CN109849528A - 激光打标方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打标方法，通过获取待打标的目标图形，根据目标图形生成相应的打标控制数据；根据打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；其中，根据打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。本发明还公开了一种激光打标装置及计算机可读存储介质。使得在不突破激光发生器功率的局限性下，通过控制振镜偏转速度改变激光移动速度来提高激光单位时间内的能量，从而实现一种低成本，应用范围更广阔的激光打标技术。

Description

激光打标方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及激光控制技术领域，尤其涉及一种激光打标方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

传统打标方法包括腐蚀、电火花加工、机械刻划和印刷，低效且有污染。而激光打标技术高效、无污染和低成本，所以激光打标技术已被广泛的应用于各行各业。传统激光打标方法是控制振镜和激光发生器，使激光光斑在标刻工件表面作线性轨迹移动，同时根据位图数据控制激光发生器开和关，达到所需标刻效果。这种激光打标方法因为激光光斑轨迹匀速在标刻工件表面高速扫描，当扫描速度过快时，短时间内激光能量有限，无法达到理想的标刻效果，且因大功率激光发生器价格昂贵，所以应用范围有限。

因此传统激光打标在不突破激光发生器功率的局限性时，很难保证打标效果和打标效率两者兼顾，因而要实现一种低成本，应用范围更广阔的激光位图扫描打标技术有待进一步优化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种激光打标方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决在不突破激光发生器功率的局限性时，很难保证打标效果和打标效率两者兼顾的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种激光打标方法，该激光打标方法包括以下步骤：

获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；

根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；

其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：

若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

优选地，所述获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据的步骤，包括：

获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像；

根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

优选地，所述根据所述打标控制数据，控制振镜的偏转方向和激光发生器的开启或者关闭的步骤，还包括：

以第二速度控制振镜偏转，以使激光移动到第一个打标位置；

根据所述打标控制数据，对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描。

优选地，所述根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤，还包括：

判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置；

若是，则关闭激光发生器，结束扫描。

优选地，所述打标控制数据包括振镜偏转控制数据和二进制数据，其中，所述振镜偏转控制数据用于控制扫描轨迹，所述二进制数据用于控制激光发生器的开启或关闭。

优选地，所述扫描轨迹为从左至右或者从右至左。

优选地，所述扫描轨迹为从上至下或者从下至上。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种激光打标装置，该激光打标装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光打标程序，所述激光打标程序被所述处理器执行时实现如上所述的任一激光打标方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被所述处理器执行时实现如上所述的任一激光打标方法的步骤。

本发明通过获取待打标的目标图形，根据该目标图形生成相应的打标控制数据，用该打标控制数据来控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标，当激光发生器开启时，以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标，当激光发生器关闭时，以大于第一速度的第二速度控制振镜偏转，以使激光移至下一个打标位置。这样使得在不突破激光发生器功率的局限性下，通过控制振镜偏转速度改变激光移动速度来提高激光单位时间内的能量。

本发明实施例提出的一种激光打标方法、装置及计算机可读存储介质，通过控制振镜偏转速度改变激光移动速度来提高激光单位时间内的能量，从而实现一种低成本，应用范围更广阔的激光打标技术。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图；

图2为本发明激光打标方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明激光打标方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明激光打标方法第三实施例的流程示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

由于现有的大功率的激光发生器成本很高，但在不突破激光发生器功率的局限性时，又很难保证打标效果和打标效率两者兼顾。

本发明提供一种解决方案，使在不突破激光发生器功率的局限性下，通过控制振镜偏转速度改变激光移动速度来提高激光单位时间内的能量，从而实现一种低成本，应用范围更广阔的激光打标技术。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的装置结构示意图。

参照图1，该装置可以包括：振镜1，操作台3，激光发生器4，控制器5。其中振镜1由X-Y光学扫描头,电子驱动放大器和光学反射镜片组成，能根据控制器5提供的控制信号驱动光学反射镜片分别沿X、Y轴转动,从而在X-Y平面控制激光束的偏转。激光发生器4在开启时发出激光2，根据激光发生器4的材料不同，激光发生器4可分为CO2激光发生器，半导体激光发生器，YAG激光发生器和光纤激光发生器等。按照激光2可见度不同，激光2可分为紫外激光、绿激光、红外激光等。操作台3用于放置待标刻工件，放置待标刻工件可以为金属，如铁、铜、银等，也可以是非金属，如木头、纸张、皮革、塑料等。控制器5可以为打标机控制器与计算机集成的控制器；也可以仅包括打标机的控制器，再通过通讯接口与独立的计算机连接。两者情形的控制器5都包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光打标程序。

可选地，装置还可以包括输入单元如键盘、鼠标，输出单元如显示屏等等。其中，用户通过输入单元输入控制指令，如在激光打标前，需要用户对目标图形的像数、输出功率，扫描速度等参数进行设置，这些参数都是用户通过输入单元进行输入。另外用户可以通过输出单元实时查看打标进度和结果。装置还可以包括网络接口，用于连接外部计算机或打印机，方便对目标图形进行打印。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，控制器5包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光打标程序，并执行以下操作：

获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；

根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；

其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像；

根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

以第二速度控制振镜偏转，以使激光移动到第一个打标位置；

根据所述打标控制数据，对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置；

若是，则关闭激光发生器，结束扫描。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

所述打标控制数据包括振镜偏转控制数据和二进制数据，其中，所述振镜偏转控制数据用于控制扫描轨迹，所述二进制数据用于控制激光发生器的开启或关闭。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

所述扫描轨迹为从左至右或者从右至左。

进一步地，处理器可以调用存储器中激光打标程序，还执行以下操作：

所述扫描轨迹为从上至下或者从下至上。

本发明激光打标装置的具体实施例与下述激光打标方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

参照图2，本发明第一实施例提供一种激光打标方法，所述激光打标方法包括：

步骤S10，获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据。

本实施例装置可以是如图1所示的激光打标装置，或者其与计算机集成的装置。将需要标刻的目标图形，转化为若干行的点阵图像，再根据点阵图像生成相应的打标控制数据，该打标控制数据可以是二进制、十进制或十六进制等数据。本实施例中以二进制数据为例，每位二进制数据代表一个像数点的打标内容，如二进制数据值为1时，表示该像数点需要打标，如二进制数据值为0时，表示该像数点不需要打标。同时该打标控制数据还包含振镜的偏转方向，由振镜偏转来实现激光束在点阵图像上分别沿X或者Y方向扫描移动。上述生成打标控制数据的过程，可以由激光打标机的控制器单独完成，也可以由其他独立的计算机来完成，再通过通讯接口将打标控制数据传送至激光打标机的控制器中。

步骤S20，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标。

激光打标装置的控制器获取到打标控制数据后，根据该打标控制数据的振镜偏转控制数据和二进制数据分别控制振镜的偏转方向和激光发生器的开启或者关闭，从而实现打标。具体的，振镜偏转控制数据即为激光束扫描轨迹，扫描轨迹可以在目标图形生成对应点阵图像时同步生成，也可以由用户或开发人员自行设置，本实施例不做限制。由于目标图形对应的点阵图像是由像数点组成的若干行的像素矩阵，当激光束入射到振镜中的反射镜上，需要控制器控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿X、Y轴扫描，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材料上按所需的要求运动。也就是说，控制器需要对该点阵图像上的每个像数点逐行往复扫描，并通过二进制数据确定每个像数点是否需要打标，从而在材料表面上留下永久的标记。

其中，步骤S20具体包括：

步骤S21，若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若扫描到的像数点对应的打标控制数据为1时，则激光发生器打开，此时从激光发生器输出恒定功率的激光，同时控制器以第一速度控制振镜偏转，对需要打标的像数点进行打标。当然还有另一种实施方式，激光发生器打开时，输出的功率会根据目标图形的打标深浅进行变化，当目标图形的打标深度浅时，输出小功率激光；当目标图形的打标深度深时，输出大功率激光，同时控制器以第一速度控制振镜偏转，完成打标位置的打标。这样使激光发生器输出的激光充分利用在需要打标的位置上，且移动的速度较快时也不会影响打标效果。

步骤S22，若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

若扫描到的像数点对应的打标控制数据为0时，则激光发生器关闭，此时无需从激光发生器输出激光，同时控制器以第二速度控制振镜偏转，以使激光移至下一个打标位置，该第二速度比上述第一速度要大。也就是说，在激光打标装置不打标时，振镜的偏转速度相对较快，能更快地移动至新的打标位置，这样不需打标的那些位置用的扫描时间更短，使单位时间内更多的时间用于打标，从而提高激光发生器单位时间内的总能量。

在本实施例中通过设置激光打标装置在打标时采用相对较小的速度偏转振镜，使得达到较好的打标效果；在不打标时采用相对较大的速度偏转，使得激光束快速移到下一个打标位置。从而在不突破激光发生器功率的局限性下，可以通过控制振镜偏转速度改变激光移动速度来提高激光单位时间内的能量，从而实现一种低成本，应用范围更广阔的激光打标技术。

进一步的，参照图3，本发明第二实施例提供一种激光打标方法，基于上述图2所示的实施例，步骤S10获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据，包括：

步骤S11，获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像。

获取待打标的目标图形，可以为BMP、JPG、JPEG、GIF、PNG等图片格式。对待打标的目标图形进行点阵填充，以形成若干行的点阵图像。这样就可以通过控制振镜偏转完成对点阵图像的扫描。

步骤S12，根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

由于每个像数点包含有打标的位置参数和打标的内容，通过对这些数据的提取，可以生成相应的打标控制数据。该打标控制数据包括振镜偏转控制数据和二进制数据，其中，振镜偏转控制数据用于控制扫描轨迹，该扫描轨迹可以是从左至右或者从右至左，也可以是从上至下或者从下至上，由此来实现逐行扫描或逐列扫描，确保点阵图像中的每个像素点都能扫描到。二进制数据用于控制激光发生器的开启或关闭，当二进制数据的值为1时，则打开激光发生器，输出恒定功率的激光，同时控制器以第一速度控制振镜偏转，对当前打标位置进行打标。当二进制数据的值为0时，则关闭激光发生器，无需输出激光，同时以第二速度控制振镜偏转，以使激光移至下一个打标位置。

本实施例通过获取目标图形，并对目标图形生成打标控制数据，这样使得目标图形能够被激光发生装置识别并扫描，进而完成打标。

进一步的，参照图4，本发明第二实施例提供一种激光打标方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S20根据所述打标控制数据，控制振镜的偏转方向和激光发生器的开启或者关闭，还包括：

步骤S30，以第二速度控制振镜偏转，以使激光移动到第一个打标位置。

由于扫描轨迹可以是从左至右或者从右至左，也可以是从上至下或者从下至上，由此来实现逐行扫描或逐列扫描，确保点阵图像中的每个像素点都能扫描到。本实施例中以从左至右，从上至下的扫描轨迹为例，第一个扫描位置即为第一行左侧的第一个像数点。扫描开始时，需要控制器以第二速度控制振镜偏转，使激光移动到该位置。

步骤S40，根据所述打标控制数据，对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描。

移动到所述第一个扫描位置后，通过打标控制数据中的振镜偏转控制数据对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描，依次判断每个像数点对应的打标控制数据，进而控制激光发生器的开启或者关闭，同时控制振镜偏转的速度。也就是说，根据扫描轨迹，逐个对像数点执行步骤S21或步骤S22。

本实施例通过控制振镜以第二速度偏转达到第一个扫描位置，并按扫描轨迹对目标图形中的像数点逐一进行扫描，为后续打标做准备。

进一步地，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S20根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标，还包括：

步骤S50，判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置。

在对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描时，除了需要获取当前扫描像数点对应的打标控制数据来控制激光发生器开启或关闭状态外，还需要判断该像数点是否为最后一个最后扫描位置，用于判断整张目标图形是否打标完成。

若所述当前位置不是所述目标图形的最后扫描位置，则继续执行步骤S21或者步骤S22。

若所述当前位置是所述目标图形的最后扫描位置，则执行步骤S60，关闭激光发生器，结束扫描。

在本实施例中通过判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置来判断目标图形是否全部打标完，进而控制激光是继续扫描还是结束扫描。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有激光打标程序，所述激光打标程序被处理器执行时实现如下操作：

获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；

根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；

其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：

若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像；

根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

以第二速度控制振镜偏转，以使激光移动到第一个打标位置；

根据所述打标控制数据，对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置；

若是，则关闭激光发生器，结束扫描。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

所述打标控制数据包括振镜偏转控制数据和二进制数据，其中，所述振镜偏转控制数据用于控制扫描轨迹，所述二进制数据用于控制激光发生器的开启或关闭。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

所述扫描轨迹为从左至右或者从右至左。

进一步地，所述激光打标程序被处理器执行时还实现如下操作：

所述扫描轨迹为从上至下或者从下至上。

本发明计算机可读存储介质的具体实施例与上述激光打标方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光打标方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；

根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；

其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：

若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

2.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据的步骤，包括：

获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像；

根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

3.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述根据所述打标控制数据，控制振镜的偏转方向和激光发生器的开启或者关闭的步骤，还包括：

以第二速度控制振镜偏转，以使激光移动到第一个打标位置；

根据所述打标控制数据，对目标图形进行逐行扫描或者逐列扫描。

4.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤，还包括：

判断当前位置是否为所述目标图形的最后扫描位置；

若是，则关闭激光发生器，结束扫描。

5.如权利要求1-4中任一项所述的激光打标方法，其特征在于，所述打标控制数据包括振镜偏转控制数据和二进制数据，其中，所述振镜偏转控制数据用于控制扫描轨迹，所述二进制数据用于控制激光发生器的开启或关闭。

6.如权利要求5所述的激光打标方法，其特征在于，所述扫描轨迹为从左至右或者从右至左。

7.如权利要求5所述的激光打标方法，其特征在于，所述扫描轨迹为从上至下或者从下至上。

8.一种激光打标装置，其特征在于，所述激光打标装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光打标程序，所述激光打标程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

获取待打标的目标图形，根据所述目标图形生成相应的打标控制数据；

根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标；

其中，根据所述打标控制数据，控制振镜偏转和激光发生器的开启或关闭以进行打标的步骤包括：若激光发生器开启，则以第一速度控制振镜偏转，并对当前打标位置进行打标；

若激光发生器关闭，则以第二速度控制振镜偏转，所述第二速度大于所述第一速度。

9.如权利要求8所述的激光打标装置，其特征在于，所述激光打标程序被所述处理器执行时还实现如下步骤：

获取待打标的目标图形，并将所述目标图形转换为点阵图像；

根据所述点阵图像中每个像数点的打标内容，生成相应的打标控制数据。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的激光打标方法的步骤。