CN116021161A - 一种硬质塑料产品加工装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬质塑料产品加工装置及其控制方法，包括支撑台以及设置在所述支撑台上的激光雕刻模块与夹紧模块，所述激光雕刻模块包括第一安装架与第二安装架，所述第一安装架上设置有第一导向杆，所述第一导向杆上滑动连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端配合连接有第一驱动轴，所述第一驱动轴上配合连接有第一驱动齿轮，所述第一安装架上还设置有第一齿条，且所述第一驱动齿轮与所述第一齿条啮合传动，所述第二安装架上设置有第二导向杆，所述第二导向杆上滑动连接有第二滑动块，本装置的传动效率高，运行过程平稳，雕刻精度高。

Description

一种硬质塑料产品加工装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及激光雕刻设备技术领域，特别是一种硬质塑料产品加工装置及其控制方法。

背景技术

硬质塑料主要包括酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂等及其改性树脂为机体制成的相关塑料。由硬质塑料制得的产品被广泛应用在人们的生活当中，如有亚克力板、PVC板、装饰板以及电子外壳等。由于各方面的需求，需要使用激光雕刻机对这些塑料产品进行激光雕刻，传统的激光雕刻机控制精度低，结构复杂；并且传统的激光雕刻机不具备智能调节功能，在雕刻过程中雕刻机始终按照特定的雕刻参数进行雕刻，而由于环境因素以及各批次原料质量的差异，会导致出现雕刻不精准的情况，严重会导致塑料直接作废，这样会造成严重的浪费。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种硬质塑料产品加工装置及其控制方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种硬质塑料产品加工装置，包括支撑台以及设置在所述支撑台上的激光雕刻模块与夹紧模块；

所述激光雕刻模块包括第一安装架与第二安装架，所述第一安装架上设置有第一导向杆，所述第一导向杆上滑动连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端配合连接有第一驱动轴，所述第一驱动轴上配合连接有第一驱动齿轮，所述第一安装架上还设置有第一齿条，且所述第一驱动齿轮与所述第一齿条啮合传动；

所述第二安装架上设置有第二导向杆，所述第二导向杆上滑动连接有第二滑动块，所述第二滑动块上固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端配合连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴上配合连接有第二驱动齿轮，所述第二安装架上还设置有第二齿条，且所述第二驱动齿轮与所述第二齿条啮合传动；

所述第一滑动块与第二滑动块之间设置有第三导向杆，所述第三导向杆上滑动连接有第三滑动块，所述第三滑动块上固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出端配合连接有第三驱动轴，所述第三驱动轴上配合连接有第三驱动齿轮，所述第一滑动块与第二滑动块之间还设置有第三齿条，且所述第三驱动齿轮与所述第三齿条啮合传动；

所述第三滑动块上固定安装有激光雕刻头。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第三滑动块上还固定安装有工业摄像机，所述工业摄像机用于获取加工工件的图像信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述夹紧模块包括L形固定夹块与L形活动夹块，所述L形固定夹块固定安装在所述支撑台顶部的两侧，所述L形固定夹块与所述L形活动夹块相嵌合，所述L形活动夹块的两端固定连接有拉杆，所述拉杆穿过L形固定夹块伸出至支撑台的底部，且伸出至支撑台底部的拉杆的底端固定连接有滑板，所述滑板上设置有吸引块，所述支撑台的底部设置有电磁块。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，伸出至支撑底部的拉杆上套装有弹力弹簧，所述弹力弹簧的一端与所述支撑台固定连接，另一端与所述滑板固定连接。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一滑动块、第二滑动块以及第三滑动块上均设置有光电传感器。

本发明另一方面公开了一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，应用于任一项所述的一种硬质塑料产品加工装置，包括以下步骤：

获取加工成品的工程图纸信息，基于所述加工成品的工程图纸信息建立加工成品的雕刻区域三维模型图；

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图；

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图；

将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图，具体为：

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，并根据所述雕刻特征信息得到预设雕刻路径图；

建立第一网格空间三维坐标系，将所述预设雕刻路径图与所述待加工产品的雕刻区域三维模型图导入第一网格空间三维坐标系中进行整合处理，得到整合后的模拟三维模型图；

以所述预设雕刻路径图为规划路径，将所述模拟三维模型图中每一相同雕刻参数的区域规划为同一子雕刻区域，得到若干个子雕刻区域；

由所述第一网格空间三维坐标系中提取每一子雕刻区域的三维坐标信息，基于所述三维坐标信息建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图，具体为：

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，采用低通滤波法与高通滤波法对所述实时雕刻图像进行降噪处理与图像增强处理，得到处理后的图像信息；

提取所述处理后的图像的特征轮廓线，对所述特征轮廓线进行稀疏匹配，得到多个稀疏特征轮廓点；

获取所述稀疏特征轮廓点的坐标信息，根据所述稀疏特征轮廓点的坐标信息建立实时子三维模型图。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端，具体为：

建立第二网格空间三维坐标系，将所述预设子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中，获取预设子三维模型图的加工基准点，由所述第二网格空间三维坐标系中提取出所述加工基准点的坐标信息；

以所述加工基准点的坐标信息为导入基准，将所述实时子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中；

在所述第二网格空间三维坐标系中将所述实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到预设区域的模型偏差值；

判断所述模型偏差值是否大于预设偏差阈值，若大于，则通过大数据网络获取与所述模型偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取各个子雕刻区域的历史子三维模型图，建立数据库，并将所述各个子雕刻区域的历史子三维模型图导入所述数据库中，得到历史雕刻模型数据库；

获取子雕刻区域的实时子三维模型图，将所述子雕刻区域的实时子三维模型图导入所述历史雕刻模型数据库进行匹配，得到与所述子雕刻区域的实时子三维模型图匹配度最高的历史子三维模型图；

将所述匹配度最高的历史子三维模型图与所述子雕刻区域的实时子三维模型图进行比较分析，得到误差偏差值；

判断所述误差偏差值是否大于预设误差偏差值，若大于，则通过大数据网络获取与所述误差偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：通过齿轮与齿条啮合传动的方式带动激光雕刻头移动，其传动效率高，运行过程平稳，能够进一步提高雕刻精度，并且采用伺服电机作为动力元件，装置整体结构简单，造价成本低，实用性更好。此外，在对各个子雕刻区域进行雕刻的过程中，能够实时的评估各个子雕刻区域的雕刻工况是否合格，并且能够对雕刻工况不及格的雕刻区域及时调整雕刻参数，从而确保雕刻区域的雕刻质量，使得后续无需对雕刻区域进行返工雕刻，节省了加工时间，实现了智能雕刻的功能，能够有效降低加工报废率，节省加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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实施例的附图。

图1为加工装置的第一立体结构示意图；

图2为加工装置的第二立体结构示意图；

图3为图2中A-A处放大结构示意图；

图4为加工装置的第三立体结构示意图；

图5为夹紧模块安装位置结构示意图；

图6为电磁块断电时夹紧模块结构示意图；

图7为电磁块通电时夹紧模块结构示意图；

图8为夹紧模块结构示意图；

附图标记说明如下：101、支撑台；102、第一安装架；103、第二安装架；104、第一导向杆；105、第一滑动块；106、第一伺服电机；107、第一驱动齿轮；108、第一齿条；109、第二导向杆；201、第二滑动块；202、第二伺服电机；203、第二驱动齿轮；204、第二齿条；205、第三导向杆；206、第三滑动块；207、第三伺服电机；208、第三驱动齿轮；209、第三齿条；301、激光雕刻头；302、工业摄像机；303、L形固定夹块；304、L形活动夹块；305、拉杆；306、滑板；307、吸引块；308、电磁块；309、弹力弹簧；401、塑料产品。

具体实施方式

为了能够更加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，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明公开了一种硬质塑料产品加工装置，包括支撑台101以及设置在所述支撑台101上的激光雕刻模块与夹紧模块。

如图1所示，所述激光雕刻模块包括第一安装架102与第二安装架103，所述第一安装架102上设置有第一导向杆104，所述第一导向杆104上滑动连接有第一滑动块105，所述第一滑动块105上固定安装有第一伺服电机106，所述第一伺服电机106的输出端配合连接有第一驱动轴，所述第一驱动轴上配合连接有第一驱动齿轮107，所述第一安装架102上还设置有第一齿条108，且所述第一驱动齿轮107与所述第一齿条108啮合传动。

如图2、图3所示，所述第二安装架103上设置有第二导向杆109，所述第二导向杆109上滑动连接有第二滑动块201，所述第二滑动块201上固定安装有第二伺服电机202，所述第二伺服电机202的输出端配合连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴上配合连接有第二驱动齿轮203，所述第二安装架103上还设置有第二齿条204，且所述第二驱动齿轮203与所述第二齿条204啮合传动。

如图4所示，所述第一滑动块105与第二滑动块201之间设置有第三导向杆205，所述第三导向杆205上滑动连接有第三滑动块206，所述第三滑动块206上固定安装有第三伺服电机207，所述第三伺服电机207的输出端配合连接有第三驱动轴，所述第三驱动轴上配合连接有第三驱动齿轮208，所述第一滑动块105与第二滑动块201之间还设置有第三齿条209，且所述第三驱动齿轮208与所述第三齿条209啮合传动。

所述第三滑动块206上固定安装有激光雕刻头301。

需要说明的是，通过控制第一伺服电机106与第二伺服电机202同时启动，使得第一伺服电机106带动第一驱动轴转动，从而带动第一驱动齿轮107转动，而由于第一驱动齿轮107与第一齿条108是啮合传动的，因此在第一驱动齿轮107转动过程中便能够沿着第一齿条108上滚动；同理，通过第二伺服电机202带动第二驱动轴转动，从而带动第二驱动齿轮203转动，而由于第二驱动齿轮203与第二齿条204是啮合传动的，因此在第二驱动齿轮203转动过程中便能够沿着第二齿条204上滚动；这样一来，通过控制第一伺服电机106与第二伺服电机202按照预设规律驱动，便能够带动激光雕刻头301沿着支撑台101的X轴方向移动。

需要说明的是，通过控制第三伺服电机207启动，使得第三伺服电机207带动第三驱动轴转动，从而带动第三驱动齿轮208转动，而由于第三驱动齿轮208与第三齿条209是啮合传动的，因此在第三驱动齿轮208转动过程中便能够沿着第三齿条209上滚动，这样一来，通过控制第三伺服电机207按照预设规律驱动，便能够带动激光雕刻头301沿着支撑台101的Y轴方向移动。

综上，通过控制第一伺服电机106、第二伺服电机202以及第三伺服电机207按照预设规律驱动，便能够带动激光雕刻头301按照预设路径移动，从而能够带动激光雕刻头301沿着设定好的雕刻路径对塑料产品401进行雕刻，以对塑料产品401雕刻出预设花纹。通过齿轮与齿条啮合传动的方式带动激光雕刻头301移动，其传动效率高，运行过程平稳，能够进一步提高雕刻精度，并且采用伺服电机作为动力元件，装置整体结构简单，造价成本低，实用性更好。

所述第三滑动块206上还固定安装有工业摄像机302，所述工业摄像机302用于获取加工工件的图像信息。

需要说明的是，在通过激光雕刻头301对塑料产品401进行雕刻加工的过程中，通过工业摄像机302拍摄雕刻区域的图像信息，然后对该图像信息进行一系列的处理后，从而通过该图像判断出雕刻区域的工况参数，所述工况参数包括雕刻区域的雕刻深度、雕刻宽度、雕刻位置以及雕刻区域所出现的裂纹等。

所述第一滑动块105、第二滑动块201以及第三滑动块206上均设置有光电传感器。

需要说明的是，在第一伺服电机106、第二伺服电机202以及第三伺服电机207分别带动第一滑动块105、第二滑动块201以及第三滑动块206移动的过程中，通过光电传感器检测并反馈各滑动块的实际位置信息，然后将各滑动块的实际位置信息与预设位置信息进行对比，得到位置偏差，若得到的位置偏差大于预设位置偏差，则控制终端会生成位置纠偏信息，然后再对第一伺服电机106、第二伺服电机202以及第三伺服电机207驱动参数进行修正，从而对第一滑动块105、第二滑动块201以及第三滑动块206的位置进行修正，从而避免激光雕刻头301出现过大的雕刻偏差，进一步提高雕刻精度。

如图5、图8所示，所述夹紧模块包括L形固定夹块303与L形活动夹块304，所述L形固定夹块303固定安装在所述支撑台101顶部的两侧，所述L形固定夹块303与所述L形活动夹块304相嵌合，所述L形活动夹块304的两端固定连接有拉杆305，所述拉杆305穿过L形固定夹块303伸出至支撑台101的底部，且伸出至支撑台101底部的拉杆305的底端固定连接有滑板306，所述滑板306上设置有吸引块307，所述支撑台101的底部设置有电磁块308。伸出至支撑底部的拉杆305上套装有弹力弹簧309，所述弹力弹簧309的一端与所述支撑台101固定连接，另一端与所述滑板306固定连接。需要注意的是，所述吸引块307采用材料铁质材料制成。

需要说明的是，在雕刻的过程中，通过夹紧模块夹持住塑料产品401的两侧，以对塑料产品401起到固定作用，从而避免在雕刻过程中塑料产品401发生移位现象，从而确保在雕刻过程中的可靠性。具体来说，如图7所示，在上料前先控制夹紧模块上的电磁块308通电，通电后的电磁块308会产生磁场，而产生磁场后的电磁块308在磁场的作用下会吸附吸引块307，使吸引块307被吸附在电磁块308上，在吸引块307被吸附至电磁块308上时，此时弹力弹簧309会处于被压缩的状态；并且在吸引块307被吸附至电磁块308的过程中，吸引块307会带动滑板306向上移动，从而使得滑板306带动拉杆305向上滑动，从而使得拉杆305带动L形活动夹块304向上移动，此时相互嵌合的L形固定夹块303与L形活动夹块304便会分离，此时L形固定夹块303与L形活动夹块304之间便会留有足够的上料间隙，此时可以采用人工或上料机械手的方式将塑料产品401放置在L形固定夹块303的预设上料位置上；如图6所示，当把塑料产品401放置在预设上料位置上后，控制电磁块308断电，电磁块308断电后失去磁场，从而失去对吸引块307的吸附作用，此时处于被压缩状态的弹力弹簧309在回弹力的作用下便会回弹复位，并且在弹力弹簧309复位的过程中，会带动滑板306下移，从而使得滑板306带动拉杆305下移，从而带动L形活动夹块304，从而使得L形固定夹块303与L形活动夹块304重新相互嵌合，此时在弹力弹簧309锁紧力的作用下，L形固定夹块303与L形活动夹块304便会夹持住塑料产品401的两端，从而完成对塑料产品401的固定作用，从而避免在雕刻过程中塑料产品401发生移位现象，从而确保在雕刻过程中的可靠性。综上所述，本装置中的夹紧模块采用电磁块308与弹力弹簧309作为动力元件，相对于传统的电机或气缸动力元件，本夹紧模块具有结构简单，易于装配，造价成本低，可靠性高的优点。

本发明另一方面公开了一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，应用于任一项所述的一种硬质塑料产品加工装置，包括以下步骤：

获取加工成品的工程图纸信息，基于所述加工成品的工程图纸信息建立加工成品的雕刻区域三维模型图；

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图；

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图；

将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

需要说明的是，所述加工成品即是经过雕刻加工后的工程成品；所述工程图纸信息由设计人员设计绘制得到，该工程图纸信息包括雕刻区域的加工基准点的坐标信息，雕刻区域的雕刻深度尺寸、雕刻宽度尺寸、雕刻形状信息，雕刻路径以及预设雕刻参数信息等。在对塑料产品进行雕刻加工前，工作人员可以使用U盘或者无线传送的方式将工程图纸信息导入到加工装置的数据储存器内。在对塑料产品进行雕刻前，加工装置的控制终端读取数据储存器中的工程图纸信息，然后利用该工程图纸信息通过SolidWorks、UG、Proe等3D工业建模软件建立加工成品的雕刻区域三维模型图，所述加工成品的雕刻区域三维模型图表征的是标准的雕刻三维模型，可以依据该模型图作为整体雕刻质量的评判标准。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图，具体为：

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，并根据所述雕刻特征信息得到预设雕刻路径图；

建立第一网格空间三维坐标系，将所述预设雕刻路径图与所述待加工产品的雕刻区域三维模型图导入第一网格空间三维坐标系中进行整合处理，得到整合后的模拟三维模型图；

以所述预设雕刻路径图为规划路径，将所述模拟三维模型图中每一相同雕刻参数的区域规划为同一子雕刻区域，得到若干个子雕刻区域；

由所述第一网格空间三维坐标系中提取每一子雕刻区域的三维坐标信息，基于所述三维坐标信息建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图。

需要说明的是，所述雕刻特征信息包括预设雕刻路径、雕刻区域的位置尺寸、形状尺寸信息等。在建立第一网格空间三维坐标系后，将预设雕刻路径图与待加工产品的雕刻区域三维模型图导入第一网格空间三维坐标系中进行整合处理，得到整合后的模拟三维模型图；然后再以预设雕刻路径图的起点为规划起点，以预设雕刻路径图的终点为规划终点，将模拟三维模型图中每一相同雕刻参数的区域规划为同一子雕刻区域，其中所述相同雕刻参数即是相同雕刻深度、相同雕刻宽度以及相同雕刻形状参数的雕刻区域，从而多个子雕刻区域，接着再由第一网格空间三维坐标系中提取每一子雕刻区域的三维坐标信息，然后再根据该三维坐标信息通过3D工业建模软件建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图，其中所述预设子三维模型图表征的是标准的子雕刻区域三维模型，可以依据该模型图作为各个子雕刻区域雕刻质量的评判标准。通过本方法可以将加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个预设子三维模型图，使得后续在对塑料产品进行实时雕刻加工的过程中，可以依据对应的预设子三维模型图作为各个子雕刻区域的雕刻质量评价标准，从而判断出在实时雕刻过程中各个子雕刻区域的雕刻质量是否合格。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图，具体为：

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，采用低通滤波法与高通滤波法对所述实时雕刻图像进行降噪处理与图像增强处理，得到处理后的图像信息；

提取所述处理后的图像的特征轮廓线，对所述特征轮廓线进行稀疏匹配，得到多个稀疏特征轮廓点；

获取所述稀疏特征轮廓点的坐标信息，根据所述稀疏特征轮廓点的坐标信息建立实时子三维模型图。

需要说明的是，在对塑料产品进行雕刻的过程中，通过工业摄像机拍摄塑料产品雕刻区域的实时雕刻图像，然后采用低通滤波法与高通滤波法等图像处理方法对该图像进行处理，得到处理后的图像信息；然后再基于卷积神经网络提取处理后的图像的特征轮廓线，以将图像中雕刻区域与非雕刻区域区分开来；接着对所述特征轮廓线进行稀疏匹配，从而获得稀疏特征轮廓点的坐标信息，然后再基于稀疏特征轮廓点的坐标信息建立雕刻区域的实时子三维模型图。其中所述实时子三维模型图表征的是某一个字雕刻区域中的实时雕刻工况。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端，具体为：

建立第二网格空间三维坐标系，将所述预设子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中，获取预设子三维模型图的加工基准点，由所述第二网格空间三维坐标系中提取出所述加工基准点的坐标信息；

以所述加工基准点的坐标信息为导入基准，将所述实时子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中；

在所述第二网格空间三维坐标系中将所述实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到预设区域的模型偏差值；

判断所述模型偏差值是否大于预设偏差阈值，若大于，则通过大数据网络获取与所述模型偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

需要说明的是，所述雕刻参数包括激光雕刻功率与激光离焦量等。

需要说明的是，当得到某一子雕刻区域的实时子三维模型图后，为了评估该子雕刻区域的实时雕刻工况是否合格，首先建立第二网格空间三维坐标系，然后再将与该子雕刻区域相对应的预设子三维模型图导入第二网格空间三维坐标系中，并且获取预设子三维模型图的加工基准点，所述加工基准点由设计人员在工程图纸信息中提前标定，并且由第二网格空间三维坐标系中提取出加工基准点的坐标信息；接着再以加工基准点的坐标信息为导入基准，将实时子三维模型图导入第二网格空间三维坐标系中，在此过程中，需要使得实时子三维模型图中的加工基准点与预设子三维模型图的加工基准点相重合；这样一来，便能够在所述第二网格空间三维坐标系中将所述实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，从而得到预设区域的模型偏差值；若某一预设区域的模型偏差值大于预设偏差阈值，此时可以说明的是，当前该子雕刻区域的某个位置或多个位置的基体实时熔覆量出现过熔或少熔现象，从而导致实时的模型偏差值过大，此时通过大数据网络获取与该模型偏差值所对应的雕刻参数补偿值，然后根据该雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端，从而使得控制终端对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取各个子雕刻区域的历史子三维模型图，建立数据库，并将所述各个子雕刻区域的历史子三维模型图导入所述数据库中，得到历史雕刻模型数据库；

获取子雕刻区域的实时子三维模型图，将所述子雕刻区域的实时子三维模型图导入所述历史雕刻模型数据库进行匹配，得到与所述子雕刻区域的实时子三维模型图匹配度最高的历史子三维模型图；

将所述匹配度最高的历史子三维模型图与所述子雕刻区域的实时子三维模型图进行比较分析，得到误差偏差值；

判断所述误差偏差值是否大于预设误差偏差值，若大于，则通过大数据网络获取与所述误差偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

需要说明的是，在对塑料产品雕刻加工后，各个企业可以将各个雕刻质量合格的子雕刻区域的历史子三维模型图的数据上传至大数据网络中共享。因此，我们可以在大数据网络获取各个子雕刻区域的历史子三维模型图，然后得到历史雕刻模型数据库；然后将所述子雕刻区域的实时子三维模型图导入所述历史雕刻模型数据库进行匹配，得到与所述子雕刻区域的实时子三维模型图匹配度最高的历史子三维模型图；并且将所述匹配度最高的历史子三维模型图与所述子雕刻区域的实时子三维模型图进行比较分析，得到误差偏差值；若所述误差偏差值大于预设误差偏差值，此时可以说明的是，当前该子雕刻区域的某个位置或多个位置的基体实时熔覆量出现过熔或少熔现象，从而导致误差偏差值过大，此时通过大数据网络获取与该误差偏差值所对应的雕刻参数补偿值，然后根据该雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端，从而使得控制终端对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控。

综上所述，通过以上方法使得在对各个子雕刻区域进行雕刻的过程中，能够实时的评估各个子雕刻区域的雕刻工况是否合格，并且能够对雕刻工况不及格的雕刻区域及时调整雕刻参数，从而确保雕刻区域的雕刻质量，使得后续无需对雕刻区域进行返工雕刻，节省了加工时间，实现了智能雕刻的功能，能够有效降低加工报废率，节省加工成本。

此外，本方法还包括以下步骤：

由大数据网络中获取不同裂纹样本图像信息，建立数据库，并将所述不同裂纹样本图像信息输入所述数据库中，得到裂纹样本数据库；

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并将所述子雕刻区域的实时雕刻图像导入所述裂纹样本数据库进行识别判断，以识别判断出所述子雕刻区域的实时雕刻图像中是否存在预设裂纹；若存在，则获取该预设裂纹的图像信息，基于所述预设裂纹的图像信息建立裂纹三维模型图；

以所述加工基准点的坐标信息为导入基准，将所述裂纹三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中；

在所述第二网格空间三维坐标系中获取子雕刻区域的雕刻边界坐标点信息；在所述第二网格空间三维坐标系获取预设裂纹的边界坐标点信息；

根据所述子雕刻区域的雕刻边界坐标点信息与预设裂纹的边界坐标点信息判断所述预设裂纹是否已延伸至子雕刻区域的雕刻边界外部；

若所述预设裂纹已延伸至子雕刻区域的雕刻边界外部，则生成停止雕刻指令，并将所述停止雕刻指令发送至控制终端。

需要说明的是，硬质塑料产品为脆性材料，因此在对硬质塑料产品进行激光雕刻的过程中，在内应力的作用下雕刻区域容易产生裂纹，而若裂纹延伸到了非雕刻区域的话，则塑料产品便会是废品，因此在对塑料产品雕刻的过程中，在裂纹已经延伸到了非雕刻区域后若依旧对塑料产品进行雕刻加工，此时后续雕刻出来的产品依旧是废品，这不仅会加大加工成本，还会降低加工效率。

需要说明的是，所述裂纹样本图像即是在对塑料产品雕刻过程中雕刻区域所会出现的各种类型的裂纹，该样本图像可以通过大数据共享网络中获得，该样本图像可以不断更新，然后得到裂纹样本数据库；接着通过工业摄像机拍摄拍摄多张在实时雕刻过程中子雕刻区域的实时雕刻图像，并且所述实时雕刻图像导入裂纹样本数据库进行识别判断，以识别判断出所述子雕刻区域的实时雕刻图像中是否存在预设裂纹，若存在，则通过图像分割技术将该预设裂纹的图像由实时雕刻图像中分离出来，然后再利用3D工业建模软件基于所述预设裂纹的图像信息建立裂纹三维模型图，并将该裂纹三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中；然后计算所述预设裂纹的边界坐标点的坐标值与子雕刻区域的雕刻边界坐标点的坐标值之间的差值，若存在某一坐标点的差值大于0时，说明裂纹已经延伸到了非雕刻区域(即雕刻边界外部)，此时可以说明的是，即使继续对该塑料产品进行雕刻其依旧是废品，因此此时发出停止雕刻指令，从而及时对该废品停止雕刻，这样有利于降低雕刻成本和提高雕刻效率。

还包括以下步骤：

若所述预设裂纹未延伸至子雕刻区域的雕刻边界外部，则从大数据网络中获取所述预设裂纹所对应的裂纹雕刻参数范围值；

获取该子雕刻区域的实际雕刻参数值，判断所述实际雕刻参数值是否位于所述裂纹雕刻参数范围值内；

若所述实际雕刻参数值位于所述裂纹雕刻参数范围值内，则生成继续雕刻指令，并将所述继续雕刻指令发送至控制终端；

若所述实际雕刻参数值不位于所述裂纹雕刻参数范围值内，则获取所述裂纹雕刻参数范围的最大雕刻参数，并以所述裂纹雕刻参数范围的最大雕刻参数为修正基准对所述实际雕刻参数值进行修正，生成修正指令，并将所述修正指令发送至控制终端。

需要说明的是，当计算所述预设裂纹的边界坐标点的坐标值与子雕刻区域的雕刻边界坐标点的坐标值之间的差值后，若存在所有坐标点的差值均不大于0，说明子雕刻区域产生的裂纹并未延伸到非雕刻区域，此时可以继续对该塑料产品进行雕刻加工，此时在大数据网络中获取有遇到该类型裂纹情况时的裂纹雕刻参数范围值，如遇到该类型裂纹时的激光雕刻功率以及离焦量等，若实际雕刻参数值位于所述裂纹雕刻参数范围值内时，说明不需要调整雕刻参数，即使继续以该实际雕刻参数进行雕刻加工，裂纹也不会延伸至非雕刻区域，其中所述实际雕刻参数值即是对某一子雕刻区域进行实时雕刻时的激光雕刻头的实时雕刻参数，该参数可以直接在设备中获得。反之，若所述实际雕刻参数值不位于所述裂纹雕刻参数范围值内，此时则获取所述裂纹雕刻参数范围的最大雕刻参数，并以所述裂纹雕刻参数范围的最大雕刻参数为修正基准对所述实际雕刻参数值进行修正，从而避免裂纹延伸至非雕刻区域上，有效的降低了雕刻报废率，节省加工成本。

以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种硬质塑料产品加工装置，包括支撑台以及设置在所述支撑台上的激光雕刻模块与夹紧模块，其特征在于：

所述激光雕刻模块包括第一安装架与第二安装架，所述第一安装架上设置有第一导向杆，所述第一导向杆上滑动连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端配合连接有第一驱动轴，所述第一驱动轴上配合连接有第一驱动齿轮，所述第一安装架上还设置有第一齿条，且所述第一驱动齿轮与所述第一齿条啮合传动；

所述第二安装架上设置有第二导向杆，所述第二导向杆上滑动连接有第二滑动块，所述第二滑动块上固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端配合连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴上配合连接有第二驱动齿轮，所述第二安装架上还设置有第二齿条，且所述第二驱动齿轮与所述第二齿条啮合传动；

所述第一滑动块与第二滑动块之间设置有第三导向杆，所述第三导向杆上滑动连接有第三滑动块，所述第三滑动块上固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出端配合连接有第三驱动轴，所述第三驱动轴上配合连接有第三驱动齿轮，所述第一滑动块与第二滑动块之间还设置有第三齿条，且所述第三驱动齿轮与所述第三齿条啮合传动；

所述第三滑动块上固定安装有激光雕刻头。

2.根据权利要求1所述的一种硬质塑料产品加工装置，其特征在于：所述第三滑动块上还固定安装有工业摄像机，所述工业摄像机用于获取加工工件的图像信息。

3.根据权利要求1所述的一种硬质塑料产品加工装置，其特征在于：所述夹紧模块包括L形固定夹块与L形活动夹块，所述L形固定夹块固定安装在所述支撑台顶部的两侧，所述L形固定夹块与所述L形活动夹块相嵌合，所述L形活动夹块的两端固定连接有拉杆，所述拉杆穿过L形固定夹块伸出至支撑台的底部，且伸出至支撑台底部的拉杆的底端固定连接有滑板，所述滑板上设置有吸引块，所述支撑台的底部设置有电磁块。

4.根据权利要求3所述的一种硬质塑料产品加工装置，其特征在于：伸出至支撑底部的拉杆上套装有弹力弹簧，所述弹力弹簧的一端与所述支撑台固定连接，另一端与所述滑板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种硬质塑料产品加工装置，其特征在于：所述第一滑动块、第二滑动块以及第三滑动块上均设置有光电传感器。

6.一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，应用于权利要求1-5任一项所述的一种硬质塑料产品加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

获取加工成品的工程图纸信息，基于所述加工成品的工程图纸信息建立加工成品的雕刻区域三维模型图；

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图；

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图；

将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

7.根据权利要求6所述的一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，其特征在于，获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，根据所述雕刻特性信息将所述加工成品的雕刻区域三维模型图分为若干个子雕刻区域，并建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图，具体为：

获取加工成品中雕刻区域的雕刻特征信息，并根据所述雕刻特征信息得到预设雕刻路径图；

建立第一网格空间三维坐标系，将所述预设雕刻路径图与所述待加工产品的雕刻区域三维模型图导入第一网格空间三维坐标系中进行整合处理，得到整合后的模拟三维模型图；

以所述预设雕刻路径图为规划路径，将所述模拟三维模型图中每一相同雕刻参数的区域规划为同一子雕刻区域，得到若干个子雕刻区域；

由所述第一网格空间三维坐标系中提取每一子雕刻区域的三维坐标信息，基于所述三维坐标信息建立各个子雕刻区域的预设子三维模型图。

8.根据权利要求6所述的一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，其特征在于，获取子雕刻区域的实时雕刻图像，并对所述实时雕刻图像进行降噪与图像增强处理，得到处理后的图像信息，对所述处理后的图像进行特征提取，得到子雕刻区域的稀疏特征轮廓点，基于所述稀疏特征轮廓点建立子雕刻区域的实时子三维模型图，具体为：

获取子雕刻区域的实时雕刻图像，采用低通滤波法与高通滤波法对所述实时雕刻图像进行降噪处理与图像增强处理，得到处理后的图像信息；

提取所述处理后的图像的特征轮廓线，对所述特征轮廓线进行稀疏匹配，得到多个稀疏特征轮廓点；

获取所述稀疏特征轮廓点的坐标信息，根据所述稀疏特征轮廓点的坐标信息建立实时子三维模型图。

9.根据权利要求6所述的一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，其特征在于，将同一子雕刻区域的实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到模型偏差值，根据所述模型偏差值得到雕刻参数补偿值，并基于所述雕刻参数补偿值对预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端，具体为：

建立第二网格空间三维坐标系，将所述预设子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中，获取预设子三维模型图的加工基准点，由所述第二网格空间三维坐标系中提取出所述加工基准点的坐标信息；

以所述加工基准点的坐标信息为导入基准，将所述实时子三维模型图导入所述第二网格空间三维坐标系中；

在所述第二网格空间三维坐标系中将所述实时子三维模型图与预设子三维模型图的预设区域进行比较，得到预设区域的模型偏差值；

判断所述模型偏差值是否大于预设偏差阈值，若大于，则通过大数据网络获取与所述模型偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

10.根据权利要求6所述的一种硬质塑料产品加工装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取各个子雕刻区域的历史子三维模型图，建立数据库，并将所述各个子雕刻区域的历史子三维模型图导入所述数据库中，得到历史雕刻模型数据库；

获取子雕刻区域的实时子三维模型图，将所述子雕刻区域的实时子三维模型图导入所述历史雕刻模型数据库进行匹配，得到与所述子雕刻区域的实时子三维模型图匹配度最高的历史子三维模型图；

将所述匹配度最高的历史子三维模型图与所述子雕刻区域的实时子三维模型图进行比较分析，得到误差偏差值；

判断所述误差偏差值是否大于预设误差偏差值，若大于，则通过大数据网络获取与所述误差偏差值所对应的雕刻参数补偿值，并根据所述雕刻参数补偿值对该子雕刻区域的预设雕刻参数进行调控，生成调控信息，并将所述调控信息发送至控制终端。

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