本发明专利技术公开了激光打标领域的一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法及系统，该激光打标控制方法包括：预设步骤：装载设置有若干打标参数的标准模板图像，记为第一图像；预打标步骤：按照标准模板图像在待打标对象上进行预打标，获取打标后的待打标对象的图像，记为第二图像；调整步骤：对第二图像进行包括色差偏差值在内的质量评估，根据包括所述色差偏差值在内的质量评估与预期值的对比，按预设参数适配值调整打标参数，根据所述调整后的打标参数重新设定标准模板图像，记为新的第一图像，重复所述调整步骤；打标步骤：直到质量评估达到设定预期值时，待打标对象按照最新的第一图像进行打标作业。该过程对于激光打标效果形成客观具体的质量评价，能够快速调整承印材料的打标参数，实现材料的自适应选择，大大减少激光打标初始制程的材料浪费，缩短新材料激光打标初始工艺制程周期。光打标初始工艺制程周期。光打标初始工艺制程周期。
【技术实现步骤摘要】
一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及激光打标
，尤其涉及基于数字图像处理技术的激光参数自动优化的激光打标机。
技术介绍
[0002]激光打标是指由激光发生器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。
[0003]激光打标机利用激光光束在物品上进行标志。只要是需要标志的物品，都需要打上相应的标签。常见的食品、酒水生产日期，机箱盒上的字迹，以及五金配件上的品牌标志，这些都是通过打标机来实现的。激光打标机的标记范围包括但不限于：电子器件、电子及通讯产品、家电、食品包装、模具、电线电缆、炊具、珠宝首饰、箱包饰扣、太阳能真空管、太阳能划线、手机通讯、集成电路(IC)、电工电器、眼镜钟表、五金制品、航天航空器件、精密器械、塑胶按键、汽车配件、PVC管材、建材、电脑配件、不锈钢制品、工业轴承、钟表紫外激光打标机等行业。而该些产品会涉及不同的打标工件表面包含材料在内的表面属性。
[0004]打标工件表面属性的不同对于激光打标参数比较敏感，比如，当材料发生变化时，重新确定最佳的制程参数需要耗费较多的时间，同时也会浪费大量的打印耗材用于制程实验。对于激光标记的效果，目前也没有统一的、客观的质量评价体系。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法及系统，以实现激光打标承印材料的自适应选择，提升激光打标的质量和效率，以及大大减少材料浪费和缩短打标制程周期的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法，所述方法包括：
[0008]预设步骤：装载设置有若干打标参数的标准模板图像，记为第一图像；
[0009]预打标步骤：按照标准模板图像在待打标对象上进行预打标，获取打标后的待打标对象的图像，记为第二图像；
[0010]调整步骤：对第二图像进行包括色差偏差值在内的质量评估，根据包括所述色差偏差值在内的质量评估与预期值的对比，按预设参数适配值调整打标参数，根据所述调整后的打标参数重新设定标准模板图像，记为新的第一图像，重复所述调整步骤；
[0011]打标步骤：直到质量评估达到设定预期值时，待打标对象按照最新的第一图像进行打标作业。
[0012]可选的，所述预打标步骤进一步包括：
[0013]对所述第二图像进行包括采用图像降噪算法、图像畸变矫正算法在内的预处理；
[0014]采用图像增强算法增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性；
[0015]计算第二图像打标区域的边界。
[0016]可选的，所述采用图像增强算法增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性，包括：
[0017]使用色彩空间变换算法、自适应直方图均衡化算法中的至少一种算法，增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性。
[0018]可选的，所述计算第二图像打标区域的边界，包括：
[0019]对第二图像进行特征检测，采用SIFT算法撷取第二图像与预先设置的第一图像对比的SIFT特征点，确定相似度最高的区域，构建该区域的描述符；
[0020]对第二图像进行模板匹配，采用FLANN快速最邻近搜索特征匹配算法将SIFT算法所撷取的特征点与所述构建的描述符做匹配，再采用RANSAC算法剔除误匹配点对，完成特征点的正确匹配，求出变换矩阵，通过变换矩阵计算并确定第二图像打标区域的边界。
[0021]可选的，所述调整步骤，进一步包括:
[0022]将第二图像进行色块矩阵分割，分割成若干色块，计算每一色块的平均CIELAB值；
[0023]将每一色块CIELAB均值与第二图像中未做激光打标区域的CIELAB值做计算，选出色差偏差值最大的色块并获取所述色差偏差值最大的色块的索引值；
[0024]根据所述获取的色差最大值色块的索引值，返回所述最大值色块所使用的打标参数，并调整标准模板图像的打标参数，存储为新的第一图像。
[0025]可选的，所述根据包括所述色差偏差值在内的质量评估与预期值的对比，按预设参数适配值调整打标参数，包括：
[0026]色差偏差值计算公式如公式一所示：
[0027][0028]式中，
[0029]ΔL'为明度差，ΔC'为彩度差，ΔH'为色相差；
[0030]S
L
为明度权重函数，S
C
为彩度权重函数，S
H
为色相差权重函数，用于校正颜色空间均匀性；
[0031]R
T
为旋转函数，用于校正颜色空间蓝色区域容差椭圆主轴方向的偏转；
[0032]K
L
，K
C
和K
H
为常量参数因子，其数值根据不同的测量对象或者色彩品质控制要求进行自定义，以获得更灵活的色差计算方式。
[0033]可选的，所述常量参数因子K
L
，K
C
和K
H
，在CIE给定的标准观测条件:D65光源、照度1000lx、大于4视场、颜色均匀、CIELAB色差在0～5之间、背景为中等明度的灰时，K
L
＝K
C
＝K
H
＝1。
[0034]可选的，所述预期值，当打标工件表面属性为灰色PC+ABS塑料时，色差偏差值的预期值范围为0.5～3.0。
[0035]可选的，其特征在于，设置所述打标参数至少包括：
[0036]设置走线速度：打标时振镜运行的速度，其包括走线速度＝有效矢量步长/有效矢量步间延时的设置；
[0037]设置激光功率：激光器的输出功率，用于设置打标当前图层时激光器的激光功率
百分比或激光器电流；
[0038]设置填充间距：激光在打标图层上走线之间的距离。
[0039]一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制系统，所述系统包括：激光器、图像采集模块、光源模块、上位机以及与所述激光器、图像采集模块、光源模块、上位机连接的控制器；
[0040]所述激光器用于接收来自控制器的打标指令，在待打标对象上进行打标作业；
[0041]所述图像采集模块用于获取待打标对象的打标区域图像；
[0042]所述光源模块用于发出白光、红光、蓝光等不同类型的光波；
[0043]所述上位机装载包括图像处理算法、图像特征检测算法、模板匹配算法、轮廓检测算法、色差计算算法在内的若干算法，用于进行图像的加载和处理；
[0044]所述控制器用于接收来自所述图像采集模块采集的图像并传输到所述上位机进行分析和处理；也用于接收所述上位机下发的控制指令控制所述光源模块发出的光波类型。
[0045]本专利技术所述的一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法及系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自适应打标工件表面属性的激光打标控制方法，其特征在于，所述方法包括：预设步骤：装载设置有若干打标参数的标准模板图像，记为第一图像；预打标步骤：按照标准模板图像在待打标对象上进行预打标，获取打标后的待打标对象的图像，记为第二图像；调整步骤：对第二图像进行包括色差偏差值在内的质量评估，根据包括所述色差偏差值在内的质量评估与预期值的对比，按预设参数适配值调整打标参数，根据所述调整后的打标参数重新设定标准模板图像，记为新的第一图像，重复所述调整步骤；打标步骤：直到质量评估达到设定预期值时，待打标对象按照最新的第一图像进行打标作业。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预打标步骤进一步包括：对所述第二图像进行包括采用图像降噪算法、图像畸变矫正算法在内的预处理；采用图像增强算法增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性；计算第二图像打标区域的边界。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用图像增强算法增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性，包括：使用色彩空间变换算法、自适应直方图均衡化算法中的至少一种算法，增强第二图像打标区域与非打标区域的可分离性。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算第二图像打标区域的边界，包括：对第二图像进行特征检测，采用SIFT算法撷取第二图像与预先设置的第一图像对比的SIFT特征点，确定相似度最高的区域，构建该区域的描述符；对第二图像进行模板匹配，采用FLANN快速最邻近搜索特征匹配算法将SIFT算法所撷取的特征点与所述构建的描述符做匹配，再采用RANSAC算法剔除误匹配点对，完成特征点的正确匹配，求出变换矩阵，通过变换矩阵计算并确定第二图像打标区域的边界。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤，进一步包括:将第二图像进行色块矩阵分割，分割成若干色块，计算每一色块的平均CIELAB值；将每一色块CIELAB均值与第二图像中未做激光打标区域的CIELAB值做计算，选出色差偏差值最大的色块并获取所述色差偏差值最大的色块的索引值；根据所述获取的色差最大值色块的索引值，返回所述最大值色块所使用的打标参数，并调整标准模板图像的打标参数，存储为新的第一图像。6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述根据包括所述色差偏差值在内的质量评估与预期值的对比，按预设参数适配值调整打标参数，包括：色差偏差值计算公式如公式一所示...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔亮，王亮，项益烽，吴彧翀，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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