CN108857073B - 雕刻控制方法及雕刻系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种雕刻控制方法及雕刻系统。在一个实施例中，所述雕刻控制方法包括：控制激光雕刻头靠近待雕刻载体物，所述雕刻载体物安装在安装机构上；获取所述待雕刻载体物需要雕刻的目标图形；以及根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度。

Description

雕刻控制方法及雕刻系统

技术领域

本发明涉及激光微结构技术领域，具体而言，涉及一种雕刻控制方法及雕刻系统。

背景技术

在激光直接雕刻加工中，需要对激光的输出光点的能量密度和角度方向等参数进行控制，以达到高的加工效率和加工质量。

在滚筒模具激光雕刻中，模具运动，激光系统同步对滚筒表面进行雕刻，为了实现较高的加工效率，需要提高滚筒旋转速度，目前滚筒转速高达1200转/分钟乃至更高，这样激光加工中就可能会导致沿滚筒旋转方向出现雕刻效果不好的现象，影响雕刻质量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种雕刻控制方法及雕刻系统。

本发明实施例提供的一种雕刻控制方法，包括：

控制激光雕刻头靠近待雕刻载体物，所述雕刻载体物安装在安装机构上；

获取所述待雕刻载体物需要雕刻的目标图形；以及

根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度。

可选地，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

所述雕刻光束第一方向的角度偏转通过声光调制方式进行控制。

可选地，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

所述雕刻光束第二方向的角度偏转通过压电驱动方式进行控制。

通过上述的声光调制方式和压电驱动方式可以实现有效地调整所述雕刻光束的偏转角度，从而进一步地提高雕刻的准确性，从而提高雕刻质量。

可选地，所述安装机构是滚筒，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻圆形时，检测到所述安装机构沿着第三方向转动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束的沿着所述第三方向偏移。

通过控制所述激光雕刻头的雕刻光束的沿着所述第三方向偏移，可以使用光束相对雕刻的圆形所在位置相对静止，从而避免雕刻的圆形变形。

可选地，所述安装机构为平面结构，所述待雕刻载体物为平板物；所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻直线时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

可选地，所述安装机构是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

通过控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转，可以降低在雕刻直线时出现激光雕刻头与待雕刻载体物产生相对偏移而导致直线变曲线的概率；或者，可以避免在雕刻圆弧时出现激光雕刻头与待雕刻载体物产生相对偏移而导致圆弧变螺旋线。

本发明实施例还提供一种雕刻系统，所述雕刻系统包括：

激光雕刻头，用于在待雕刻载体物雕刻目标图形；

安装机构，用于安装所述待雕刻载体物，并控制所述待雕刻载体物运动；

控制装置，用于按照输入的规则控制所述安装机构的运动，以及根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度。

可选地，所述雕刻系统还包括：

声光调制模块，用于控制所述雕刻光束第一方向的角度偏转；

所述控制装置还用于，向所述声光调制模块发送控制指令。

可选地，所述雕刻系统还包括：

压电驱动模块，用于所述雕刻光束第二方向的角度偏转；

所述控制装置还用于，向所述压电驱动模块发送控制指令。

可选地，所述安装机构是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述控制装置还用于当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

与现有技术相比，本发明实施例的雕刻控制方法，通过根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度，避免所述待雕刻载体物与所述激光雕刻头产生超过预期的相对偏转，导致雕刻的图像歪曲，从而提高雕刻质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的雕刻系统的示意图。

图2为本发明实施例提供的控制装置的方框示意图。

图3为本发明实施例提供的雕刻控制方法的流程图。

图4a为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第一同状态的结构示意图。

图4b为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第二状态的结构示意图。

图4c为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第三状态的结构示意图。

图5a为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第一同状态的结构示意图。

图5b为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第二状态的结构示意图。

图5c为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第三状态的结构示意图。

图标：100-控制装置；111-存储器；112-存储控制器；113-处理器；114- 外设接口；115-输入输出单元；116-显示单元；200-激光雕刻头；300-安装机构；400-声光调制模块；500-压电驱动模块；20-待雕刻载体物。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本发明实施例提供的雕刻系统的方框示意图。所述雕刻系统包括：控制装置100；与所述控制装置100连接的激光雕刻头200；与所述控制装置100连接的安装机构300。所述控制装置100用于控制所述激光雕刻头200和所述安装机构300的运作。所述控制装置100通过网络或者电连接与一个或多个工具(图中所示的激光雕刻头200及安装机构300) 进行通信连接，以进行数据通信或交互。所述控制装置100可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)等。

本实施例中，所述激光雕刻头200，用于在待雕刻载体物雕刻目标图形。所述激光雕刻头200可以是激光笔。

所述安装机构300，用于安装所述待雕刻载体物，并控制所述待雕刻载体物运动。

所述控制装置100用于按照输入的规则控制所述安装机构300的运动，以及根据所述安装机构300的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头200 的雕刻光束的角度。

本实施例中，所述雕刻系统还包括：声光调制模块400，用于控制所述雕刻光束第一方向的角度偏转。所述控制装置100还用于，向所述声光调制模块400发送控制指令。

本实施例中，所述第一方向为垂直于所述雕刻光束发射的方向。

如果在透明玻璃和晶体等超声媒质中产生超声波，则会引起周期性的折射率变化而成为相位型衍射栅，如果让激光束入射到超声媒质中，激光束就产生衍射，衍射光的强度和方向随超声波的强库和频率的状态而变化。这就是超声波与光的相互作用，即声光效应。该效应就是声光调制模块的工作原理。

本实施例中，所述声光调制模块400还包括晶体调制驱动，所述晶体调制驱动用于驱动所述雕刻光束偏转。

本实施例中，所述雕刻系统还包括：压电驱动模块500，用于所述雕刻光束第二方向的角度偏转。所述控制装置100还用于，向所述压电驱动模块500发送控制指令。

本实施例中，所述第二方向为所述雕刻光束发射的方向。

本实施例中，所述压电驱动模块500包括压电驱动，用于驱动所述雕刻光束发射的方向的改变。

压电驱动技术(Piezoelectric actuator technology)，基本原理是基于压电陶瓷材料的逆压电效应，通过控制其机械变形产生旋转或直线运动。

压电性质是一种机械能与电能交互作用的现象。它是一种施加应力能产生电荷，施加电场而能够尝试尺寸上变化的效应。

本实施例中，所述安装机构300可以是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述控制装置100还用于当所述激光雕刻头200在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头200在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头200的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

所述第四方向为平行与所述滚筒的轴线的一方向。

如图2所示，是所述控制装置100的方框示意图。所述控制装置100 包括存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115、显示单元116。本领域普通技术人员可以理解，图2所示的结构仅为示意，其并不对控制装置100的结构造成限定。例如，控制装置100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

所述存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115及显示单元116各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述控制装置100存储有控制装置，所述控制装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器111 中或固化在所述控制装置100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器113用于执行存储器中存储的可执行模块，例如所述控制装置100包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，所述存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器111用于存储程序，所述处理器113在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的过程定义的控制装置100所执行的方法可以应用于处理器113中，或者由处理器113实现。

所述处理器113可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器113可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口114将各种输入/输入装置耦合至处理器113以及存储器 111。在一些实施例中，外设接口114，处理器113以及存储控制器112可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

所述输入输出单元115用于提供给用户输入数据。所述输入输出单元 115可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

所述显示单元116在所述控制装置100与用户之间提供一个交互界面 (例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

请参阅图3，是本发明实施例提供的应用于图2所示的控制装置的雕刻控制方法的流程图。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，控制激光雕刻头靠近待雕刻载体物。

本实施例中，所述雕刻载体物安装在安装机构上。

步骤S102，获取所述待雕刻载体物需要雕刻的目标图形。

步骤S103，根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度。

本实施例中，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：所述雕刻光束第一方向的角度偏转通过声光调制方式进行控制。

本实施例中，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：所述雕刻光束第二方向的角度偏转通过压电驱动方式进行控制。

本实施例中，所述安装机构是滚筒，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻圆形时，检测到所述安装机构沿着第三方向转动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束的沿着所述第三方向偏移。

如图4a-4c所示，图4a-4c示出了激光雕刻头与安装结构在不同状态的结构示意图。图4a为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第一同状态的结构示意图。图4b为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第二状态的结构示意图。图4c为一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第三状态的结构示意图。其中，图示中的安装机构300沿着方向I转动，所述安装机构300携带所述待雕刻载体物20也沿着方向I转动。所述待雕刻载体物20转动导致待雕刻载体物20上的P点的位置改变。由于点P位置的改变，如果不改变所述激光雕刻头200的雕刻光束的方向可能会导致在点P 雕刻的形状与所述目标图形对应部分不匹配。例如，可能将P点的圆形雕刻成椭圆等形状。在一实施方式中，如图4a所示，在第一状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向上偏；如图4b所示，在第二状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向正对所述安装机构300射出；如图4c所示，在第三状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向下偏。详细地，所述雕刻光束随着所述点P的位置移动而偏移，可以实现更好地在点P处进行雕刻。

本实施例中，在检测到所述安装机构沿着第三方向转动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束的沿着所述第三方向偏移的步骤之后，所述方法还包括：控制所述激光雕刻头的雕刻光束的发射长度。

本实施例中，所述安装机构为平面结构，所述待雕刻载体物为平板物；所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻直线时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

本实施例中，所述安装机构是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

如图5a-5c所示，图5a为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第一状态的结构示意图；图5b为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第二状态的结构示意图；图5c为另一个实施方式中的激光雕刻头与安装结构在第三状态的结构示意图。在一实施方式中，所述激光雕刻头 200可以向图示中的右边移动。所述安装机构300转动，以控制所述待雕刻载体物20转动。由于所述激光雕刻头200可以向图示中的右边移动导致，在所述待雕刻载体物20上雕刻圆弧时，所述圆弧所在位置与所述激光雕刻头200产生相对位移，因此通过控制所述激光雕刻头200的雕刻光束偏转可以避免雕刻的圆弧呈螺旋形。在一实施方式中，如图5a所示，在本实施方式的第一状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向右偏；如图5b所示，在第二状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向正对所述安装机构300的圆弧线；如图5c所示，在第三状态中所述激光雕刻头200的雕刻光束向左偏。详细地，所述雕刻光束随着所述点P的位置移动而偏移，可以实现更好地实现圆弧的雕刻。

本发明实施例提供的雕刻控制方法，通过根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度，避免所述待雕刻载体物与所述激光雕刻头产生超过预期的相对偏转，导致雕刻的图像歪曲，从而提高雕刻质量。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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-Only Memory)、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。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种雕刻控制方法，其特征在于，包括：

控制激光雕刻头靠近待雕刻载体物，所述雕刻载体物安装在安装机构上；

获取所述待雕刻载体物需要雕刻的目标图形；以及

通过声光调制方式和/或压电驱动方式，根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度；

所述安装机构是滚筒，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻圆形时，检测到所述安装机构沿着第三方向转动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束沿着所述第三方向偏移；

所述安装机构是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

2.一种雕刻系统，其特征在于，所述雕刻系统应用权利要求1所述的雕刻控制方法，所述雕刻系统包括：

激光雕刻头，用于在待雕刻载体物雕刻目标图形；

安装机构，用于安装所述待雕刻载体物，并控制所述待雕刻载体物运动；

控制装置，用于通过声光调制方式和/或压电驱动方式，按照输入的规则控制所述安装机构的运动，以及根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度；

所述安装机构是滚筒，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物上雕刻圆形时，检测到所述安装机构沿着第三方向转动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束的沿着所述第三方向偏移；

所述安装机构是滚筒，所述待雕刻载体物为圆柱体物，所述根据所述安装机构的运动及所述目标图形控制所述激光雕刻头的雕刻光束的角度的步骤，包括：

当所述激光雕刻头在所述待雕刻载体物的侧面上雕刻圆心在所述圆柱体物轴线上的圆弧时，当所述激光雕刻头在第四方向运动时，控制所述激光雕刻头的雕刻光束向相对所述第四方向相反的方向偏转。

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