台面上的投影与所述X轴坐标相平行；所述Y轴反射镜片的第二旋转轴在X-Z面上；所述第一激光经所述Z轴调控透镜、聚焦透镜组变焦后，再经所述X轴反射镜片及所述Y轴发射镜片发射后，聚焦至所述打标台面上；所述方法包括：获取待激光打标的第一图案信息；所述第一图案信息包括待打标的第一位置信息，所述第一位置信息包括横坐标值X以及纵坐标值Y；根据所述横坐标值X，获取所述X轴反射镜片的第一翻转角ΔθX；根据所述第一翻转角ΔθX，控制所述X轴反射镜片翻转；所述ΔθX满足：所述PK1为第一投影点P与所述打标台面的坐标原点K1的连线，所述第一投影点P为所述第一激光与所述X轴反射镜片的交点在由所述Y轴反射镜形成的第一镜像点；根据所述横坐标值X以及所述纵坐标值Y，获取所述Y轴反射镜片的第二翻转角ΔθY；根据所述第二翻转角ΔθY，控制所述Y轴反射镜片翻转；所述ΔθY满足：根据所述横坐标值X、所述纵坐标值Y、所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴动态激光打标系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括：激光发生模组、Z轴调控透镜、聚焦透镜组、X轴反射镜片、Y轴反射镜片、打标台面；所述系统的坐标系包括原点、X轴、Y轴、Z轴，所述原点为所述打标台面的中心，所述Z轴为所述打标台面的法向，所述X轴、所述Y轴位于所述打标台面上；所述激光发生模组用于生成所述第一激光，所述Z轴调控透镜用于调整所述系统的聚焦距离，所述聚焦透镜组用于对所述第一激光进行聚焦，所述X轴反射镜片用于绕第一旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的X坐标值，所述Y轴反射镜片用于绕第二旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的Y坐标值；所述X轴反射镜片的第一旋转轴与所述Y轴坐标相平行；所述第二旋转轴在所述打标台面上的投影与所述X轴坐标相平行；所述方法包括：获取待激光打标的第一图案信息；所述第一图案信息包括待打标的第一位置信息，所述第一位置信息包括横坐标值X以及纵坐标值Y；根据所述横坐标值X，获取所述X轴反射镜片的第一翻转角ΔθX；根据所述第一翻转角ΔθX，控制所述X轴反射镜片翻转；所述ΔθX满足：

【技术特征摘要】
1.一种三轴动态激光打标系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括：激光发生模组、Z轴调控透镜、聚焦透镜组、X轴反射镜片、Y轴反射镜片、打标台面；所述系统的坐标系包括原点、X轴、Y轴、Z轴，所述原点为所述打标台面的中心，所述Z轴为所述打标台面的法向，所述X轴、所述Y轴位于所述打标台面上；所述激光发生模组用于生成所述第一激光，所述Z轴调控透镜用于调整所述系统的聚焦距离，所述聚焦透镜组用于对所述第一激光进行聚焦，所述X轴反射镜片用于绕第一旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的X坐标值，所述Y轴反射镜片用于绕第二旋转轴旋转并调控所述第一激光照射在所述打标台面上的第一位置的Y坐标值；所述X轴反射镜片的第一旋转轴与所述Y轴坐标相平行；所述第二旋转轴在所述打标台面上的投影与所述X轴坐标相平行；所述方法包括：获取待激光打标的第一图案信息；所述第一图案信息包括待打标的第一位置信息，所述第一位置信息包括横坐标值X以及纵坐标值Y；根据所述横坐标值X，获取所述X轴反射镜片的第一翻转角ΔθX；根据所述第一翻转角ΔθX，控制所述X轴反射镜片翻转；所述ΔθX满足：所述PK1为第一投影点P与所述打标台面的坐标原点K1的连线，所述第一投影点P为所述第一激光与所述X轴反射镜片的交点在由所述Y轴反射镜形成的第一镜像点；根据所述横坐标值X以及所述纵坐标值Y，获取所述Y轴反射镜片的第二翻转角ΔθY；根据所述第二翻转角ΔθY，控制所述Y轴反射镜片翻转；所述ΔθY满足：根据所述横坐标值X、所述纵坐标值Y、所述第一翻转角ΔθX以及所述第二翻转角ΔθY，求解与所述第一位置信息相匹配的第一光路长度L；所述第一光路长度满足：启动所述激光发生模块产生所述第一激光，根据所述第一光路长度及所述第一光路长度与所述Z轴调控透镜的位置的预设对应关系，调整所述Z轴调控透镜的位置以使所述第一激光聚焦于所述打标台面；其中，所述MN2满足：所述θX为所述X轴反射镜片的第一法线与所述X轴所成的第一夹角，所述θX满足：θX...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宪廉，陈庆堂，宋一然，欧阳钟，郑志霞，林国镭，
申请(专利权)人：莆田市雷腾激光数控设备有限公司，莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建,35