CN111822866A - 分线连续打标的雷射打标系统 - Google Patents

Abstract

本发明包括一雷射打标机，发射激光束以进行打标，在该雷射打标机上设置打标振镜，该打标振镜在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，再将雷射光投射出去以进行打标；一滑台，其上放置有该打标对象；一马达系统，控制该滑台在X、Y轴方向的移动；一计算机装置，根据该雷射打标机的位置及打标方向控制整个打标空间及该滑台的空间坐标；一雷射打标控制器，控制该雷射打标机、该马达系统及该滑台；一图形打标规划器，对于一由线构成的打标图形中的各线进行该雷射打标机打标路径的规划。在本发明中，打标出来的线相当平整，同时该线就没有接续点中断续的痕迹，能够显示出完整平滑且接近规划的线段的外观。

Description

分线连续打标的雷射打标系统

技术领域

本发明有关于雷射打标装置，尤其是一种分线连续打标的雷射打标系统，其主要使用在线段形式图形的雷射打标。

背景技术

雷射打标机是应用激光束经过透镜的处理达到高度聚焦后，在雷射加工对象上应用激光束达到打标、除料、切割或雕刻的目的。一般将打标对象置于一滑台上。再应用马达系统控制该滑台的移动及转动，将该滑台移动到适合打标的位置以进行打标作业。

由于雷射打标机打标范围有所限制，在处理大型打标对象或者大型打标图形时雷射打标机必须先对所要打标的打标图形分割为多个部分，然后调整雷射打标机对准该加工对象的不同对应位置并进行打标，而拼接出完整的图案。先前技术的处理方法都由人工手动进行打标图形的分割与排序，再由人工控制滑台进行打标的对位，难以避免接缝不全的情况。因此对于过于复杂的大型打标图形，人工调校的工作非常费时费力，甚至复杂到无法人力进行。

在改良的技术中，对于线性的图形可以进行分线再一次打标，就没有上述图形的断线的情况，但是如果图形不是平滑曲线而是具有尖角性的弯角时，此时滑台与打标机相对位移时，就必须进行加速与减速的操作。但是这一操作会影响整个作业程序。

发明内容

本发明的目的是提出一种分线连续打标的雷射打标系统，以解决上述现有技术存在的问题。

为达到上述目的本发明提出一种分线连续打标的雷射打标系统，包括：一雷射打标机，发射激光束以进行打标，该雷射打标机所发出的激光束投射到一打标对象进行打标，在该打标对象呈现打标的图案，在该雷射打标机上设置打标振镜，该打标振镜在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，再将雷射光投射出去以进行打标；一滑台，其上放置有该打标对象，该雷射打标机将激光束照射到该打标对象上，在该打标对象上形成经激光束打标的图文；该滑台在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，接受该雷射打标机所投射的激光束以进行打标；一马达系统，与该滑台电性连接，控制该滑台在X、Y轴方向的移动；一计算机装置，根据该雷射打标机的位置及打标方向控制整个打标空间及该滑台的空间坐标；一雷射打标控制器，该雷射打标控制器分别与该雷射打标机、该马达系统电性连接，用于控制该雷射打标机、该马达系统及该滑台，以在该打标对象上进行所需要的打标作业；一图形打标规划器，对于一由线构成的打标图形中的各线进行该雷射打标机打标路径的规划，其方式为对于打标图形中的各线，先由该滑台相对于该雷射打标机进行平滑路径相对移动，然后根据该平滑路径中的各点，调整该雷射打标机的打标振镜在X、Y轴方向移动到所需要的打标点进行打标。

分线连续打标的雷射打标系统，还包括一计算机图形分线装置，连接该计算机装置及该雷射打标控制器，将一打标图形分割成多条线。

该图形打标规划器对该打标图形的各线设定X及Y坐标，对该打标图形的各线中选定的线规划选定的点，对各个选定点依据该打标振镜在Y轴的上下方计算所能移动的最大行程，此最大行程即为当打标振镜的中心点对准该选定线的一选定点时，该打标振镜在Y轴上所投射激光束的最大范围；依据此方式沿着X轴方向移动，对整条选定的线的选定点找出各选定点所能移动的最大行程，这些最大行程在线的上下方形成一区带Z；

在此区带Z中，得到一通过此区带Z的移动线，此移动线即为滑台相对于该打标振镜的移动的轨迹；以及

沿着该选定线的每一点，计算该点与选定线沿着Y轴的距离，即打标偏移距离，即为该雷射打标机的该打标振镜在该选定线的每一点所必须移动进行打标的点；

依据上列的步骤对该计算机图形分线装置所分割的每一条线进行打标，即完成打标作业。

其中该移动线为一平滑曲线。

其中该移动线为一直线。

将该滑台相对于打标振镜的移动轨迹，即移动线，及振镜偏移打标的位置的讯息传送到雷射打标控制器，再由雷射打标控制器依据这些数据，决定马达系统控制的滑台及雷射打标机中的该打标振镜的相对位置，然后由雷射打标机对该打标对象上的对应区域进行打标。

先使雷射打标机沿着选定线的选定点移动，在每一选定点上，根据所计算的打标偏移距离调整该应用该打标振镜在X及Y轴上的移动进行打标，当该雷射打标机进行移动加工时，滑台也同时沿着所规划的选定线进行移动。

其中对打标图形划分成多个不同的区域，对每一区域进行打标作业，当从一区域进入另一区域时，该滑台相对于雷射打标机的移动并没有停止，而且维持平滑的路径。

本发明的有益效果为：因为滑台相对于打标振镜移动的轨迹为较平缓的曲线甚至为直线，所以可以维持较为固定的移动速度，所以打标出来的线相当平整。并且在一次作业中连续将一线打标完成，该线就没有接续点中断续的痕迹，因而显示出完整平滑的且接近规划之线段的外观。

附图说明

图1是本发明的系统组件架构方块图。

图2是本发明的打标图形的范例。

图3A和图3B是图2的打标图形的一种分线方式的示意图。

图4A和图4B是图2的打标图形的另一种分线方式的示意图。

图5是图3A的选定线的上下方形成一区带Z的结构图。

图6本发明对L形线在该折角进行补偿的示意图。

图7对图2的打标图形划分成不同的区域以进行打标作业的结构示意图。

图中：10、雷射打标机；12、打标振镜；20、滑台；30、马达系统；40、打标图形；50、计算机装置；60、雷射打标控制器；70、计算机图形分线装置；75、图形打标规划器；80、线；81、选定点；83、最大行程；84、移动线；85、线；90、L形线；100、打标对象；110、区域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。

参考图1至图6所示，显示本发明的图形分线打标规划系统，其主要使用在雷射打标机系统上，包括下列组件：

一雷射打标机10，发射激光束以进行打标。该雷射打标机10所发出的激光束投射到一打标对象100进行打标，在该打标对象100呈现打标的图案。在该雷射打标机1上设置打标振镜12，打标振镜12在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，再将雷射光投射出去进行打标。

一滑台20，其上放置该打标对象100。该雷射打标机10将激光束照射到该打标对象100上，在该打标对象100上形成经激光束打标的图文。一般该图文相当美观，而且具有丰富的质感，非一般打印机打印或印刷可达成。该滑台20在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，接受该雷射打标机10所投射的激光束进行打标。

所以在打标时为了将激光束投射到所需要的打标点，该滑台20及该打标振镜12必须在X、Y轴方向移动。因此必须先依据打标的图案规划该滑台20相对于该打标振镜12的移动轨迹。

一马达系统30，与该滑台电性连接，控制该滑台20在X、Y轴方向的移动，因此可将该滑台20移动到适合打标的位置。

一计算机装置50，根据该雷射打标机10的位置及打标方向控制整个打标空间及该滑台20的空间坐标。

该计算机装置50可标示出整个打标空间的二维图形，并接收用户输入的打标图形40。因此根据该打标图形40在二维空间的几何位置，计算出该打标图形40对应该二维空间的点坐标。该计算机装置50将二维空间的点坐标向外传送。

一雷射打标控制器60，该雷射打标控制器60分别与该雷射打标机10、该马达系统30电性连接，用于控制该雷射打标机10、该马达系统30及该滑台20，以在该打标对象100上进行所需要的打标作业。

一计算机图形分线装置70，连接该计算机装置50及该雷射打标控制器60，将一打标图形40分割成多条线，如图2、图3A、图3B和图4所示，图2显示未分线的图形，图3A和图3B显示已分线后的图形，图4A和图4B显示另一种分线方式。所以会有多种不同的分线方式，但并不影响本发明的实施。

一图形打标规划器75，对由该计算机图形分线装置70所分割的每一条线进行该雷射打标机10打标路径的规划，使得整个打标的路径可以达到最高的效率而且可以最接近原来的图形。所谓最高的效率指以最快的时间或者是最短的行程达到打标的目的。

以图2的情况作为说明，其中将该图形分为线80、线85。本实施例中的打标规划如下；

如图3A所示，该图形打标规划器对该图形设定X及Y坐标，对于选定的线80中规划选定点81，对于各个选定点81依据该打标振镜12在Y轴的上下方计算所能移动的最大行程83，此最大行程即为当打标振镜12的中心点对准该选定线的一选定点81时，该打标振镜12在Y轴上可以投射激光束的最大范围。依据此方式沿着X轴方向移动，对整条选定的线80的选定点81找出各选定点81所能移动的最大行程，因此这些最大行程在线80的上下方形成一区带Z，如图5中所示：在此区带Z中，得到一通过此区带Z的移动线84，此移动线即为滑台20相对于打标振镜12的移动的轨迹。较佳的是该移动线为一平滑曲线，更佳的是该移动线为一直线。

如图1、图2和图3A所示，沿着该选定线80上的每一点81，计算该点与选定线的80沿着Y轴的距离，即打标偏移距离，此即为雷射打标机的打标振镜12在该选定的线80的每一点81所必须移动进行打标的点。

然后依据上列计算的结果将该滑台20相对于打标振镜12的移动轨迹(即移动线84)，及打标振镜12偏移打标的位置的讯息传送到该雷射打标控制器60，再由该雷射打标控制器60依据这些数据，确定该马达系统30控制的该滑台20及该雷射打标机10中的打标振镜12的相对位置，然后由该雷射打标机10对该打标对象100上的对应区域进行打标。较佳的方式为先以该雷射打标机10沿着该选定线80的选定点81移动，在每一选定点上，根据所计算的打标偏移距离调整该打标振镜12在X及Y轴上的移动进行打标，当该雷射打标机10沿着选定线80进行加工时，滑台20也同时沿着规划好的移动线84进行移动，进而加快整体的打标速度，并维持良好的加工质量。

如图1、图2、图3B和图5所示，依据上列的步骤对该计算机图形分线装置70所分割的线80、线85进行打标。即完成打标作业。如图4A和图4B所示，对该计算机图形分线装置70所分割的线，可能有多种方式，但是这些不同的方式并不会影响最后的打标结果。

图6中显示本发明的另一实施例，即对L形线90在该折角进行补偿的示意图，在本发明中可看出该移动线84为一具有平滑折角的线，在该折角处必须进行补偿。

图7显示本发明的另一实施例，即对图2的打标图形划分成不同区域以进行打标作业的结构示意图，其中对打标图形划分成多个不同的区域110，对每一区域110进行打标作业，当从一区域110进入另一区域110时，该滑台20相对于雷射打标机10的移动并没有停止，而且尽量维持平滑的路径，所以可使整个打标图案的断点达到最少，因此可以加快整体的打标速度。

如图1～图7所示，本使用新型的应用一计算机图形分线装置70将所要打标的一打标图形做有序的分线，并依据该分线计算出所能移动的最大行程。依据此方式沿着X轴方向移动，对整条选定的线的选定点找出各选定点所能移动的最大行程，因此这些最大行程在线的上下方形成一区带Z。在此区带Z中，得到一通过此区带Z的移动线84，此移动线即为滑台20相对于打标振镜12的移动的轨迹。再沿着该移动线的每一点，计算该点与选定线沿着Y轴的距离，即打标偏移距离，此即为雷射打标机10的打标振镜12在该选定线80的每一点81所必须移动进行打标的点。应用此一方式，可以进行雷射打标。其优点为：因为滑台20相对于打标振镜12的移动的轨迹为较平缓的曲线甚至为直线，所以可以维持较为固定的移动速度，进而打标出来的线相当平整。同时，在一次作业中连续将一线打标完成，导致该线就没有接续点中断续的痕迹，因此显示出完整平滑且接近规划的线段的外观。

本发明除了自动对打标图形进行分线外，在打标时，能够考虑到相邻弯折部的特殊情况而加以改良，进而打标后的图案可以达到高质量的效果，以避免打标后的图案产生撕裂空隙、扭曲或是视觉上不正常的虚线。

上述详细说明为针对本发明的一可行实施例的具体说明，但是该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明权利要求书范围所做的类似方式的替代或修改，均应包含在本发明的专利范围中。

Claims (8)

1.一种分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，包括：

一雷射打标机，发射激光束以进行打标，该雷射打标机所发出的激光束投射到一打标对象进行打标，在该打标对象呈现打标的图案，在该雷射打标机上设置打标振镜，该打标振镜在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，再将雷射光投射出去进行打标；

一滑台，其上放置该打标对象，该雷射打标机将激光束照射到该打标对象上，在该打标对象上形成经激光束打标的图文；该滑台在X、Y轴方向移动到所需要的打标点，接受该雷射打标机所投射的激光束进行打标；

一马达系统，与该滑台电性连接，控制该滑台在X、Y轴方向的移动；

一计算机装置，根据该雷射打标机的位置及打标方向控制整个打标空间及该滑台的空间坐标；

一雷射打标控制器，该雷射打标控制器分别与该雷射打标机、该马达系统电性连接，用于控制该雷射打标机、该马达系统及该滑台，以在该打标对象上进行所需要的打标作业；

一图形打标规划器，对于一由线构成的打标图形中的各线进行该雷射打标机打标路径的规划，其方式为对于打标图形中的各线，先由该滑台相对于该雷射打标机进行平滑路径相对移动，然后根据该平滑路径中的各点，调整该雷射打标机的打标振镜在X、Y轴方向移动到所需要的打标点进行打标。

2.根据权利要求1所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，还包括一计算机图形分线装置，连接该计算机装置及该雷射打标控制器，将一打标图形分割成多条线。

3.根据权利要求1所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，该图形打标规划器对该打标图形的各线设定X及Y坐标，对该打标图形的各线中选定的线规划选定的点，对各个选定点依据该打标振镜在Y轴的上下方计算所能移动的最大行程，此最大行程即为当打标振镜的中心点对准该选定线的一选定点时，该打标振镜在Y轴上所投射激光束的最大范围；依据此方式沿着X轴方向移动，对整条选定的线的选定点找出各选定点所能移动的最大行程，这些最大行程在线的上下方形成一区带Z；

在此区带Z中，得到一通过此区带Z的移动线，此移动线即为滑台相对于该打标振镜的移动的轨迹；以及

沿着该选定线的每一点，计算该点与选定线沿着Y轴的距离，即打标偏移距离，即为该雷射打标机的该打标振镜在该选定线的每一点所必须移动进行打标的点；

依据上列的步骤对该计算机图形分线装置所分割的每一条线进行打标，即完成打标作业。

4.根据权利要求3所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，其中该移动线为一平滑曲线。

5.根据权利要求3所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，其中该移动线为一直线。

6.根据权利要求3所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，将该滑台相对于打标振镜的移动轨迹，即移动线，及振镜偏移打标的位置的讯息传送到雷射打标控制器，再由雷射打标控制器依据这些数据，确定马达系统控制的滑台及雷射打标机中的该打标振镜的相对位置，然后由雷射打标机对该打标对象上的对应区域进行打标。

7.根据权利要求6所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，先使雷射打标机沿着选定线的选定点移动，在每一选定点上，根据所计算的打标偏移距离调整该应用该打标振镜在X及Y轴上的移动进行打标，当该雷射打标机进行移动加工时，滑台也同时沿着所规划的选定线进行移动。

8.根据权利要求6所述的分线连续打标的雷射打标系统，其特征在于，其中对打标图形划分成多个不同的区域，对每一区域进行打标作业，当从一区域进入另一区域时，该滑台相对于雷射打标机的移动并没有停止，而且维持平滑的路径。

Images