一种三维激光打标方法、装置及三维打标机制造方法及图纸

本发明专利技术适用于激光加工领域，提供了一种三维激光打标方法、装置及三维打标机，所述方法包括：建立需要打标的二维纹理；获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型；将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面；通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上；生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型；去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型；根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。本发明专利技术，由于生成的三维纹理模型与被打标的三维曲面的三维模型的表面特征一致，实现了三维打标清晰和可控制变形与扭曲程度的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术适用于激光加工领域，提供了一种三维激光打标方法、装置及三维打标机，所述方法包括：建立需要打标的二维纹理；获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型；将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面；通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上；生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型；去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型；根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。本专利技术，由于生成的三维纹理模型与被打标的三维曲面的三维模型的表面特征一致，实现了三维打标清晰和可控制变形与扭曲程度的目的。【专利说明】一种三维激光打标方法、装置及三维打标机
本专利技术属于激光加工
，尤其涉及一种三维激光打标方法、装置及三维打标机。
技术介绍
激光打标机固有的高速高效的清洁打标方式，得到各行各业的青睐，因此广泛应用于电子信息、轻工、家电、模具、高低压电器、珠宝等众多行业的产品标识。以物体平面为打标对象的二维激光打标机，其打标技术已日臻成熟。然而，以物体任意曲面为打标对象的三维打标方法，目前还存在许多的局限性和缺陷。如依托二维打标技术配置数控旋转工作台的“三维”激光打标机，实际上只能加工旋转的三维圆柱曲面，对其他类型曲面则束手无策；基于三维振镜的激光打标机，大部分利用二维打标的方法，即把需要打标的文字、纹理、图形或图象(以下统一简称为“纹理”)等内容，投影到被加工的曲面，通过识别被加工的曲面的表面特征，利用三轴振镜的Z轴自动调整激光的打标焦距，使纹理能在曲面被清晰地打印出来。然而，由于采用简单的曲面投影的打标方面，被打印的纹理，相比原始的设计，均存在严重的长度变形或形状扭曲变形，打标效果无法达到预期的目标。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种三维激光打标方法、装置及三维打标机，旨在解决现有技术提供的打标方法，被打印的纹理会出现严重的长度变形或形状扭曲变形的问题。一方面，提供一种三维激光打标方法，所述方法包括:建立需要打标的二维纹理；获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型；将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面；通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上；生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型；去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型；根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。另一方面，提供一种三维激光打标装置，所述装置包括:二维纹理建立单元，用于建立需要打标的二维纹理；第一三维模型获取单元，用于获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型；展开曲面生成单元，用于将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面；二维纹理映射单元，用于通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上；第二三维模型生成单元，用于生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型；三维纹理模型生成单元，用于去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型；打标单元，用于根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。再一方面，提供一种三维打标机，所述三维打标机包括如上所述的三维激光打标 装直。在本专利技术实施例中，建立需要打标的二维纹理，获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型，将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面，通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上，生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型，去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型，最后根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。由于生成的三维纹理模型与被打标的三维曲面的三维模型的表面特征一致，实现了三维打标清晰和可控制变形与扭曲程度的目的。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例一提供的三维激光打标方法的流程框图；图2是本专利技术 实施例提供的预先设计的二维纹理图案的示意图；图3是本专利技术实施例提供的被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型示意图；图4是本专利技术实施例提供的图3所示的第一三维模型被展开后的平面示意图；图5是本专利技术实施例提供的图2所示的纹理映射到图4所示的被展开后的三维模型的平面上后的示意图；图6是本专利技术实施例提供的生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型示意图；图7是本专利技术实施例提供的去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型示意图；图8是本专利技术实施例二提供的三维激光打标装置的结构框图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中，建立需要打标的二维纹理，获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型，将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面，通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上，生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型，去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型，最后根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细描述:实施例一图1示出了本专利技术实施例一提供的三维激光打标方法的流程框图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下。在步骤SlOl中、建立需要打标的二维纹理。在本实施例中，首先设计需要打标的二维纹理，并将所述二维纹理以位图(png、jpg、bmp等)格式输出，或以矢量图(pit、dxf、svg等)格式输出，比如图2为设计的二维纹理图案的示意图。在步骤S102中、获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型。在本实施例中，被打标三维物体曲面被三角剖分之后的第一三维模型可以是STL模型，也可以是目标文件(Object file，OBJ)文本文件形式的三维模型。其中，STL的中文全称是:三角网格来表现3D CAD模型标准文件类型,英文全称是StereoLithography。在本实施例中，被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型如图3所示。在步骤S103中、将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面。在本实施例中，可以通过预先设定的展开算法，将被打标三维物体曲面被三角剖分之后的第一三维模型按平面方式展开。比如，图3所示的被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型通过展开算法被展开后的展开曲面如图4所示。需要说明的是，在此对展开算法不做限制。在步骤S104中、通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上。在本实施例中，可以通过预先设定的纹理映射算法，按指定的大小、朝向和位置，将步骤SlOl建立的二维纹理映射至步骤S103中生成的展开曲面上。比如，图2所示的纹理映射到图4所示的通过展开算法展开后的展开曲面上后的示意图如图5所示。需要说明的是，在此对纹理映射算法不做限制。另外，作为本专利技术的一个优选实施例，在将步骤SlOl建立的二维纹理映射至步骤S103中生成的展开曲面的同时，由于纹理映射过程中不可避免地包含局部的变形现象，因此可以调整纹理映本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维激光打标方法，其特征在于，所述方法包括：建立需要打标的二维纹理；获取被打标三维曲面的三角剖分之后的第一三维模型；将所述第一三维模型按平面方式展开，生成展开曲面；通过预定的纹理映射算法，将所述二维纹理映射至所述展开曲面上；生成包含所述二维纹理的展开曲面的第二三维模型；去除所述第二三维模型中的第一三维模型，仅保留所述二维纹理经映射后生成的三维纹理模型；根据所述三维纹理模型控制激光光束的运动轨迹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周泳全，黄劲，肖永山，刘白，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：