CN110548999A - 立式激光印刻设备及基于该设备的印刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种立式激光印刻设备,包括底座、升降板、单轴机器人、激光照射组件和传感器组件,所述底座的前端设置有置物台,所述置物台的底部设置有旋转云台,所述激光照射组件内设置有控制器,所述控制器连接于所述旋转云台、所述升降板、所述单轴机器人和所述传感器组件,所述底座的后端两侧对称设置有所述升降板,所述单轴机器人通过移动组件横向设置在两个所述升降板之间,所述单轴机器人的底部设置有检测待印刻面积表面深度的所述传感器组件,所述激光照射组件滑动设置在所述单轴机器人的顶部的第一滑块上。本发明结构简单,能够有效提高激光印刻的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及激光印刻设备领域,具体而言,涉及一种立式激光印刻设备及一种基于立式激光印刻设备的印刻方法。
背景技术
随着光电子技术的飞速发展,激光雕刻技术应用范围越来越广泛,雕刻精度要求越来越高,影响激光雕刻的4个根本因素是雕刻速度、雕刻功率、雕刻精度和材料,使用激光雕刻过程较为简单,激光雕刻加工是利用数控技术为基础,激光为加工媒介,加工材料在激光照射下瞬间的熔化和气化的物理变性,达到加工的目的;激光加工过程中,激光照射头与材料表面没有接触,但是现有的激光印刻过程中,在对非金属材料进行加工过的过程中个,待激光印刻的物体的外形不固定,在印刻过程中,激光镭射头直接将接收到的二维平面图案直接印刻在物体上,在上述过程中个,通产默认待印刻面积的表面光滑,无凹陷或带刻印物体的表面无弯折,印刻出来的图案确实弯曲率,容易失真。
发明内容
本发明提出了一种新的立式激光印刻设备及基于该设备的印刻方法,要解决的技术问题是现有激光印刻机在打印过程中不能自动检测待印刻面积的表面实际情况的问题。
有鉴于此,本发明提出了一种新的立式激光印刻设备,包括底座、升降板、单轴机器人、激光照射组件和传感器组件,所述底座的前端设置有置物台,所述置物台的底部设置有旋转云台,所述激光照射组件内设置有控制器,所述控制器连接于所述旋转云台、所述升降板、所述单轴机器人和所述传感器组件,所述底座的后端两侧对称设置有两个所述升降板,所述单轴机器人通过移动组件横向设置在两个所述升降板之间,所述单轴机器人的底部设置有检测待印刻面积表面深度的所述传感器组件,所述激光照射组件滑动设置在所述单轴机器人的顶部的第一滑块上。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述升降板包括左升降板和右升降板,所述左升降板和所述右升降板的前端均设置有滑槽,所述左升降板和所述右升降板的内侧顶部与底部分别设置有第一传动轮和第二传动轮,所述左升降板和所述右升降板的外侧底部设置有电动机,所述电动机的驱动轴与所述第二传动轮同轴设置,所述第二传动轮通过传送带连接于所述第一传动轮。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述移动组件包括内部设置有双组滑轮的第二滑块,所述第二滑块通过所述双组滑轮夹持在所述滑槽内,所述第二滑块固定端的一侧设置有支撑杆,另一端设置有夹持所述传送带的可拆卸夹持夹,所述第二滑块的连接端的两侧设置有连接板,所述单轴机器人的两端通过螺钉固定在所述连接板上。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述传感器组件包括并排设置的多个激光深度扫描传感器。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述控制器上设置有无线传感器。
一种基于立式激光印刻设备的印刻方法,具体步骤包括:所述控制器获取待印刻图案;所述控制器控制所述传感器组件检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据,并将检测到的表面深度数据和所述实际印刻面积数据传送至所述激光照射组件;所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案;所述控制器控制所述升降板、所述单轴机器人和所述激光照射组件按照所述最佳印刻图案进行印刻操作。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述所述控制器控制所述传感器组件检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据的具体步骤包括:所述控制器获取预先设置的无效阈值;所述控制器控制所述传感器组件扫描所述待印刻面积,若扫描到的深度在所述无效阈值范围内时,判定为有效区域;所述控制器控制所述传感器组件重复扫描所述待印刻面积的所述有效区域,获取所述有效区域内的部位的多组表面凹陷深度;所述控制器将多组所述表面凹陷深度存储为所述表面深度数据,将所述有效区域存储为所述实际印刻面积数据。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案的具体步骤包括:所述控制器根据接受到的所述表面深度数据,获取所述待印刻面积内每处表面的卷曲率;所述控制器根据所述卷曲率对所述印刻图案进行弯曲处理,获取二次待印刻图案;所述控制器根据接收到的所述实际印刻面积数据,获取所述待印刻面积内具体待印刻面积;所述控制器根据所述待印刻面积对所述二次待印刻图案进行缩放处理,获取所述最佳印刻图案。
与现有技术相比,本发明的优点在于:能够借助并排设置在单轴机器人底部的传感器组件自动检测待印刻面积的实际情况,并通过激光照射组件根据实际情况,对待印刻图案进行弯曲率对比与缩放,生成与当前待印刻面积相适配的最佳印刻图案,在升降板和单轴机器人的共同作用下,将该最佳印刻图案印刻在待印刻面积上,能够有效提高激光印刻的精确度,提高印刻图案的美观度。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的一种立式激光印刻设备的结构示意图;
图2示出了根据本发明的实施例的左升降板的内侧视结构示意图;
图3示出了根据本发明的实施例的左升降板的外侧视结构示意图;
图4示出了根据本发明的实施例的单轴机器人的结构示意图;
图5示出了根据本发明的实施例的激光照射组件与第二滑块的组装结构示意图;
图6示出了根据本发明的实施例的传感器组件的结构示意图;
图7示出了根据本发明的实施例的基于立式激光印刻设备的印刻方法的流程示意图。
其中,附图中的附图标记所对应的名称为:底座101、单轴机器人102、激光照射组件103、传感器组件104、置物台105、第一滑块106、左升降板107、右升降板108、滑槽109、第一传动轮110、第二传动轮111、电动机112、传送带113、双组滑轮114、第二滑块115、支撑杆116、夹持夹117、连接板118、激光深度扫描传感器119。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
以下结合图1至图7对本发明进行进一步的说明。
如图1至图6所示,一种立式激光印刻设备,包括底座101、升降板、单轴机器人102、激光照射组件103和传感器组件104,所述底座101的前端设置有置物台105,所述置物台105的底部设置有旋转云台(图中未示出),所述激光照射组件103内设置有控制器(图中未示出),所述控制器连接于所述旋转云台、所述升降板、所述单轴机器人102和所述传感器组件104,所述底座101的后端两侧对称设置有两个所述升降板,所述单轴机器人102通过移动组件横向设置在两个所述升降板之间,所述单轴机器人102的底部设置有检测待印刻面积表面深度的所述传感器组件104,所述激光照射组件103滑动设置在所述单轴机器人102的顶部的第一滑块106上;所述升降板包括左升降板107和右升降板108,所述左升降板107和所述右升降板108的前端均设置有滑槽109,所述左升降板107和所述右升降板108的内侧顶部与底部分别设置有第一传动轮110和第二传动轮111,所述左升降板107和所述右升降板108的外侧底部设置有电动机112,所述电动机112的驱动轴与所述第二传动轮111同轴设置,所述第二传动轮111通过传送带113连接于所述第一传动轮110;所述移动组件包括内部设置有双组滑轮114的第二滑块115,所述第二滑块115通过所述双组滑轮114夹持在所述滑槽109内,所述第二滑块115固定端的一侧设置有支撑杆116,另一端设置有夹持所述传送带113的可拆卸夹持夹117,所述第二滑块115的连接端的两侧设置有连接板118,所述单轴机器人102的两端通过螺钉固定在所述连接板118上;所述传感器组件104包括并排设置的多个激光深度扫描传感器119;所述控制器上设置有无线传感器(图中未示出)。
进一步地,立式激光印刻设备的置物台105便于用户放置待印刻物体,此时,控制器控制旋转云台、单轴机器人102、升降板和传感器组件104共同动作,对待印刻物体的待印刻面积进行扫描;其中并排设置在单轴机器人102底部的传感器组件104,使得扫描的面积更加均匀快速,该单轴机器人102可以采用滚珠丝杆传动,定位精度高、摩擦力小,负载能力强;单轴机器人102顶部设置的激光照射组件103在单轴机器人102上横线移动,也可以在升降板的作用下竖向移动,能够根据传感器组件104的扫描结果,快速高精度的将待印刻图案印刻在待印刻面积上。
具体如图7所示,一种基于立式激光印刻设备的印刻方法,具体步骤包括:
步骤101,所述控制器获取待印刻图案;
步骤102,所述控制器控制所述传感器组件104检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据,并将检测到的表面深度数据和所述实际印刻面积数据传送至所述激光照射组件103;
步骤103,所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案;
步骤104,所述控制器控制所述升降板、所述单轴机器人102和所述激光照射组件103按照所述最佳印刻图案进行印刻操作。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述所述控制器控制所述传感器组件104检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据的具体步骤包括:所述控制器获取预先设置的无效阈值;所述控制器控制所述传感器组件104扫描所述待印刻面积,若扫描到的深度在所述无效阈值范围内时,判定为有效区域;所述控制器控制所述传感器组件104重复扫描所述待印刻面积的所述有效区域,获取所述有效区域内的部位的多组表面凹陷深度;所述控制器将多组所述表面凹陷深度存储为所述表面深度数据,将所述有效区域存储为所述实际印刻面积数据。
在上述任一项技术方案中,优选地,所述所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案的具体步骤包括:所述控制器根据接受到的所述表面深度数据,获取所述待印刻面积内每处表面的卷曲率;所述控制器根据所述卷曲率对所述印刻图案进行弯曲处理,获取二次待印刻图案;所述控制器根据接收到的所述实际印刻面积数据,获取所述待印刻面积内具体待印刻面积;所述控制器根据所述待印刻面积对所述二次待印刻图案进行缩放处理,获取所述最佳印刻图案。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案,本发明的技术方案提出了一种新的立式激光印刻设备及基于该设备的印刻方法,能够借助并排设置在单轴机器人底部的传感器组件自动检测待印刻面积的实际情况,并通过激光照射组件根据实际情况,对待印刻图案进行弯曲率对比与缩放,生成与当前待印刻面积相适配的最佳印刻图案,在升降板和单轴机器人的共同作用下,将该最佳印刻图案印刻在待印刻面积上,能够有效提高激光印刻的精确度,提高印刻图案的美观度,使得印刻图案更加栩栩如生。
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。
Claims (8)
1.一种立式激光印刻设备,其特征在于,包括底座、升降板、单轴机器人、激光照射组件和传感器组件,所述底座的前端设置有置物台,所述置物台的底部设置有旋转云台,所述激光照射组件内设置有控制器,所述控制器连接于所述旋转云台、所述升降板、所述单轴机器人和所述传感器组件,所述底座的后端两侧对称设置有两个所述升降板,所述单轴机器人通过移动组件横向设置在两个所述升降板之间,所述单轴机器人的底部设置有检测待印刻面积表面深度的所述传感器组件,所述激光照射组件滑动设置在所述单轴机器人的顶部的第一滑块上。
2.根据权利要求1所述的立式激光印刻设备,其特征在于,所述升降板包括左升降板和右升降板,所述左升降板和所述右升降板的前端均设置有滑槽,所述左升降板和所述右升降板的内侧顶部与底部分别设置有第一传动轮和第二传动轮,所述左升降板和所述右升降板的外侧底部设置有电动机,所述电动机的驱动轴与所述第二传动轮同轴设置,所述第二传动轮通过传送带连接于所述第一传动轮。
3.根据权利要求2所述的立式激光印刻设备,其特征在于,所述移动组件包括内部设置有双组滑轮的第二滑块,所述第二滑块通过所述双组滑轮夹持在所述滑槽内,所述第二滑块固定端的一侧设置有支撑杆,另一端设置有夹持所述传送带的可拆卸夹持夹,所述第二滑块的连接端的两侧设置有连接板,所述单轴机器人的两端通过螺钉固定在所述连接板上。
4.根据权利要求1所述的立式激光印刻设备,其特征在于,所述传感器组件包括并排设置的多个激光深度扫描传感器。
5.根据权利要求1所述的立式激光印刻设备,其特征在于,所述控制器上设置有无线传感器。
6.一种基于立式激光印刻设备的印刻方法,其特征在于,包括:
所述控制器获取待印刻图案;
所述控制器控制所述传感器组件检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据,并将检测到的表面深度数据和所述实际印刻面积数据传送至所述激光照射组件;
所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案;
所述控制器控制所述升降板、所述单轴机器人和所述激光照射组件按照所述最佳印刻图案进行印刻操作。
7.根据权利要求6所述的基于立式激光印刻设备的印刻方法,其特征在于,所述所述控制器控制所述传感器组件检测所述待印刻面积的表面深度数据与实际印刻面积数据的具体步骤包括:
所述控制器获取预先设置的无效阈值;
所述控制器控制所述传感器组件扫描所述待印刻面积,若扫描到的深度在所述无效阈值范围内时,判定为有效区域;
所述控制器控制所述传感器组件重复扫描所述待印刻面积的所述有效区域,获取所述有效区域内的部位的多组表面凹陷深度;
所述控制器将多组所述表面凹陷深度存储为所述表面深度数据,将所述有效区域存储为所述实际印刻面积数据。
8.根据权利要求6所述的基于立式激光印刻设备的印刻方法,其特征在于,所述所述控制器根据所述表面深度数据和所述实际印刻面积数据,对所述待印刻图案进行精确缩小处理,获取适应与所述待印刻面积的最佳印刻图案的具体步骤包括:
所述控制器根据接受到的所述表面深度数据,获取所述待印刻面积内每处表面的卷曲率;
所述控制器根据所述卷曲率对所述印刻图案进行弯曲处理,获取二次待印刻图案;
所述控制器根据接收到的所述实际印刻面积数据,获取所述待印刻面积内具体待印刻面积;
所述控制器根据所述待印刻面积对所述二次待印刻图案进行缩放处理,获取所述最佳印刻图案。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20191210 |