CN107264091B - 一种激光打标控制方法、激光打标机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打标控制方法、激光打标机及存储介质，涉及激光器技术领域，该激光打标控制方法包括：获取各个待打标对象对应的空间坐标；根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间；根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。该过程为通过软件控制而不需要人工操作，预先进行一次调焦完成全部的打标作业，打标效率得到了极大的提高，同时相较于现有技术也具备较低的成本，具备更佳的实用价值。

Description

一种激光打标控制方法、激光打标机及存储介质

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光打标控制方法、激光打标机及存储介质。

背景技术

在生产加工过程中，各个企业往往为了标识自己的产品，需要向产品上进行打标，例如，企业的LOGO(标志)、外观图纹等，而现有的打标一般是通过激光打标技术来加工完成。

激光打标的基本原理是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。

目前比较常见的是平面的打标，对于曲面或者高低不同的面，需要调节焦点使焦点处于打标面上，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1、激光打标之前，需要对焦，目前常用的对焦方式的升级打标支架，采用手动或者电动的方式，而如果加工的产品为曲面时，进行连续加工需要多次重复对焦，以人工手动的方式操作容易出错且效率低下。

2、通过3D动态聚焦振镜来进行激光打标，可以不用调节焦点，但价格昂贵，需要承担较高的成本。

发明内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种激光打标控制方法、激光打标机及存储介质，解决当前进行激光打标效率低以及成本高的问题。

本发明提供了一种激光打标控制方法，包括：获取各个待打标对象对应的空间坐标，所述待打标对象为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合；根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间；根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

作为本发明的进一步改进，所述根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业具体包括：预先对所述激光打标头进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业；在上述打标作业完成后继续调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头的打标速度。

作为本发明的进一步改进，所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标，所述获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标；或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：在所述激光打标头执行对应打标时间的打标作业之前，向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览。

本发明提供了一种激光打标机，包括：激光打标头、运动升降组件以及与所述激光打标头和运动升降组件电性连接的激光打标控制装置；所述激光打标控制装置用于获取各个待打标对象对应的空间坐标，根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间，并控制所述激光打标头和所述运动升降组件的执行打标作业，所述待打标对象为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合；所述运动升降组件用于固定所述激光打标头，并根据所述激光打标控制装置的控制对应调整所述激光打标头在Z轴方向上的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上；所述激光打标头用于在X轴方向和Y轴方向上运动并输出激光对待打标工件进行激光打标。

作为本发明的进一步改进，所述激光打标控制装置具体用于：预先对所述激光打标头进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标控制所述运动升降组件对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业；在上述打标作业完成后继续控制所述运动升降组件调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

作为本发明的进一步改进，所述激光打标机还包括设置模块，用于设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头的打标速度。

作为本发明的进一步改进，所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标，所述激光打标控制装置获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标；或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标。

作为本发明的进一步改进，所述激光打标机还包括定位预览模块，用于在所述激光打标头执行对应打标时间的打标作业之前，向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览。

本发明提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储程序指令，当激光打标机执行所述程序指令时执行上述任一项所述的激光打标控制方法。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明实施例所述的激光打标控制方法通过获取各个待打标对象对应的空间坐标，根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度，将调好焦距的激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业，预先进行一次调焦完成全部的打标作业，而不需要面对曲面的待打标工件时频繁的调焦，该过程为通过软件控制而不需要人工操作，打标效率得到了极大的提高，同时相较于现有技术也具备较低的成本，具备更佳的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述激光打标控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述激光打标机的原理结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1所示，为本发明实施例所述激光打标控制方法的流程示意图，包括如下步骤：

S101：获取各个待打标对象对应的空间坐标。

一般情况下，待打标工件上的待打标对象(或区域)并非是单纯的二维平面，可能会出现曲面或不规则曲线的情况，所述二维平面即与待打标工件的底面平行的平面，在加工过程中为了保证结构的稳定性，所述待打标工件的底面通常与水平面平行，例如在鼠标上进行打标，此时待打标工件上待打标的路径就不是分布在同一二维平面上，由于激光打标头加工过程中焦点是固定的，若执行完一个二维平面上的打标作业，继续下一个二维平面上的打标作业则需要重新调焦，操作较为复杂。

本发明实施例则是将打标路径按照空间坐标进行划分，所述打标路径是指激光打标头输出激光的焦点在待打标工件上执行打标作业留下的运动轨迹，位于不同空间坐标或位于同一空间坐标但不连贯执行打标的打标路径均单独划分为独立的打标路径，位于同一二维平面上且连贯执行的则划分到同一打标路径，例如，以上述鼠标为例，若所述鼠标上的打标路径为其上表面的曲线，由于所述曲线分布在不同的二维平面上，且位于同一二维平面的点不是连贯执行的打标路径，故将所述鼠标的打标路径划分为一个个单点，分别对每一个单点执行对应的打标；每一个独立的打标路径对应于唯一的空间坐标，且均在同一二维平面上，因此，只需要根据每一个独立的打标路径对应的空间坐标对应调整激光打标头的空间位置使其焦点落在所述待打标对象上即可完成打标作业，而不需要重复调焦；所述待打标对象即独立的打标路径为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合；所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标；在本发明的其他实施方式中，所述待打标对象的空间坐标也可以是选择以其他平面作为参考平面的Z轴坐标。

所述待打标工件上实际的打标图案由所述一个或多个待打标对象组成。

在本发明实施例中，所述的获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：

读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标，所述的三维图纸预先存储在内置的存储单元内，由于待打标工件实际打标过程中也是水平放置在底座上，同样以其底面为参考平面时，与所述三维图纸内的空间坐标一一对应，本发明实施例通过读取待打标工件对应的三维图纸可以直接获取待打标工件上待打标对象对应的空间坐标；

或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标，该方式需要连接机器视觉相机并直接从所述机器视觉相机获取相应的数据；所述的机器视觉相机可以是CCD相机，也可以是CMOS相机，具体采用哪一种机器视觉相机可根据实际的精度需求和成本综合考虑，本发明对此并无限制。

为了进一步获得更准确的空间坐标，本发明实施例可以选择结合上述两种方式同时获取待打标对象对应的空间坐标，并进行验证匹配，加强所获取空间坐标的准确性。

S102：根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间。

由于实际需求的不同，每一个待打标工件上的待打标对象也不同，根据待打标工件上划分的独立的打标路径，分别计算各个待打标对象进行打标实际所需的打标时间。

可选的，本发明实施例还包括设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头的打标速度；所述打标路径以及打标速度均为所述激光打标头的打标参数，在本发明实施例中，所述激光打标头执行打标的打标路径可以是默认的打标参数，即批量生产过程中的标准参数，所述的标准参数是根据待打标工件的尺寸或客户要求而默认选择的，若以默认的打标参数执行打标，则本发明实施例可以略过设置的步骤。

相应的，若待打标工件默认的打标参数不符合实际需求，如打标图案更改则相应的影响了打标路径的划分，若更改了激光打标头的打标速度则影响了每一个待打标对象进行打标的打标时间，因此，在某些情况下，需要对激光打标头的打标参数另行设置，本发明实施例通过外部连接的输入装置对所述激光打标头的打标参数进行设置，以符合实际的打标需求，所述的输入装置包括输入键盘、鼠标或触摸屏等；所述激光打标头的打标速度通过硬件或软件输入即可进行设置，所述打标路径则通过软件进行设置。

S103：根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

本发明实施例预先对所述激光打标头进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，所述激光打标头对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业。在本发明实施例中，所述的激光打标头在执行打标前已经完成了调焦，根据所述待打标对象的空间坐标自动调整激光打标头的空间位置，如对应调整激光打标头在Z轴方向上的位置，使所述激光打标头的焦点刚好位于打标路径的起点，控制所述激光打标头沿着预设的打标路径在待打标工件上执行对应打标时间的打标作业。

在上述打标作业完成后继续调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业，重复上述步骤直至整个打标图案打标完成。

可选的，在所述激光打标头执行对应打标时间的打标作业之前，本发明实施例向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览，输出定位红光的作用主要是显示打标效果，所述的定位红光照射在待打标工件表面，以红光显示打标图案在待打标工件上的效果。

本发明实施例所述的激光打标控制方法通过获取各个待打标对象对应的空间坐标，根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度，将调好焦距的激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业，预先进行一次调焦完成全部的打标作业，而不需要面对曲面的待打标工件时频繁的调焦，该过程为通过软件控制而不需要人工操作，打标效率得到了极大的提高，同时相较于现有技术也具备较低的成本，具备更佳的实用价值。

参阅图2所示，为本发明所述激光打标机的结构示意图，所述激光打标机包括激光打标头300、运动升降组件200以及激光打标控制装置100，所述激光打标头300、运动升降组件200均与所述激光打标控制装置100电性连接。

所述激光打标控制装置100用于获取各个待打标对象对应的空间坐标，根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头300的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间，并控制所述激光打标头300和所述运动升降组件200的执行打标作业，所述待打标对象为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合，所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标；

所述激光打标控制装置100具体用于：

预先对所述激光打标头300进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标控制所述运动升降组件200对应调整激光打标头300的高度使所述激光打标头300的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头300对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业；

在上述打标作业完成后继续控制所述运动升降组件200调整激光打标头300的高度使所述激光打标头300的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

所述激光打标控制装置100获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：

读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标；

或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标。

所述运动升降组件200用于固定所述激光打标头300，并根据所述激光打标控制装置100的控制对应调整所述激光打标头300在Z轴方向上的高度使所述激光打标头300的焦点位于待打标对象上；

所述激光打标头300用于在X轴方向和Y轴方向上运动并输出激光对待打标工件进行激光打标。

所述激光打标机还包括设置模块400，用于设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头300的打标速度。

所述激光打标机还包括定位预览模块500，用于在所述激光打标头300执行对应打标时间的打标作业之前，向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览。

本发明实施例所述的激光打标机可执行上述实施例所提供的激光打标控制方法，所述激光打标机具备上述实施例所述激光打标控制方法相应的实施步骤以及有益效果，具体请参阅上述激光打标控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有程序指令，具体如存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块等，当激光打标机执行所述程序指令时，用于执行上述方法实施例中所述的激光打标控制方法，进行相应的数据处理，当执行所述方法步骤时，具有上述方法实施例的技术效果。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (11)

1.一种激光打标控制方法，其特征在于，包括：

获取各个待打标对象对应的空间坐标，所述待打标对象为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合；

根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间；位于不同空间坐标或位于同一空间坐标但不连贯执行打标的打标路径均单独划分为独立的打标路径，位于同一二维平面上且连贯执行的则划分到同一打标路径；

根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

2.根据权利要求1所述的激光打标控制方法，其特征在于，所述根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头分别对各个待打标对象执行对应打标时间的打标作业具体包括：

预先对所述激光打标头进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业；

在上述打标作业完成后继续调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

3.根据权利要求1所述的激光打标控制方法，其特征在于，所述方法还包括：设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头的打标速度。

4.根据权利要求1所述的激光打标控制方法，其特征在于，所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标，所述获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：

读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标；

或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标。

5.根据权利要求1所述的激光打标控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述激光打标头执行对应打标时间的打标作业之前，向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览。

6.一种激光打标机，应用于权利要求1～5任一项所述的激光打标控制方法，其特征在于，包括：激光打标头、运动升降组件以及与所述激光打标头和运动升降组件电性连接的激光打标控制装置；

所述激光打标控制装置用于获取各个待打标对象对应的空间坐标，根据所述待打标对象的打标路径以及激光打标头的打标速度分别计算对各个待打标对象进行打标的打标时间，并控制所述激光打标头和所述运动升降组件的执行打标作业，所述待打标对象为待打标工件上的单点、直线、曲线或平面中的一种或其组合；

所述运动升降组件用于固定所述激光打标头，并根据所述激光打标控制装置的控制对应调整所述激光打标头在Z轴方向上的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上；

所述激光打标头用于在X轴方向和Y轴方向上运动并输出激光对待打标工件进行激光打标。

7.根据权利要求6所述的激光打标机，其特征在于，所述激光打标控制装置具体用于：

预先对所述激光打标头进行调焦，在调焦完成后，根据所述待打标对象的空间坐标控制所述运动升降组件对应调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于待打标对象上，控制所述激光打标头对当前待打标对象执行对应打标时间的打标作业；

在上述打标作业完成后继续控制所述运动升降组件调整激光打标头的高度使所述激光打标头的焦点位于下一个待打标对象上，并对下一个待打标对象执行对应打标时间的打标作业。

8.根据权利要求6所述的激光打标机，其特征在于，所述激光打标机还包括设置模块，用于设置每一个待打标对象的打标路径和/或激光打标头的打标速度。

9.根据权利要求6所述的激光打标机，其特征在于，所述的空间坐标为以所述待打标工件的底面为参考平面的Z轴坐标，所述激光打标控制装置获取待打标对象的空间坐标的方式包括如下至少一种：

读取待打标工件的三维图纸，以所述待打标工件的底面为参考平面确定所述待打标对象的空间坐标；

或通过机器视觉相机识别所述待打标工件的图像数据后，获取所述机器视觉相机确定的所述待打标对象的空间坐标。

10.根据权利要求6所述的激光打标机，其特征在于，所述激光打标机还包括定位预览模块，用于在所述激光打标头执行对应打标时间的打标作业之前，向所述待打标对象输出定位红光进行打标预览。

11.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储程序指令，当激光打标机执行所述程序指令时执行如权利要求1～5任一项所述的激光打标控制方法。