一种曲面激光打标机制造技术

本发明专利技术公开了一种曲面激光打标机及打标方法，该曲面激光打标机包括红外激光器，激光发射头，工作平台，样品移动台，控制系统和对焦扫描系统，其中所述对焦扫描系统包括底部安装板、丝杆、导轨、设置于该导轨上的可上下移动的滑块、与所述滑块固定连接的由所述丝杆驱使上下移动的升降底座、设置于该升降底座上的对焦扫描支架、及设置于该对焦扫描支架顶部的对焦扫描组件。方法是：上述激光打标机能通过对焦扫描系统对形貌进行三维扫描，如投影结构光建立坐标系。根据坐标信息，在图案转变后实现在曲面上打出图案。本发明专利技术适用于在曲面上进行激光打标的领域。

A laser marking machine for curved surface

【技术实现步骤摘要】
一种曲面激光打标机
本专利技术实施方式涉及激光打标领域，特别是涉及一种曲面激光打标机及打标方法。
技术介绍
激光打标机一般是用激光束照在包括金属等不同的物质表面雕刻出文字等标记，打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标和文字。激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质,高效,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。但是，目前市面上的激光打标机产品是在平面上进行打标，受到平坦度的限制，国内还没有在曲面上进行激光打标的产品。
技术实现思路
本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种曲面激光打标机及打标方法，能够在曲面上进行打标。本专利技术专利采用的技术方案如下：一种曲面激光打标机，包括：红外激光器，激光发射头，移动平台，样品台和对焦扫描系统；移动平台用于移动样品与激光发射头相对位置，可以利用移动平台来移动样品，如样品不方便移动也可以利用移动平台移动激光发射头(如通过传能光纤)；以下我们以利用移动平台来移动样品为例。所述样品台设置在所述工作平台上，用于承载工件并可移动；所述对焦扫描系统，设置在工作台上，用于对工件进行对焦打标；控制系统，设置在工作台一侧，用于控制各电机。其中，更进一步，所述工作平台的一侧设置有散热箱，所述散热箱可包括两个相对的激光器散热片。更进一步，所述红外激光器位于散热箱内，优选脉冲波长1064nm，脉宽为3-10ns。更进一步，所述样品台包括驱动电机和两个导轨，设置在所述样品台下，用于驱动样品台进行移动；凹槽式固定结构，设置在所述样品台上，用于固定工件。更进一步，所述对焦扫描系统包括底部安装板、丝杆、导轨、设置于该导轨上的可上下移动的滑块、与所述滑块固定连接的由所述丝杆驱使上下移动的升降底座、设置于该升降底座上的对焦扫描支架、及设置于该对焦扫描支架顶部的对焦扫描组件，底部安装板固定于工作台上，对焦扫描部件位于机台的上方。更进一步，所述底部安装板上固定有丝杆支架，该丝杆可转动地设置于该丝杆支架上，所述导轨为两根,该两根导轨并列固定于该丝杆支架的背面，于每一所述导轨上分别设有至少两个所述滑块。更进一步，所述丝杆支架的底部上按输出轴向下地固定有所述电机，该电机的输出轴、丝杆的下端贯穿所述丝杆支架的底部。更进一步，所述丝杆上套设有丝杆螺母连接座，所述丝杆螺母连接座与所述升降底座固定连接，侧控上设有限位块，在所述丝杆支架的上端、下端分别对应该限位块设有限位开关。更进一步，所述对焦扫描部件包括盒体，于该盒体中横向设有投影仪、摄像头、激光发射头。其中，所述激光发射头的后端与所述工作台中的红外激光器通过光纤进行连接，其前端设有扫描振镜，向下有光学镜组。投影仪能够照亮整个样品台，设置在盒体中间位置。更进一步，所述摄像头由可调夹持仪固定。更进一步，所述激光发射头为圆柱体，所述盒体的内侧底面设置支座。采用弹性扣对激光发射头进行固定。更进一步，所述控制系统包括控制电脑，以及与该电脑相连接的显示器、鼠标、键盘，设置在工作台一侧。本专利技术专利的有益效果如下：本专利技术设计的结构简单合理，能够实现在曲面上进行激光打标，拓宽了激光打标的应用范围，工作性能稳定，工作效率高，能够有效地利用在企业生产上。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图2是对焦扫描系统的结构示意图图3是对焦扫描部件示意图图4是摄像头像素坐标和世界坐标之间的关系示意图其中，工作台1，散热箱2，样品移动台3，对焦扫描系统4，控制系统5，红外激光器6，夹具7，导轨8，底部安装板9，电机10，丝杆支架11，导轨12，滑块13，升降底座14，对焦扫描支架15，扫描部件16，丝杆支架17，丝杆螺母连接座91，限位块92，限位开关93、94，盒体161，激光发射头162、投影仪163、摄像头164，数码相机18，被测物19，结构光投影器20。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1图1为本专利技术的结构示意图，图2为对焦扫描系统的结构示意图，图3为对焦扫描部件的结构示意图，图4是摄像头像素坐标和世界坐标之间的关系示意图。如图1所示，本专利技术提供了一种曲面激光打标机，包括工作台1，散热箱2，样品移动台3，对焦扫描系统4和控制系统5，红外激光器6，夹具7和导轨8。其中，所述散热箱2设于工作台1一侧，红外激光器6设于散热箱内。所述样品台3由电机控制可在导轨8上移动，该样品台上还设置夹具7用于固定工件。所述控制系统5与对焦扫描系统4和红外激光器6电连接。图2为对焦扫描系统的结构示意图，如图所示，所述对焦扫描系统由底部安装板9、由电机10驱使转动的丝杆支架11、与该丝杆11并列设置的导轨12、设置于该导轨12上的可上下移动的滑块13、与所述滑块13同定连接的由所述丝杆支架11驱使上下移动的升降底座14、设置于该升降底座14上的对焦扫描支架15、及设罝于该对焦扫描支架15顶部的对焦扫描部件16,该对焦扫描部件16位于所述样品台3的上方。通过丝杆11驱动升降底座上下移动，从而能够调节对焦扫描部件16的水平高度，从而调整光学镜头组的焦距，获得所需要的激光。所述底部安装板9上固定有丝杆支架17，丝杆11可转动地设置于该丝杆支架17上，所述导轨12为两根,该两根导轨并列固定于该丝杆支架17的背面，于每一所述导轨上分别设有至少两个所述滑块13。于该丝杆支架的底部上按输出轴向下地固定所述电机12，该电机的输出轴、丝杆的下端贯穿所述丝杆支架17的底部.所述丝杆11上套设有丝杆螺母连接座91，该丝杆螺母连接座91与所述升降底座14固定连接，该丝杆螺母连接座的侧控上设有限位块92，于该丝杆支架的上端、下端分别对应该限位块设有限位开关93、94。所述对焦扫描部件16包括盒体161，于该盒体161中横向设有激光发射头162、投影仪163、摄像头164。其中，所述激光发射头162的后端与所述工作台中的红外激光器6通过光纤进行连接，其前端设有扫描振镜，向下有光学镜组。投影仪163能够照亮整个样品台，设置在盒体中间位置。所述激光发射头162为圆柱体，所述盒体的内侧底面设置支座。采用弹性扣对激光发射头进行固定。所述摄像头164由可调夹持仪固定。所述控制系统包括控制电脑，以及与该电脑相连接的显示器、鼠标、键盘，设置在工作台一侧。如图4所示，我们建立了摄像机成像平面坐标系(xc,yc,zc)和世界坐标系(xw,yw,zw)、以图像的左上方为原点的图像坐标系(u，v)(此坐标以像素为单位)，以及图像物理坐标系(x，y)为xoy坐标系(此坐标系以毫米为单位)。根据摄像机标定原理，首先进行刚体变换，这个过程就是世界坐标系中的一点到摄像机坐标系中的点，可以由一个旋转矩阵R和一个平移矢量T来描述，则存在如下刚体变换公式：其中R为3x3的旋转矩阵(正交旋转矩阵)，T为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲面激光打标机，其特征在于，包括红外激光器，激光发射头，工作平台，样品移动台，对焦扫描系统和控制系统。所述样品移动台用于承载工件样品并可移动，设置在所述工作平台上；所述对焦扫描系统，设置在工作台上，用于对工件样品进行对焦打标。对焦扫描系统对工件形貌进行三维扫描，将激光聚焦到工件所需打标位置打出图案，实现曲面激光打标。/n

【技术特征摘要】
1.一种曲面激光打标机，其特征在于，包括红外激光器，激光发射头，工作平台，样品移动台，对焦扫描系统和控制系统。所述样品移动台用于承载工件样品并可移动，设置在所述工作平台上；所述对焦扫描系统，设置在工作台上，用于对工件样品进行对焦打标。对焦扫描系统对工件形貌进行三维扫描，将激光聚焦到工件所需打标位置打出图案，实现曲面激光打标。


2.根据权利要求1所述的一种曲面激光打标机，其特征在于，所述工作平台的一侧设置有散热箱，所述散热箱包括两个相对的激光器散热片，所述红外激光器位于散热箱内。


3.根据权利要求1所述的一种曲面激光打标机，其特征在于，所述样品台包括驱动电机和两个导轨，设置在样品台下，用于驱动样品台进行移动，凹槽式固定结构，设置在所述样品台上，用于固定工件。


4.根据权利要求1所述的一种曲面激光打标机，其特征在于，所述对焦扫描系统包括底部安装板、丝杆、导轨、设置于导轨上的可上下移动的滑块、与所述滑块固定连接的由所述丝杆驱使上下移动的升降底座、设置于该升降底座上的对焦扫描支架、及设置于该对焦扫描支架顶部的对焦扫描组件，底部安装板固定于工作台上，对焦扫描部件位于机台的上方。


5.根据权利要求4所述的一种曲面激光打标机，其特征在于，所述底部安装板上固定有丝杆支架，丝杆可转动地设置于该丝杆支架上，所述导轨为两根,并列固定于丝杆支架的背面，每一个导轨上分别设有至少两个滑块。


6.根据权利要求5所述的一种曲面激光打标机，其特征在于，所述丝杆支架的底部上按输出轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，
申请(专利权)人：绍兴凯迪德斯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33