CN107876988B - 一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，包括激光器、第一激光传感器、第二激光传感器、调焦镜组、振镜和计算机系统，所述第一激光传感器与第二激光传感器设置在与打标平面平行的同一水平面上且第一激光传感器与第二激光传感器绑定设置可实现同步升降；本方法包括步骤：测量第一激光传感器到打标平面的距离h1；测量第二激光传感器到打标物之间的距离h2；计算打标物的直径d＝h1‑h2；根据直接生成打标物模型然后贴图打标。本发明通过第一激光传感器和第二激光传感器检测计算出打标物的直径大小，快速生成球形和圆柱形打标物3D模型，操作简单，生成效率高，有利于市场推广。

Description

一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法
技术领域
本发明涉及3D激光打标领域，特别是一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法。
背景技术
随着激光打标技术的发展，3D激光打标技术越来越受到消费者的欢迎。3D激光打标技术的基本原理是首先通过计算机软件在计算机系统中生成打标物的3D模型，然后将打标图案贴覆在3D模型上再进行打标。
由于实际的打标物的形状各种各样，所以目前很多3D打标都是只能够对打标物形状尺寸与计算机系统中保存的3D模型相同的打标物进行打标，如果每次打标之前都临时将生成打标物的3D模型会大大的降低打标物的打标速度，即使可以实现现场临时导入，也需要专业人士进行操作，不利于3D打标技术的推广，因此有待这一技术进行改进，实现部分简规则形状打标物3D模型的快速生成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单，效率高的利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，包括激光器、第一激光传感器、第二激光传感器、调焦镜组、振镜和计算机系统，所述激光器发出的激光通过所述调焦镜组进行调焦后再经过所述振镜射出最后射到打标物上对打标物进行打标；所述第一激光传感器与第二激光传感器设置在与打标平面平行的同一水平面上且第一激光传感器与第二激光传感器绑定设置可实现同步升降；所述计算机系统通过所述振镜从而控制激光焦点在打标物体X和Y方向上的位置；所述计算机系统通过Z轴调节驱动器控制所述调焦镜组从而控制激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置，本方法包括以下步骤：
S1：测量第一激光传感器到打标平面的距离：通过所述第一激光传感器测量所述打标平面到第一激光传感器之间的距离h1；
S2：测量第二激光传感器到打标物之间的距离：将所述打标物稳定放置在打标平面上，并以匀速平移通过所述第二激光传感器下方，同时所述第二激光传感器在打标物移动的过程中均匀地测量出打标物到第二激光传感器的一系列距离集合A；
S3：计算打标物的直径：通过所述计算机系统对所述距离集合A进行比较处理，得出所述打标物到第二激光传感器的最短距离h2，得出所述打标物的直径d＝h1-h2；
S4：生成打标物模型：根据具体需要，先选定打标物的形状，然后输入所述直径值d，通过所述计算机系统生成相应的打标物3D模型；
S5：导入打标物的3D模型：在计算机系统内导入打标物的3D模型；
S6：导入打标图案：将需要打标的图案导入到所述计算机系统中；
S7：贴覆图案：将需要打标的图案沿3D模型的表面贴覆；
S8：放置打标物：将与3D模型相应的打标物放置在打标平台上，并校准打标物的打标位置；
S9：读取图案与3D模型的位置关系：所述计算机系统根据贴覆有图案的3D模型，读取图案与所述打标物的位置关系；
S10：对打标物进行打标：所述计算机系统通过控制所述振镜和调焦镜组在打标物的对应位置上打标出对应的图案。
优选地，所述打标物的形状为球形或者圆柱形。
优选地，所述调焦镜组包括一组平行且相对设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜固定不动，第二透镜安装在Z轴调节驱动器上，在所述Z轴调节驱动器的带动下所述第二透镜可左右移动从而调节两片镜之间的距离最终达到调节所述激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置。
优选地，所述Z轴调节驱动器包括固定座和电机，所述电机固定安装在所述固定座上，所述固定座上设置有条状导轨，导轨上安装有滑块，所述滑块上安装有镜座，所述第二透镜镶嵌在所述镜座上。
优选地，所述电机与转轴连接，所述转轴上连接有驱动装置，所述驱动装置包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆一端与转轴连接另一端连接所述第二连杆，所述第二连杆与所述滑块连接，用于带动所述滑块在所述导轨上来回滑动。
本发明的有益效果是：本发明设置有第一激光传感器和第二激光传感器，通过第一激光传感器和第二激光传感器检测打标平面和打标物最高点的距离从而计算出打标物的直径大小，根据直径大小可以快速生成相应直径的球形和圆柱形的打标物3D模型，操作简单，生成效率高，有利于3D打标机的市场推广。
附图说明
图1为本发明一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法的结构示意框图。
图2为本发明一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法中Z轴调节驱动器的结构示意图。
图3为本发明一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法的操作步骤示意图。
图中各部件对应的标号：激光器-1，调焦镜组-2，第一透镜-21，第二透镜-22，振镜-3，打标物-4，Z轴调节驱动器-5，固定座-51，电机-52，导轨-53，滑块-54，镜座-55，第一连杆-56，第二连杆-57，第一激光传感器-6、第二激光传感器-7。
具体实施方式
如图1所示，一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，包括激光器1、第一激光传感器6、第二激光传感器7、调焦镜组2、振镜3和计算机系统，所述激光器1发出的激光通过所述调焦镜组2进行调焦后再经过所述振镜3射出最后射到打标物4上对打标物4进行打标；所述第一激光传感器6与第二激光传感器7设置在与打标平面平行的同一水平面上且第一激光传感器6与第二激光传感器7绑定设置可实现同步升降，所述第一激光传感器6与第二激光传感器7与振镜3均设置在打标平面的上方，打标物4先通过所述第一激光传感器6与第二激光传感器7进行激光检测后再进入振镜3下方进行打标；所述计算机系统通过所述振镜3控制激光焦点在打标物体X和Y方向上的位置；所述计算机系统通过Z轴调节驱动器5控制所述调焦镜组2从而控制激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置。
具体地，如图2所示，所述调焦镜组2包括一组平行且相对设置的第一透镜21和第二透镜22，所述第一透镜21固定不动，第二透镜22安装在Z轴调节驱动器5上，在所述Z轴调节驱动器5的带动下可左右移动从而调节两片镜之间的距离最终达到调节所述激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置，所述第一透镜21和第二透镜22之间距离不同时最后激光聚焦后焦点在Z轴方向的位置也不相同。
所述Z轴调节驱动器5包括固定座51和电机52，所述电机51固定安装在所述固定座上52，所述固定座51上设置有条状导轨53，导轨53上安装有滑块54，所述滑块54上安装有镜座55，所述第二透镜22镶嵌在所述镜座55上。所述电机52与转轴连接，所述转轴上连接有驱动装置，所述驱动装置包括第一连杆56和第二连杆57，所述第一连杆56一端与转轴57连接另一端通过轴承连接所述第二连杆57，所述第二连杆57与所述滑块54连接，用于带动所述滑块54在所述导轨53上来回滑动。
Z轴调节驱动器5工作过程如下：首先控制系统根据具体打标需求对Z轴调节驱动器5发出指令从而启动电机52做相应的运作，当电机52转动时通过所述转轴带动第一连杆56转动，第一连杆56转动又依次带动第二连杆57和滑块54移动，从而达到带动所述第二透镜22移动从而改变了第一透镜21和第二透镜22之间的距离，最终达到改变激光焦点在在Z轴方向上的位置。
本方法包括以下步骤：
S1：测量第一激光传感器到打标平面的距离：通过所述第一激光传感器测量所述打标平面到第一激光传感器之间的距离h1；
S2：测量第二激光传感器到打标物之间的距离：将所述打标物稳定放置在打标平面上，并以匀速平移通过所述第二激光传感器下方，同时所述第二激光传感器在打标物移动的过程中均匀地测量出打标物到第二激光传感器的一系列距离集合A；
S3：计算打标物的直径：通过所述计算机系统对所述距离集合A进行比较处理，得出所述打标物到第二激光传感器的最短距离h2，得出所述打标物的直径d＝h1-h2；
S4：生成打标物模型：根据具体需要，先选定打标物的形状，然后输入所述直径值d，通过所述计算机系统生成相应的打标物3D模型，若选定打标物为球形，则生成一个直径为d的球形打标物，若选定打标物的形状为圆柱形，则生成一个直径为d的圆柱形打标物，至于圆柱形的高为多少则根据实际需要直接输入，可以直接量取实际打标物高的值输入也可以肉眼估计实际打标物的高，一般实际打标中只是打标在打标物的一段区域内因此对于圆柱形打标物的高不做精确规定；
S5：导入打标物的3D模型：根据S4生成的打标物模型，在计算机系统内导入所述打标物的3D模型；
S6：导入打标图案：将需要打标的图案导入到所述计算机系统中；
S7：贴覆图案：将需要打标的图案沿3D模型的表面贴覆；
S8：放置打标物：将与3D模型相应的打标物放置在打标平台上，并校准打标物的打标位置；
S9：读取图案与3D模型的位置关系：所述计算机系统根据贴覆有图案的3D模型，读取图案与所述打标物的位置关系；
S10：对打标物进行打标：所述计算机系统通过控制所述振镜和调焦镜组在打标物的对应位置上打标出对应的图案。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，其特征在于，包括激光器、第一激光传感器、第二激光传感器、调焦镜组、振镜和计算机系统，所述激光器发出的激光通过所述调焦镜组进行调焦后再经过所述振镜射出最后射到打标物上对打标物进行打标；所述第一激光传感器与第二激光传感器设置在与打标平面平行的同一水平面上且第一激光传感器与第二激光传感器绑定设置可实现同步升降；所述计算机系统通过所述振镜从而控制激光焦点在打标物体X和Y方向上的位置；所述计算机系统通过Z轴调节驱动器控制所述调焦镜组从而控制激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置，本方法包括以下步骤：
S1：测量第一激光传感器到打标平面的距离：通过所述第一激光传感器测量所述打标平面到第一激光传感器之间的距离h1；
S2：测量第二激光传感器到打标物之间的距离：将所述打标物稳定放置在打标平面上，并以匀速平移通过所述第二激光传感器下方，同时所述第二激光传感器在打标物移动的过程中均匀地测量出打标物到第二激光传感器的一系列距离集合A；
S3：计算打标物的直径：通过所述计算机系统对所述距离集合A进行比较处理，得出所述打标物到第二激光传感器的最短距离h2，得出所述打标物的直径d＝h1-h2；
S4：生成打标物模型：根据具体需要，先选定打标物的形状，然后输入所述直径值d，通过所述计算机系统生成相应的打标物3D模型；
S5：导入打标物的3D模型：在计算机系统内导入打标物的3D模型；
S6：导入打标图案：将需要打标的图案导入到所述计算机系统中；
S7：贴覆图案：将需要打标的图案沿3D模型的表面贴覆；
S8：放置打标物：将与3D模型相应的打标物放置在打标平台上，并校准打标物的打标位置；
S9：读取图案与3D模型的位置关系：所述计算机系统根据贴覆有图案的3D模型，读取图案与所述打标物的位置关系；
S10：对打标物进行打标：所述计算机系统通过控制所述振镜和调焦镜组在打标物的对应位置上打标出对应的图案。
2.如权利要求1所述的一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，其特征在于，所述打标物的形状为球形或者圆柱形。
3.如权利要求1所述的一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，其特征在于，所述调焦镜组包括一组平行且相对设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜固定不动，第二透镜安装在Z轴调节驱动器上，在所述Z轴调节驱动器的带动下所述第二透镜可左右移动从而调节两片镜之间的距离最终达到调节所述激光焦点在打标物体Z轴方向上的位置。
4.如权利要求3所述的一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，其特征在于，所述Z轴调节驱动器包括固定座和电机，所述电机固定安装在所述固定座上，所述固定座上设置有条状导轨，导轨上安装有滑块，所述滑块上安装有镜座，所述第二透镜镶嵌在所述镜座上。
5.如权利要求4所述的一种利用激光检测快速生成球形或圆柱形打标物模型的方法，其特征在于，所述电机与转轴连接，所述转轴上连接有驱动装置，所述驱动装置包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆一端与转轴连接另一端连接所述第二连杆，所述第二连杆与所述滑块连接，用于带动所述滑块在所述导轨上来回滑动。
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