CN102848082A - 激光打标机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光打标机，包括传送装置、位于所述传送装置上方的激光打标头和用于拍摄所述传送装置上传送的至少一个打标物件的图像的至少一个摄像装置；与所述摄像装置通信连接的坐标获取模块，用于接收所述至少一个打标物件的图像，并将所述至少一个打标物件的照片和模板图像进行比较，并基于比较结果获得所述至少一个打标物件的中心坐标；与所述坐标获取模块和激光打标头通信连接的打标控制模块，用于基于所述至少一个打标物件的中心坐标控制所述激光打标头对所述至少一个打标物件进行打标。本发明的激光打标机，通过采用摄像头精确定位打标物件的中心坐标，极大地提高了打标精度，因此可以设置大量的打标物件，从而极大地提高了打标效率。

Description

激光打标机

技术领域

本发明涉及激光打标领域，更具体地说，涉及一种激光打标机。

背景技术

近年来，激光打标技术发展迅速。目前常见的振镜激光打标机主要包括激光打标头、用于传送打标物件的传送装置。其中激光打标头通常包括激光光源、扫描镜、振镜以及打标控制模块等。其工作原理是将激光束入射到扫描镜上，通过打标控制模块控制反射镜的反射角度，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标物件上按所需的要求运动，从而在打标物件表面上留下永久的标记。然而，这样的振镜激光打标机往往打标精度不够、打标物件的个数不能过多，打标时间效率低下。

因此，需要一种打标精度高、打标物件个数多，且打标时间效率较高的激光打标机。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的激光打标机往往打标精度不够、打标物件的个数不能过多，打标时间效率低下的缺陷，提供一种打标精度高、打标物件个数多，且打标时间效率较高的激光打标机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种激光打标机，包括传送装置、位于所述传送装置上方的激光打标头，还包括：

位于所述传送装置上方的至少一个摄像装置，用于拍摄所述传送装置上传送的至少一个打标物件的图像；

与所述摄像装置通信连接的坐标获取模块，用于接收所述至少一个打标物件的图像，并将所述至少一个打标物件的照片和模板图像进行比较，并基于比较结果获得所述至少一个打标物件的中心坐标；

与所述坐标获取模块和激光打标头通信连接的打标控制模块，用于基于所述至少一个打标物件的中心坐标控制所述激光打标头对所述至少一个打标物件进行打标。

在本发明所述的激光打标机中，所述传送装置包括多个大小相同的区域，每个区域上设置至少一个打标物件。

在本发明所述的激光打标机中，所述至少一个摄像装置滑动设置在平行于所述传送装置的滑动槽上以拍摄不同区域上不同打标物件的图像。

在本发明所述的激光打标机中，所述滑动槽上设置有用于驱动所述至少一个摄像装置沿所述滑动槽滑动的滑动槽驱动装置。

在本发明所述的激光打标机中，所述滑动槽上方设置平行所述传送装置的背光板。

在本发明所述的激光打标机中，所述激光打标机包括多个摄像装置，每个摄像装置对应所述传送装置上的一个区域以拍摄不同区域上的不同打标物件的图像。

在本发明所述的激光打标机中，所述坐标获取模块用于基于所述不同打标物件的图像和与所述不同打标物件对应的模板图像的比较结果获得不同区域上不同打标物件的中心坐标。

在本发明所述的激光打标机中，所述激光打标机包括驱动所述传送装置垂直于所述滑动槽前后运动的传送驱动装置。

在本发明所述的激光打标机中，所述坐标获取模块包括：

图像接收单元，用于从所述摄像装置接收所述至少一个打标物件的图像；

比较单元，将所述至少一个打标物件的图像和所述匹配的模板图像进行比较，并输出比较结果；

坐标计算单元，基于所述比较结果计算所述至少一个打标物件的中心坐标。

在本发明所述的激光打标机中，所述坐标获取模块包括：

图像接收单元，用于从所述多个摄像装置接收所述多个打标物件的多个图像；

模板匹配单元，为所述多个打标物件的图像分别选择匹配的模板图像；

比较单元，将所述多个打标物件的图像和与其匹配的模板图像分别进行比较，并输出多个比较结果；

坐标计算单元，基于所述多个比较结果分别计算所述多个打标物件的每一个的中心坐标。

实施本发明的激光打标机，具有以下有益效果，通过采用摄像头精确定位打标物件的中心坐标，极大地提高了打标精度，因此可以在同一传送装置上设置大量的打标物件，从而极大地提高了打标效率。更进一步地，通过将传送区域划分为多个区域，可以在保证打标精度的基础上，进一步增加打标物件的个数，从而进一步减少更换传送装置的次数进而提高打标效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的第一实施例的激光打标机的侧视图；

图2是本发明的第一实施例的激光打标机的传送装置的俯视图；

图3是本发明的第一实施例的激光打标机的坐标获取模块的原理框图；

图4是本发明的第二实施例的激光打标机的侧视图；

图5是本发明的第二实施例的激光打标机的坐标获取模块的原理框图；

图6是本发明的第三实施例的激光打标机的侧视图。

具体实施方式

图1是本发明的第一实施例的激光打标机的侧视图。如图1所示，本发明的激光打标机包括传送装置100、位于所述传送装置100上方的激光打标头500、位于所述传送装置100上方的摄像装置300、与所述摄像装置300通信连接的坐标获取模块200，以及同时与所述坐标获取模块200和激光打标头500通信连接的打标控制模块400。

图2是本发明的第一实施例的激光打标机的传送装置的俯视图。如图2所示，该传送装置100可包括夹具101和由该夹具101夹持的至少一个打标物件102。在本实施例中，该夹具101同时夹持多个打标物件102。本领域技术人员知悉，该传送装置100也可以由其他传送装置构建，比如传送带、传送轮等等。本领域技术人员进一步知悉，在本发明中所采用的激光打标头500可以是本领域中任何已知的激光打标头，本发明中所采用的摄像装置300可以是本领域中任何已知的摄像装置，如CCD摄像装置等等。

激光打标头500位于夹具101的上方以对多个打标物件102进行打标。摄像装置300同样位于夹具101的上方从而拍摄所述多个打标物件102的图像。如图1所示，该激光打标头500和摄像装置300可以平行设置于夹具101的上方的同一高度位置，也可以平行设置于夹具101的上方的不同高度位置。本领域技术人员知悉，激光打标头500和摄像装置300可以设置在夹具101上方的任何位置，只要互相不会产生影响即可。

摄像装置300在拍摄打标物件102的图像以后，通过无线或者有线通信传送给坐标获取模块200。该坐标获取模块200可以设置在任何位置，例如夹具101的上方、下方或者其他位置。该坐标获取模块200内存储有模板图像。在接收到打标物件102的图像以后，该坐标获取模块200将其与模板图像进行比较，从而确定该打标物件102的中心坐标。

图3是本发明的第一实施例的激光打标机的坐标获取模块的原理框图。如图3所示，所述坐标获取模块200包括图像接收单元210、比较单元220和坐标计算单元230。下面结合图1-3对本发明的激光打标机的工作原理进行说明。在本实施例中，该摄像装置300固定设置在夹具101的最左侧。激光打标头500可以在夹具101上方水平滑动以为各个打标物件102打标。当然，在本发明的其他优选实施例中，可以设置多个激光打标头500以分别对各个打标物件102进行打标。

首先，坐标获取模块200中预存储至少一个模板图像。在本实施例中，该模板图像为打标物件102位于摄像装置300的正下方时的图像。此时，定义当打标物件102位于摄像装置300的正下方时，其中心坐标为0。在本发明的其他实施例中，也可以采用其他模板图像，并定义其他中心坐标。比如，定义当打标物件位于夹具最左侧的图像为模板图像，并定义其中心坐标为0等等。当需要对打标物件102进行打标时，摄像装置300对打标物件102进行拍照，然后将获得的图像发送给坐标获取模块200。此时，坐标获取模块200中的图像接收单元210从所述摄像装置300接收所述打标物件102的图像。然后比较单元220将所述打标物件102的图像和所述匹配的模板图像进行比较，输出比较打标物件102与模板图像中打标物件之间的位置差异。坐标计算单元230基于所述比较结果计算所述打标物件102的中心坐标。在本发明的一个实施例中，可以先定义不同的位置差异对应不同的坐标，然后例如通过查找表的方式计算所述打标物件102的中心坐标。在本发明的其他实施例中，还可以直接通过位图来计算打标物件102的中心坐标。本领域技术人员知悉，本领域中已知的任何计算方法都可以用于本发明。

此后，坐标获取模块200将该打标物件102的中心坐标通过无线或者有线通信发送给打标控制模块400。该打标控制模块400接收到该打标物件102的中心坐标后，控制激光打标头500滑动到对准打标物件102的中心坐标的位置进行打标。

实施本发明的激光打标机，具有以下有益效果，通过采用摄像头精确定位打标物件的中心坐标，极大地提高了打标精度，因此可以在同一传送装置上设置大量的打标物件，从而极大地提高了打标效率。

图4是本发明的第二实施例的激光打标机的侧视图。如图4所示，本发明的激光打标机包括传送装置100、位于所述传送装置100上方的激光打标头500、位于所述传送装置100上方的摄像装置300、与所述摄像装置300通信连接的坐标获取模块200（未示出），以及同时与所述坐标获取模块200和激光打标头500通信连接的打标控制模块400（未示出）。

在本实施例中，所述传送装置100包括多个大小相同的区域1-N，每个区域上设置一个打标物件。A和B分别示出了区域1和区域N的俯视图。在本实施例中，摄像装置300滑动设置在平行于所述传送装置100的滑动槽301上以拍摄不同区域上不同打标物件的图像。该摄像装置300可以手动滑动。在本发明的另一优选实施例中，所述滑动槽上301设置有用于驱动所述至少一个摄像装置300沿所述滑动槽301滑动的滑动槽驱动装置。为了使得摄像效果更加清晰，可以在所述滑动槽301上方设置平行所述传送装置100的背光板。在本实施例中，所述坐标获取模块200用于基于所述不同打标物件的图像和与所述不同打标物件对应的模板图像的比较结果获得不同区域上不同打标物件的中心坐标。在本发明的其他实施例中，每个区域上还可以设置两个、三个或者多个打标物件。摄像装置300拍摄所述各个区域上两个、三个或者多个打标物件的图像。所述坐标获取模块200用于基于所述不同区域上不同打标物件的图像和与所述不同打标物件对应的模板图像的比较结果获得不同区域上不同打标物件的中心坐标。

图5是本发明的第二实施例的激光打标机的坐标获取模块的原理框图。如图5所示，所述坐标获取模块200包括图像接收单元210、模板匹配单元240、比较单元220和坐标计算单元230。下面结合图4-5对本发明的激光打标机的工作原理进行说明。

在本实施例中，摄像模块300首先分别滑动到每个区域的正中心拍摄传送装置100的每个区域上的图像以作为模板图像，从而获得针对不同区域1-N的不同模板图像1-N。当需要对打标物件进行打标时，传送装置100在垂直于纸面的方向上运动，即在传送驱动装置的驱动下垂直于所述滑动槽301前后运动。当区域1-N运动到摄像装置300的正下方时，摄像装置300从左到右，分别滑动到每个区域的正中心，依次拍摄区域1-N上打标物件的图像，从而获得打标物件图像1-N。坐标获取模块200中的图像接收单元210从所述摄像装置300接收所述打标物件图像1-N。此时，模板匹配单元240分别为所述打标物件图像1-N选择匹配的模板图像1-N。例如打标物件图像1匹配模板图像1，打标物件图像2匹配模板图像2，...,打标物件图像N匹配模板图像N。在本发明的一个实施例中，可以按照打标物件图像获取的时间确定其匹配的模板图像。在本发明的其他实施例中，可以对不同的模板图像配置不同的色调，通过色调匹配打标物件图像和模板图像。在本发明的其他实施例中，还可以采用其他的方式进行匹配。然后比较单元220分别将将所述打标物件图像1-N和所述匹配模板图像1-N进行比较，输出比较打标物件102与模板图像中打标物件之间的位置差异1-N。坐标计算单元230基于所述位置差异1-N计算所述打标物件102的中心坐标。在本发明的一个实施例中，可以先定义不同的位置差异对应不同的坐标，然后例如通过查找表的方式计算所述打标物件102的中心坐标。在本发明的其他实施例中，还可以直接通过位图来计算打标物件102的中心坐标。本领域技术人员知悉，本领域中已知的任何计算方法都可以用于本发明。

此后，坐标获取模块200将该打标物件的中心坐标通过无线或者有线通信发送给打标控制模块400（未示出）。该打标控制模块400接收到该打标物件的中心坐标后，控制激光打标头500滑动到对准打标物件的中心坐标的位置进行打标。在本实施例中，仅示出了一个激光打标头500，但是，在本发明的另一优选实施例中，可包括N个激光打标头500，每个激光打标头500对准一个区域，仅对该区域进行打标。

在当前区域1-N中的打标物件均完成打标以后，传送装置100在垂直于纸面的方向上向前或向后运动，即在传送驱动装置的驱动下垂直于所述滑动槽301前后运动，将包括N个新的打标物件的区域移动到摄像装置300和激光打标头500的正下方。摄像装置300、坐标获取模块200、打标控制模块400和激光打标头500再次执行上述步骤，对新的打标物件进行打标。

实施本发明的激光打标机，具有以下有益效果，通过采用摄像头精确定位打标物件的中心坐标，极大地提高了打标精度，因此可以在同一传送装置上设置大量的打标物件，从而极大地提高了打标效率。更进一步地，通过将传送区域划分为多个区域，可以在保证打标精度的基础上，进一步增加打标物件的个数，从而进一步减少更换传送装置的次数进而提高打标效率。

图6是本发明的第三实施例的激光打标机的侧视图。如图6所示，本发明的激光打标机包括传送装置100、位于所述传送装置100上方的一个激光打标头500（未示出）、位于所述传送装置100上方的多个摄像装置300、与所述多个摄像装置300通信连接的坐标获取模块200（未示出），以及同时与所述坐标获取模块200和激光打标头500通信连接的打标控制模块400（未示出）。在本实施例中，在本实施例中，所述传送装置100包括多个大小相同的区域1-N，每个区域上设置一个打标物件。每个摄像装置300对应所述传送装置100上的一个区域以拍摄不同区域上的不同打标物件的图像。坐标获取模块200分别从摄像装置300接收各个打标物件图像1-N。在本实施例中，坐标获取模块200的构造和其工作原理可以参见图5，在此就不再累述了。

在本实施例中，仅示出了一个激光打标头500，但是，在本发明的另一优选实施例中，可包括N个激光打标头500，每个激光打标头500对准一个区域，仅对该区域进行打标。

实施本发明的激光打标机，具有以下有益效果，通过采用摄像头精确定位打标物件的中心坐标，极大地提高了打标精度，因此可以在同一传送装置上设置大量的打标物件，从而极大地提高了打标效率。更进一步地，通过将传送区域划分为多个区域，可以在保证打标精度的基础上，进一步增加打标物件的个数，从而进一步减少更换传送装置的次数进而提高打标效率。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种激光打标机，包括传送装置、位于所述传送装置上方的激光打标头，其特征在于，还包括：

位于所述传送装置上方的至少一个摄像装置，用于拍摄所述传送装置上传送的至少一个打标物件的图像；

与所述摄像装置通信连接的坐标获取模块，用于接收所述至少一个打标物件的图像，将所述至少一个打标物件的照片和模板图像进行比较，并基于比较结果获得所述至少一个打标物件的中心坐标；

与所述坐标获取模块和激光打标头通信连接的打标控制模块，用于基于所述至少一个打标物件的中心坐标控制所述激光打标头对所述至少一个打标物件进行打标。

2.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，所述传送装置包括多个大小相同的区域，每个区域上设置至少一个打标物件。

3.根据权利要求2所述的激光打标机，其特征在于，所述至少一个摄像装置滑动设置在平行于所述传送装置的滑动槽上以拍摄不同区域上不同打标物件的图像。

4.根据权利要求3所述的激光打标机，其特征在于，所述滑动槽上设置有用于驱动所述至少一个摄像装置沿所述滑动槽滑动的滑动槽驱动装置。

5.根据权利要求4所述的激光打标机，其特征在于，所述滑动槽上方设置平行所述传送装置的背光板。

6.根据权利要求2所述的激光打标机，其特征在于，所述激光打标机包括多个摄像装置，每个摄像装置对应所述传送装置上的一个区域以拍摄不同区域上的不同打标物件的图像。

7.根据权利要求3-6中任一权利要求所述的激光打标机，其特征在于，所述坐标获取模块用于基于所述不同打标物件的图像和与所述不同打标物件对应的模板图像的比较结果获得不同区域上不同打标物件的中心坐标。

8.根据权利要求4所述的激光打标机，其特征在于，所述激光打标机包括驱动所述传送装置垂直于所述滑动槽前后运动的传送驱动装置。

9.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，所述坐标获取模块包括：

图像接收单元，用于从所述摄像装置接收所述至少一个打标物件的图像；

比较单元，将所述至少一个打标物件的图像和所述匹配的模板图像进行比较，并输出比较结果；

坐标计算单元，基于所述比较结果计算所述至少一个打标物件的中心坐标。

10.根据权利要求7所述的激光打标机，其特征在于，所述坐标获取模块包括：

图像接收单元，用于从所述多个摄像装置接收所述多个打标物件的多个图像；

模板匹配单元，为所述多个打标物件的图像分别选择匹配的模板图像；

比较单元，将所述多个打标物件的图像和与其匹配的模板图像分别进行比较，并输出多个比较结果；

坐标计算单元，基于所述多个比较结果分别计算所述多个打标物件的每一个的中心坐标。

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