用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法及装置，该方法包括：通过激光器的控制单元读取待加工的工件的加工路线信息，并根据加工路线控制测距驱动机构驱动测距仪进行移动，使测距仪沿着加工路线进行扫描测距；测距仪将检测到的距离数据发送至控制单元，控制单元实时转换成加工路线上的焦距参数；然后激光器的控制单元按照加工路线控制振镜模块对激光束进行折射，使得激光束沿着设定的加工路线移动；在移动过程中，激光器的控制单元按照检测得到的焦距参数控制激光器的调焦模块实时调节激光束的焦距。本发明专利技术通过在现场实时对待加工的工件进行的测距，生成需要调节的焦距，有效地减小加工误差，有利于提高雕刻质量。高雕刻质量。高雕刻质量。

【技术实现步骤摘要】
用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及激光雕刻方法及装置，具体涉及一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法及装置。

技术介绍

[0002]激光雕刻加工是利用聚焦激光束的高峰值功率密度，通过对材料表层物质的蒸发或者光致物理化学变化，而在材料表面留下永久标记的方法。
[0003]激光雕刻加工(打标)是利用数控技术为基础，激光为加工媒介。加工材料在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性，能使激光雕刻达到加工的目的。激光镌刻就是运用激光技术在工件上面刻写文字、图案等，这种技术刻出来的字没有刻痕，工件表面依然光滑，字迹亦不会磨损。
[0004]传统的激光雕刻机主要用于平面的图形加工，随着科技的发展，现有激光雕刻机逐渐具备了在三维平面(例如弧形面)上进行雕刻的能力，通过预先根据工件的建模图形生成雕刻程序，该雕刻程序中包括加工路线和激光焦距，在加工过程中，不仅需要按照设定的加工路线对激光束进行指引，而且还要根据实际参数调节激光的焦距，使激光准确地聚焦在对应的加工点上(在合理范围内亦可)，以便激光具有足够的能力对工件进行刻蚀，从而保证完成三维平面的雕刻加工，能够加工更多类型的工件。
[0005]上述现有的激光雕刻方法仍存在以下的不足：
[0006]由于激光焦距的调节参数预先根据工件的三维模型设定好，在加工过程中执行程序调节激光的焦距即可，这样虽然能够完成三维平面的加工，但是大部分的工件加工出来的实际尺寸与三维模型图形的理论参数有一定的误差，所以用三维模型的激光焦距来加工实际的工件，具有较大的误差，大大降低了雕刻的质量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，该激光雕刻方法通过现场实时对待加工的工件进行的测距，生成需要调节的焦距，有效地减小加工误差，有利于提高雕刻质量。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制装置。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，包括以下步骤：
[0011](1)利用待加工的工件的三维模型获取雕刻的加工路线；
[0012](2)将待加工的工件摆放在加工工位上，激光器的控制单元读取待加工的工件的加工路线信息，并根据加工路线控制测距驱动机构驱动测距仪进行移动，使测距仪沿着加工路线进行扫描测距；测距仪将检测到的距离数据发送至激光器的控制单元，激光器的控制单元实时转换成加工路线上的焦距参数；
[0013](3)激光发射模块发射激光束，激光器的控制单元按照加工路线控制振镜模块对激光束进行折射，使得激光束沿着设定的加工路线移动；在移动过程中，激光器的控制单元按照检测得到的焦距参数控制激光器的调焦模块实时调节激光束的焦距，从而准确贴切地在工件的表面进行雕刻加工。
[0014]本专利技术的一个优选方案，其中，在激光器的控制单元控制测距仪沿着加工路线往前测距时，所述激光器的控制单元控制激光束沿着加工路线在测距仪测距的后方进行雕刻。这样无需等待测距仪完成整个加工路线的测距工作后再进行雕刻，更加高效。
[0015]本专利技术的一个优选方案，其中，在加工过程中包括以下步骤：
[0016]选择激光器的作业模式，该作业模式包括第一作业模式和第二作业模式，其中，第一作业模式用于对摆放在激光器下方的工件进行雕刻，所述第二作业模式用于对摆放在激光器周围的工件进行雕刻；在第一作业模式状态下，激光器中的振镜模块的镜头朝下，在第二作业模式状态下，振镜模块的镜头朝向水平方向；由激光发射模块发射的激光束在进入振镜模块之前，沿水平方向直线传递；
[0017]当选择第一作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝下，此时振镜模块的入射口朝向水平方向，由激光发射模块发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面，对物料进行雕刻；
[0018]当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝向水平方向，此时振镜模块的入射口朝向下方，由激光发射模块发射的激光束先从水平方向沿直线传递，在进入振镜模块的入射口之前，由换向折射镜将激光束从水平方向折射成竖直向上，随后进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面，继而对工件的侧立面进行加工；并且在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。
[0019]进一步，在第一作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座进行移动，避让从激光发射模块发射出来的激光束；
[0020]在第二作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座移动指定的位置，使得出射孔与第二传动轴的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。
[0021]一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制装置，包括设置在激光器的振镜模块上的测距机构；
[0022]所述测距机构与激光器的控制单元电连接，该测距机构包括测距仪和用于驱动测距仪改变自身的姿态朝向的测距驱动机构。
[0023]本专利技术的一个优选方案，其中，所述测距驱动机构设置有三组，三组测距驱动机构的驱动端沿着圆周方向均匀地与所述测距仪连接；
[0024]所述测距驱动机构包括测距驱动电机和测距传动组件，所述测距驱动电机固定设置在振镜模块的内部，所述测距传动组件包括测距丝杆和测距丝杆螺母，所述测距丝杆螺母通过万向连接结构与测距仪连接。
[0025]进一步，所述万向连接结构包括转动板和万向连接杆，所述转动板转动连接在所述测距丝杆螺母上，所述万向连接杆的一端设有球头，该万向连接杆的另一端通过固定安装环与测距仪固定连接；所述转动板上设有与所述球头配合的球形槽。
[0026]通过上述结构，三组测距驱动机构组合联动，可以驱动测距仪进行全方位的移动，从而可以对沿着加工路线进行测距。
[0027]本专利技术的一个优选方案，其中，还包括用于驱动激光器的振镜模块进行转动的姿态调节机构和用于将激光束反射至激光器的振镜模块的换向折射机构；
[0028]所述姿态调节机构包括第一调节驱动机构和第二调节驱动机构，所述第一调节驱动机构的驱动调节平面与激光发射模块发射出来的激光束平行；所述第二调节驱动机构的驱动调节平面与从激光器的振镜模块折射至加工工件的激光束平行；
[0029]所述换向折射机构设置在激光发射模块与激光器的振镜模块之间，该换向折射机构包括换向折射镜、换向座以及用于驱动换向座进行移动的换向折射驱动机构；所述换向座与换向折射驱动机构的驱动端连接，该换向座上设有入射孔和出射孔，所述入射孔与出射孔连通，且该入射孔的中心延伸方向与出射孔的中心延伸方向垂直；所述换向折射镜固定设置在换向座上，该换向折射镜位于在入射孔与出射孔连通的位置上；
[0030]在第一作业模式下，从激光发射模块发射出来的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用待加工的工件的三维模型获取雕刻的加工路线；(2)将待加工的工件摆放在加工工位上，激光器的控制单元读取待加工的工件的加工路线信息，并根据加工路线控制测距驱动机构驱动测距仪进行移动，使测距仪沿着加工路线进行扫描测距；测距仪将检测到的距离数据发送至激光器的控制单元，激光器的控制单元实时转换成加工路线上的焦距参数；(3)激光发射模块发射激光束，激光器的控制单元按照加工路线控制振镜模块对激光束进行折射，使得激光束沿着设定的加工路线移动；在移动过程中，激光器的控制单元按照检测得到的焦距参数控制激光器的调焦模块实时调节激光束的焦距，从而准确贴切地在工件的表面进行雕刻加工。2.根据权利要求1所述的用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，其特征在于，在激光器的控制单元控制测距仪沿着加工路线往前测距时，所述激光器的控制单元控制激光束沿着加工路线在测距仪测距的后方进行雕刻。3.根据权利要求1所述的用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，其特征在于，在加工过程中包括以下步骤：选择激光器的作业模式，该作业模式包括第一作业模式和第二作业模式，其中，第一作业模式用于对摆放在激光器下方的工件进行雕刻，所述第二作业模式用于对摆放在激光器周围的工件进行雕刻；在第一作业模式状态下，激光器中的振镜模块的镜头朝下，在第二作业模式状态下，振镜模块的镜头朝向水平方向；由激光发射模块发射的激光束在进入振镜模块之前，沿水平方向直线传递；当选择第一作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝下，此时振镜模块的入射口朝向水平方向，由激光发射模块发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面，对物料进行雕刻；当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝向水平方向，此时振镜模块的入射口朝向下方，由激光发射模块发射的激光束先从水平方向沿直线传递，在进入振镜模块的入射口之前，由换向折射镜将激光束从水平方向折射成竖直向上，随后进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面，继而对工件的侧立面进行加工；并且在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。4.根据权利要求3所述的用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制方法，其特征在于，在第一作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座进行移动，避让从激光发射模块发射出来的激光束；在第二作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座移动指定的位置，使得出射孔与第二传动轴的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。5.一种用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制装置，其特征在于，包括设置在激光器的振镜模块上的测距机构；所述测距机构与激光器的控制单元电连接，该测距机构包括测距仪和用于驱动测距仪改变自身的姿态朝向的测距驱动机构。
6.根据权利要求5所述的用于激光雕刻机的多角度激光发射自适应控制装置，其特征在于，所述测距驱动机构设置有三组，三组测距驱动机构的驱动端沿着圆周方向均匀地与所述测距仪连接；所述测距驱动机构包括测距驱动电机和测距传动组件，所述测距驱动电机固定设置在振镜模块的内部，所述测距传动组件包括测距丝杆和测距丝杆螺母，所述测距丝杆螺母通过万向连接结构与测距仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴楷龙，欧东，苏飞，
申请(专利权)人：深圳市智鼎自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：