本发明专利技术公开了一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法，所述镭雕设备中的机械轴至少包括两个垂直的直线运动轴，且包括与振镜的光轴相平行的机械Z轴，包括以下步骤：由工件安装位置确定工件坐标系；通过调整振镜姿态和移动用于改变振镜位置或工件安装位置的机械轴，使振镜坐标系中XY平面与工件坐标系中XY平面重合，且振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个，与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置；由用户坐标系原点位置构建用于标定振镜位置的用户坐标系。通过构建用户坐标系描述振镜的位置和姿态，使工艺配方不因更换机械轴原点传感器而失效，便于通过仿真准确构建镭雕曲面在振镜坐标系中位置和姿态。位置和姿态。位置和姿态。
【技术实现步骤摘要】
镭雕设备中构建用户坐标系的方法及仿真方法
[0001]本专利技术涉及镭雕领域，尤其涉及一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法及仿真方法。
技术介绍
[0002]在三维曲面上做激光雕刻，需要在打标软件中建立三维曲面的数字模型。数字模型需要准确反映工件在扫描振镜的镭雕空间中的位置和姿态。然而在大型工件的镭雕设备中，需要有运动机构驱动扫描振镜雕刻曲面的不同部位，每个局部曲面在振镜坐标系中的位置和姿态很难确定。在工艺编程中往往需要反复调整扫描振镜的位置、姿态和曲面数字模型在振镜坐标系中的位置和姿态，反复出光测试镭雕图形在工件曲面上的实际位置和尺寸。在不满足要求的情况下还需要进一步修改镭雕图形，以弥补曲面数字模型与实际工件在激光镭雕空间中位置和姿态的失配。这种方法不但使工艺编程变得繁琐和困难，而且这种未能消除的失配造成的离焦会影响镭雕效果和工艺窗口的宽度。
技术实现思路
[0003]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法及仿真方法，通过构建用户坐标系描述振镜相对于工件的位置和姿态，使工艺配方不因更换或维修机械轴原点传感器而失效，便于通过电脑仿真准确构建镭雕曲面在振镜坐标系中的位置和姿态。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法，所述镭雕设备中的机械轴至少包括两个相互垂直的直线运动轴，且其中一直线运动轴为与振镜的光轴相平行的机械Z轴，包括以下步骤：
[0005]由工件安装位置确定工件坐标系；
[0006]通过调整振镜姿态和移动用于改变振镜位置或工件安装位置的机械轴，使振镜坐标系中XY平面与工件坐标系中XY平面重合，且振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置；
[0007]由用户坐标系原点位置构建用于标定振镜位置的用户坐标系。
[0008]进一步地，由工件安装位置确定工件坐标系包括：
[0009]在设备底板上或定位于所述设备底板的标定板上，设置具有正交直线的预设图形；
[0010]将预设图形中正交直线的交点作为工件坐标系原点，将正交直线分别作为工件坐标系X轴和工件坐标系Y轴；
[0011]由垂直预设图形，且经过工件坐标系原点，确定工件坐标系Z轴。
[0012]进一步地，在所述机械轴为直线运动轴时：
[0013]在振镜的周侧增加垫片使振镜旋转，以调整振镜的姿态，使振镜坐标系XY平面与工件坐标系XY平面相平行；使振镜绕其光轴旋转，从而使振镜坐标系X轴和工件坐标系X轴
平行，振镜坐标系Y轴和工件坐标系Y轴平行；
[0014]通过直线运动轴改变振镜位置或工件安装位置，使由振镜坐标系确定的XY平面和工件坐标系确定的XY平面重合，振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置。
[0015]进一步地，在所述机械轴包括直线运动轴和旋转轴时：
[0016]通过旋转轴带动振镜旋转，以调整振镜姿态，使振镜坐标系XY平面与工件坐标系XY平面相平行；通过旋转轴使振镜绕其光轴旋转，从而使振镜坐标系X轴和工件坐标系X轴平行，振镜坐标系Y轴和工件坐标系Y轴平行；
[0017]通过直线运动轴改变振镜位置或工件安装位置，使由振镜坐标系确定的XY平面和工件坐标系确定的XY平面重合，振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置。
[0018]进一步地，在振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中只有一个与工件坐标系中对应的轴相重合时，振镜坐标系和工件坐标系偏差获取步骤包括：在确定用户坐标系原点位置后，测量振镜坐标系与工件坐标系中未能重合的对应轴之间的间距，作为振镜坐标系和工件坐标系的偏差，用以在仿真时补偿产品3D数模和2D镭雕图形的位置。
[0019]进一步地，通过振镜旋转，以调整振镜的姿态，使振镜坐标系XY平面与工件坐标系XY平面相平行，包括：
[0020]利用激光标记软件，在其振镜坐标系XY平面内设置矩形的第一镭雕图形；
[0021]将第一镭雕图形镭雕至设备底板或标定板上，形成第二镭雕图形，测量第二镭雕图形的边长并反复旋转振镜，直至第二镭雕图形的两组对边分别等长。
[0022]进一步地，通过直线运动轴改变振镜位置或工件安装位置，使由振镜坐标系确定的XY平面和工件坐标系确定的XY平面重合，包括：
[0023]利用激光标记软件，在其振镜坐标系XY平面内设置多边形第三镭雕图形；
[0024]将第三镭雕图形镭雕至设备底板或标定板上，形成第四镭雕图形，测量第四镭雕图形的边长并反复调整机械Z轴，直至第四镭雕图形的各边与第三镭雕图形的对应边等长。
[0025]一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法，所述镭雕设备中的直线运动轴为与振镜的光轴相平行的机械Z轴时；所述构建用户坐标系的方法包括以下步骤：
[0026]由工件安装位置确定工件坐标系；
[0027]通过调整振镜姿态和移动用于改变振镜位置或工件安装位置的机械Z轴，使振镜坐标系中XY平面与工件坐标系中XY平面重合，将此时工件坐标系设定为用于标定振镜位置的用户坐标系。
[0028]一种仿真方法，用于构建镭雕曲面在振镜坐标系中的位置和姿态，所述仿真方法的步骤包括：
[0029]在设备数模中绘制用于表达振镜坐标系的镭雕空间，并在镭雕空间内设置多个参考点，将镭雕空间、参考点与振镜绑定相对位置关系；
[0030]在设备数模中安装标定板数模，确定工件坐标系；
[0031]由振镜坐标系和工件坐标系构建用户坐标系，所述构建用户坐标系如上述的构建用户坐标系的方法；
[0032]在设备数模中取下标定板数模，安装工件治具数模和工件数模；
[0033]移动各机械轴，使镭雕空间以适当姿态套住工件上待加工的镭雕曲面，测量各轴相对用户坐标系原点位置移动的距离和/或转动角度，将测量数据作为用户坐标系下该镭雕曲面的机械轴参数；
[0034]将镭雕曲面和参考点绑定位置关系后一并导出，输入激光标记软件，在激光标记软件中利用参考点对镭雕曲面进行定位；
[0035]将镭雕曲面上的镭雕图形和参考点绑定位置关系后沿振镜坐标系Z轴方向投影成2D图形，作为镭雕图档导入激光标记软件，利用参考点对镭雕图形进行定位后沿振镜坐标系Z轴方向投影粘贴回镭雕曲面。
[0036]进一步地，还包括：
[0037]在构建用户坐标系时，其中振镜坐标系原点与工件坐标系原点在同一平面内相错设置时，用振镜坐标系原点与工件坐标系原点间的偏移量在X、Y方向上逆向移动镭雕曲面和镭雕图形。
[0038]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0039]1.本专利技术中通过构建用户坐标系，由用户坐标系描述振镜相对于工件的位置和姿态，从而使描述振镜相对于工件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种镭雕设备中构建用户坐标系的方法，所述镭雕设备中的机械轴至少包括两个相互垂直的直线运动轴，且其中一直线运动轴为与振镜的光轴相平行的机械Z轴，其特征在于，包括以下步骤：由工件安装位置确定工件坐标系；通过调整振镜姿态和移动用于改变振镜位置或工件安装位置的机械轴，使振镜坐标系中XY平面与工件坐标系中XY平面重合，且振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置；由用户坐标系原点位置构建用于标定振镜与工件相对位置和姿态的用户坐标系。2.根据权利要求1所述的镭雕设备中构建用户坐标系的方法，其特征在于，由工件安装位置确定工件坐标系包括：在设备底板上或定位于所述设备底板的标定板上，设置具有正交直线的预设图形；将预设图形中正交直线的交点作为工件坐标系原点，将正交直线分别作为工件坐标系X轴和工件坐标系Y轴；由垂直预设图形，且经过工件坐标系原点，确定工件坐标系Z轴。3.根据权利要求2所述的镭雕设备中构建用户坐标系的方法，其特征在于，在所述机械轴为直线运动轴时：在振镜的周侧增加垫片使振镜旋转，以调整振镜的姿态，使振镜坐标系XY平面与工件坐标系XY平面相平行；使振镜绕其光轴旋转，从而使振镜坐标系X轴和工件坐标系X轴平行，振镜坐标系Y轴和工件坐标系Y轴平行；通过直线运动轴改变振镜位置或工件安装位置，使由振镜坐标系确定的XY平面和工件坐标系确定的XY平面重合，振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置。4.根据权利要求2所述的镭雕设备中构建用户坐标系的方法，其特征在于，在所述机械轴包括直线运动轴和旋转轴时：通过旋转轴带动振镜旋转，以调整振镜姿态，使振镜坐标系XY平面与工件坐标系XY平面相平行；通过旋转轴使振镜绕其光轴旋转，从而使振镜坐标系X轴和工件坐标系X轴平行，振镜坐标系Y轴和工件坐标系Y轴平行；通过直线运动轴改变振镜位置或工件安装位置，使由振镜坐标系确定的XY平面和工件坐标系确定的XY平面重合，振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中至少一个与工件坐标系中对应的轴相重合，将此时机械轴的位置设定为用户坐标系原点位置。5.根据权利要求3或4所述的镭雕设备中构建用户坐标系的方法，其特征在于，在振镜坐标系X轴和振镜坐标系Y轴中只有一个与工件坐标系中对应的轴相重合时，振镜坐标系和工件坐标系偏差获取步骤包括：在确定用户坐标系原点位置后，测量振镜坐标系与工件坐标系中未能重合的对应轴之间的间距，作为振镜坐标系和工件坐标系的偏差，用以在仿真时补偿产品3D数模和2D镭雕图形的位置。6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诗成，
申请(专利权)人：普聚智能系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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