CN112247363A - 一种多光合束雕刻的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多光合束雕刻装置，包括激光驱动板，所述激光驱动板底端通过螺丝固定有底板，所述激光驱动板的左侧通过螺丝固定有第一激光器。通过雕刻指令控制一个或多个第二激光器、或和一个或多个第一激光器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻第二激光器和控制板都能够独立的进行物体雕刻或者切割，两者的功能互补，大大提高了工作效率，既能对金属、塑料凳进行雕刻，也能对木质纸质进行雕刻，提高了雕刻装置的使用范围，通过风扇对雕刻装置进行散热，同时也可以将因雕刻产生的异味吹向后侧，避免雕刻产生的异味造成工作人员的工作环境恶劣，也避免异味对工作人员身体造成伤害，提高了雕刻装置的实用性。

Description

一种多光合束雕刻的控制方法及装置

技术领域

本发明属于激光雕刻技术领域，尤其涉及一种多光合束雕刻的控制方法及装置。

背景技术

目前市场的激光设备的工作激光都是采用的单一波长激光器，受限于激光的本身的特性，都是有对应的工作材质限制；例如：光纤和端泵激光器主要工作材质是金属和塑胶材料，不能应用于纸质和木质；而半导体蓝光激光器能够在纸质和木质上获得较好的效果，但因受限于功率较低的因素不能在金属上雕刻，虽然能够在塑胶材料上工作，但效果一般，没有光纤激光器的效果强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多光合束雕刻的控制方法及装置，旨在解决由于现有技术无法提供一种有效的多光合束雕刻的控制方法及装置，导致工作效率低、适用性狭窄、用户体验不佳的问题。

一方面，本发明提供了一种多光合束雕刻的控制方法，所述方法包括下述步骤：

接收雕刻预览指令；

根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光；

使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；

接收雕刻指令；

根据所述雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻。

进一步地，在所述控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光之前还包括：

获取具有非雕刻功率的可见激光的光功率值；

所述根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光包括：

可见光激光发射器根据所述具有非雕刻功率的可见激光的光功率值发出对应功率的可见激光。

进一步地，使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览之前还包括：

对所述具有非雕刻功率的一条可见激光进行聚焦，将聚焦之后的可见激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；

对所述具有非雕刻功率的多条可见激光分别先进行聚焦后合束或先合束后聚焦、并往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览。

另一方面，本发明提供了一种多光合束雕刻方法，包括多个激光发射器，其中，所述方法包括下述步骤：

将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，对合束后的激光进行聚焦，使用聚焦后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

或将多个所述激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用合束后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

多个所述激光发射器至少包括一个可见光激光发射器和一个非可见光激光发射器。

优选地，将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

进一步优选地，将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料对合束后的激光进行传输，所述光传导材料传输出的激光进行聚焦后对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

优选地，将多个所述激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

进一步优选地，在所述对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻之前还包括：

使用反射镜对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光进行反射，使用反射后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

优选地，所述使用反射镜对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光进行反射包括：对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射。

再一方面，本发明提供了一种多光合束雕刻的控制装置，所述控制装置包括：

接收模块，用于接收雕刻预览指令；控制模块，用于根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光；照射模块，用于使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；第二接收模块，用于接收雕刻指令；

雕刻模块，用于根据所述雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻；

储存器，存储计算机指令；

处理器，与所述储存器互相通信连接，所述处理器通过执行所述储存器存储的计算机指令，从而执行权利要求1所述的方法。

本发明的有益效果在于：接收模块接收雕刻预览指令，控制模块根据雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光，照射模块使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；雕刻预览结束之后第二接收模块接收雕刻指令，雕刻模块根据雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻；并且还获取具有非雕刻功率的可见激光的光功率值，可见光激光发射器根据具有非雕刻功率的可见激光的光功率值发出对应功率的可见激光；使用可见光和非可见光激光发射器进行合束应用，其中可见光和非可见光激光发射器都能够独立的进行物体雕刻或者切割，两者的功能互补，大大提高了工作效率；同时可见光激光发射器在低功率下发出的可见激光又可以作为非可见激光的指示标使用，进而实现激光雕刻的可预览，并且使用多个激光发射器配合雕刻，大大降低了使用大功率激光发射器进行雕刻的成本，提高了用户的体验。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的多光合束雕刻的控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的先合束后聚焦的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的先聚焦后合束的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的使用光传导材料传输激光的结构示意图；

图5是本发明实施例一至四提供的合束的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一多光合束雕刻的控制方法及装置的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S101中，接收雕刻预览指令；

在本发明的实施例中，使用控制器接收雕刻预览指令；

在步骤S102中，根据雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光；

在本发明的实施例中，使用多个可见光激光发射器可以调节可见激光的颜色，即根据颜色组和原理使可见激光的颜色不仅仅只由可见光激光发射器所发射出的颜色，并且在使用多个同样波长的可见光激光发射器可以增强激光的功率；在控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光之前还包括：获取具有非雕刻功率的可见激光的光功率值；

优选地，具有非雕刻功率的可见激光的光功率值为根据被雕刻物的硬度对应获取的具有非雕刻功率的可见激光的最大光功率值；

并且：具有非雕刻功率的可见激光的光功率值要小于该可见光激光发射器正常雕刻被雕刻物时的功率或为不能在大多数材料上产生雕刻效果的一个较小的功率值。

其中，可见激光以具有非雕刻功率的可见激光的光功率值输出时，必须保证即使在使用多个可见光激光发射器同时发出具有非雕刻功率的可见激光时也达不到雕刻的效果，以保证顺利进行雕刻预览；

进一步地，根据雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光包括：可见光激光发射器根据具有非雕刻功率的可见激光的光功率值发出对应功率的可见激光；其中，可见光激光发射器受控制器的控制。

在步骤S103中，使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；

在本发明的实施例中，优选地，雕刻预览为雕刻路径预览；使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览之前还包括：

对具有非雕刻功率的一条可见激光进行聚焦，将聚焦之后的可见激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；其中，往X轴方向反射使用X轴反射镜进行反射，往Y轴方向反射使用Y轴反射镜进行反射；进一步的，X轴反射镜由X轴驱动器驱动旋转，Y轴反射镜由Y轴驱动器驱动旋转；使用X轴反射镜和Y轴反射镜实现对被雕刻物的全方位雕刻预览或雕刻；

对具有非雕刻功率的多条可见激光分别先进行聚焦后合束或先合束后聚焦、并往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；其中，使用聚焦透镜对可见激光进行聚焦和使用合束镜对多条可见激光(激光)进行合束。

在步骤S104中，接收雕刻指令；

在步骤S105中，根据雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻；其中，非可见光激光发射器受控制器的控制。

在本发明的实施例中：接收雕刻预览指令，根据雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光，使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；雕刻预览结束之后接收雕刻指令，根据雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻；并且还获取具有非雕刻功率的可见激光的光功率值，可见光激光发射器根据具有非雕刻功率的可见激光的光功率值发出对应功率的可见激光；实现在不改变现有激光雕刻机的基本结构情况下，使用可见光和非可见光激光发射器进行合束应用，其中可见光和非可见光激光发射器都能够独立的进行物体雕刻或者切割，两者的功能互补，大大提高了工作效率；同时可见光激光发射器在低功率下发出的可见激光又可以作为非可见激光的指示标使用，进而实现激光雕刻的可预览，并且使用多个激光发射器配合雕刻，大大降低了使用大功率激光发射器进行雕刻的成本，提高了用户的体验。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的先合束后聚焦的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括三个部分组成，振镜部分，激光生成部分，控制部分；

振镜部分主要包括：X轴反射镜，X轴驱动器，Y轴反射镜，Y轴驱动器；

控制部分主要包括：控制器，控制器精确控制振镜部分的两个不同雕刻方向上的驱动器旋转，进而使驱动器上的反射镜同步旋转，致使光路发生偏转，从而精确的控制激光的走位，最后经过聚焦透镜，使得激光在被雕刻物上都具有一致的聚焦特。

激光生成部分主要包括：可见光激光发射器，非可见光激光发射器，以及合束镜；可见光激光发射器和非可见光激光发射器各自输出的激光(可见激光)在合束镜上完成合束，控制器可以独立控制可见光激光发射器和非可见光激光发射器的开关以及调节输出功率的大小，其主要工作模式分为三个状态包括：关闭状态，调试状态和工作状态；

关闭状态，所有激光器(可见光激光发射器和非可见光激光发射器)都保持关闭状态。

调试状态，非可见激光器保持关闭，可见光激光发射器仅工作在超低功率状态，输出的激光肉眼可见，但只能提供指示功能，不能工作(雕刻或者切割)，即具有非雕刻功率的可见激光；用户可以根据指示激光完成相关的调试，预览等工作。

工作状态，根据用户需要雕刻或者切割的材质，控制器根据预设的规则，选择启动并控制其中任意一个或者多个激光发射器(包括可见光激光发射器和非可见光激光发射器)开始工作。

实施例三：

图3示出了本发明实施例三提供的先聚焦后合束的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括三个部分组成，振镜部分，激光生成部分，控制部分；

振镜部分主要包括：X轴反射镜，X轴驱动器，Y轴反射镜，Y轴驱动器；

控制部分主要包括：控制器，控制器精确控制振镜部分的两个不同雕刻方向上的驱动器旋转，进而使驱动器上的反射镜同步旋转，致使光路发生偏转，从而精确的控制激光的走位。

激光生成部分主要包括：可见光激光发射器，非可见光激光发射器，以及合束镜；可见光激光发射器和非可见光激光发射器各自输出的激光(可见激光)分别在一一对应的聚焦透镜上完成聚焦后在合束镜上完成激光，其中，可见光激光发射器和非可见光激光发射器各自输出的激光(可见激光)的聚焦焦距要保持一致；控制器可以独立控制可见光激光发射器和非可见光激光发射器的开关以及调节输出功率的大小，其主要工作模式分为三个状态包括：关闭状态，调试状态和工作状态；

关闭状态，所有激光器(可见光激光发射器和非可见光激光发射器)都保持关闭状态。

调试状态，非可见激光器保持关闭，可见光激光发射器仅工作在超低功率状态，输出的激光肉眼可见，但只能提供指示功能，不能工作(雕刻或者切割)，即具有非雕刻功率的可见激光；用户可以根据指示激光完成相关的调试，预览等工作。

工作状态，根据用户需要雕刻或者切割的材质，控制器根据预设的规则，选择启动并控制其中任意一个或者多个激光发射器(包括可见光激光发射器和非可见光激光发射器)开始工作。

实施例四：

图4示出了本发明实施例四提供的使用光传导材料传输激光的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括三个部分组成，振镜部分，激光生成部分，控制部分；

振镜部分主要包括：X轴反射镜，X轴驱动器，Y轴反射镜，Y轴驱动器；

控制部分主要包括：控制器，控制器精确控制振镜部分的两个不同雕刻方向上的驱动器旋转，进而使驱动器上的反射镜同步旋转，致使光路发生偏转，从而精确的控制激光的走位，最后经过聚焦透镜，使得激光在被雕刻物上都具有一致的聚焦特。

激光生成部分主要包括：可见光激光发射器，非可见光激光发射器，合束镜以及光传导材料；其中，光传导材料针对不同类型激光器有所不同，比如光纤激光器就是增益光纤，端泵激光器就是激光晶体等；使用时可见光激光发射器和非可见光激光发射器各自输出的激光(可见激光)在合束镜上完成合束后进入光传导材料，光传导材料输出最终平行激光束，控制器可以独立控制可见光激光发射器和非可见光激光发射器的开关以及调节输出功率的大小，其主要工作模式分为三个状态包括：关闭状态，调试状态和工作状态；

关闭状态，所有激光器(可见光激光发射器和非可见光激光发射器)都保持关闭状态。

调试状态，非可见激光器保持关闭，可见光激光发射器仅工作在超低功率状态，输出的激光肉眼可见，但只能提供指示功能，不能工作(雕刻或者切割)，即具有非雕刻功率的可见激光；用户可以根据指示激光完成相关的调试，预览等工作。

工作状态，根据用户需要雕刻或者切割的材质，控制器根据预设的规则，选择启动并控制其中任意一个或者多个激光发射器(包括可见光激光发射器和非可见光激光发射器)开始工作。

实施例五：

本发明实施例五提供的多光合束雕刻方法及装置，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分；包括多个激光发射器，方法包括下述步骤：

将多个激光发射器发出的激光均进行合束，对合束后的激光进行聚焦，使用聚焦后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

或将多个激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用合束后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

在本发明的实施例中，根据设备的安装环境及空间限制先择先合束后聚焦还是先聚焦后合适，以适应不同的使用需求。

优选地，将多个激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

在本发明的实施例中，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻以适用对雕刻进度要求不高的场景下使用。

进一步优选地，将多个激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料对合束后的激光进行传输，光传导材料传输出的激光进行聚焦后对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

在本发明的实施例中，光传导材料传输出的激光进行聚焦后对被雕刻物进行雕刻进一步提高雕刻精度。

进一步优选地，将多个激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；以适应不同的使用需求，

在本发明的实施例中，多个激光发射器至少包括一个可见光激光发射器和一个非可见光激光发射器；

在本发明的实施例中，使用反射镜对聚焦后的激光或合束后的激光进行反射，使用反射后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

进一步地，使用反射镜对聚焦后的激光或合束后的激光进行反射包括：

对聚焦后的激光或合束后的激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射。

需要进行说明的是：根据公知常识我们知道目前主流的非可见光激光发射器(包括：光纤激光发射器，端泵激光发射器，二氧化碳激光发射器，其功率一般均在几十瓦到几百瓦甚至更高)的应用都有一定的局限性，光纤激光发射器主要应用材料是金属，塑胶类等，不能应用于纸质，木质等材料；端泵激光发射器的应用材料同光纤基本类似，输出激光的波长也一样；二氧化碳激光发射器主要应用材料是木质，纸质等材料，不能应用于金属；

而可见光激光发射器(半导体激光发射器)是近几年才出现，一般功率在300mw到5W之间，能够用于纸质，木头，皮革等雕刻和切割。

在本发明的实施例中：根据公知常识得知由于可见光激光发射器其本身的技术限制，大功率可见光激光发射器(半导体激光器)成本太高，用多个可见光激光发射器发射的激光进行合束是提升可见光激光发射器发射的光功率的最高效办法，本实施例能提升木质，纸质材料的雕刻速度，增加切割厚度等功能，还能增加对于部分金属(不锈钢)的直接雕刻功能，也能提供了多种雕刻效果供客户选择，激光雕刻机的功能性大大增强了。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多光合束雕刻的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

接收雕刻预览指令；

根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光；

使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；

接收雕刻指令；

根据所述雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光之前还包括：

获取具有非雕刻功率的可见激光的光功率值；

所述根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光包括：

可见光激光发射器根据所述具有非雕刻功率的可见激光的光功率值发出对应功率的可见激光。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览之前还包括：

对所述具有非雕刻功率的一条可见激光进行聚焦，将聚焦之后的可见激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；

对所述具有非雕刻功率的多条可见激光分别先进行聚焦后合束或先合束后聚焦、并往X轴方向反射或和往Y轴方向反射，使用反射后的激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览。

4.一种多光合束雕刻方法，包括多个激光发射器，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，对合束后的激光进行聚焦，使用聚焦后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

或将多个所述激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用合束后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻；

多个所述激光发射器至少包括一个可见光激光发射器和一个非可见光激光发射器。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将多个所述激光发射器发出的激光均进行合束，使用光传导材料对合束后的激光进行传输，所述光传导材料传输出的激光进行聚焦后对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将多个所述激光发射器发出的激光分别进行聚焦，对多个聚焦后的激光均进行合束，使用光传导材料将合束后的激光传输至被雕刻物上对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

8.如权利要求4-7任意一项所述的方法，其特征在于，在所述对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻之前还包括：

使用反射镜对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光进行反射，使用反射后的激光对被雕刻物进行雕刻预览或雕刻。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述使用反射镜对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光进行反射包括：对所述聚焦后的激光或所述合束后的激光往X轴方向反射或和往Y轴方向反射。

10.一种多光合束雕刻的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收雕刻预览指令；控制模块，用于根据所述雕刻预览指令控制一个或多个可见光激光发射器发出具有非雕刻功率的可见激光；照射模块，用于使用具有非雕刻功率的一条或多条可见激光照射在被雕刻物上进行雕刻预览；第二接收模块，用于接收雕刻指令；

雕刻模块，用于根据所述雕刻指令控制一个或多个可见光激光发射器、或和一个或多个非可见光激光发射器发出具有雕刻功率的激光对被雕刻物进行雕刻；

储存器，存储计算机指令；

处理器，与所述储存器互相通信连接，所述处理器通过执行所述储存器存储的计算机指令，从而执行权利要求1所述的方法。

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