CN116393833A - 一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，智能激光雕刻系统包括服务器、以及工作台、夹持模块、形状检测模块、激光雕刻模块、清理模块，夹持模块用于对待雕刻的竹子件进行夹持，以获取竹子件的夹持数据，并根据夹持数据进行分析，以对夹持模块的力度进行调整，形状检测模块用于对待雕刻的竹子的形状进行图像数据的采集，并根据采集的图像数据进行分析，以获取当前雕刻的角度激光雕刻模块根据形状检测模块的评估结果对竹子件的雕刻面进行雕刻，清理模块用于将雕刻后的雕刻面进行清理。本发明通过夹持单元对竹子件的夹持力度进行检测，使得夹持的过程中，保证竹子件的安全，防止夹持力度过大引起破损，造成竹子件损坏。
Description
技术领域
本发明涉及制造特殊外形或成型工件的机器设备领域，尤其涉及一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统。
背景技术
竹雕也称竹刻，是在竹制的器物上雕刻多种装饰图案和文字，或用竹根雕刻成各种陈设摆件。
如CN113043387B现有技术公开了一种基于竹雕雕刻用工作台，早期的竹刻作品往往表现出竹的肌理，后期作品则精工细作，很少见到竹的粗糙肌理，其中竹雕一般采用人工雕刻和电脑雕刻，在人工雕刻时首先雕刻的不够精密，并且雕刻者要付出较大的心血，出品效率较低，当使用竹筒进行电脑智能雕刻时，不仅可以使竹雕雕刻精密，加工速度较快，便成批次加工，但是，在电脑雕刻时首先竹筒的夹紧较为不方便，并且在夹紧过程中，使用力气较大，容易导致竹筒变形，从而影响电脑雕刻的精密程度，并且在雕刻过程中会产生大量的竹屑，导致工作台难以清理。
另一种典型的如CN105108856B的现有技术公开的一种竹材雕刻设备及竹材加工方法，竹雕是在竹制品上雕刻各种纹饰的工艺，是竹制品一种常见的装饰方法,主要应用于仿古竹家具的制作。通过不同的雕刻方法创造不同的艺术效果,多用于床屏、椅背、扶手端部和柜子顶饰等家具部件。以往雕刻装饰多为手工进行，虽然其它材质的雕刻机使用的非常普遍，但由于竹材质地致密用普通木工雕刻机械方法难以实现。
为了解决本领域普遍存在雕刻精度不佳、无法根据竹子形状进行雕刻、在夹持的过程中极易对竹子产生变形、雕刻的工作面无法评估和角度无法动态调整等等问题，作出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统。
为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，智能激光雕刻系统包括服务器、以及工作台，智能激光雕刻系统还包括夹持模块、形状检测模块、激光雕刻模块、清理模块，
所述服务器与所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块连接，所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块均设置在所述工作台上；
所述夹持模块用于对待雕刻的竹子件进行夹持，以获取所述竹子件的夹持数据，并根据所述夹持数据进行分析，以对夹持模块的力度进行调整，所述形状检测模块用于对待雕刻的竹子的形状进行图像数据的采集，并根据采集的图像数据进行分析，以获取当前激光雕刻模块所对准雕刻面的指示角度；所述激光雕刻模块根据所述形状检测模块的指示角度数据，调整所述竹子件的雕刻角度，所述清理模块用于将雕刻后的雕刻面进行清理；
所述夹持模块包括夹持单元、夹持分析单元、以及位置调节单元，所述夹持单元用于对所述竹子件进行夹持，以获得夹持所述竹子件的压力检测数据，所述夹持分析单元根据所述压力检测数据对所述竹子件的夹持力度进行分析，所述位置调节单元用于所述夹持单元的位置进行调整；
所述夹持单元包括两个夹持头、感应板、至少四个压力传感器、以及夹持驱动机构，两个所述夹持头用于对所述竹子件进行夹持，所述夹持驱动机构用于对两个所述夹持头进行驱动，以驱动两个所述夹持头对所述竹子件进行夹持，所述感应板设置在两个所述夹持头上，并与所述竹子件进行接触，各个所述压力传感器设置在所述感应板远离与所述竹子件接触的一侧上，并对夹持的压力进行检测，以形成压力检测数据；
所述夹持分析单元获取所述感应板接触所述竹子件的初始压力检测数据P0、以及实时的压力检测数据Pi，并根据所述初始压力检测数据P0和实时的压力检测数据Pi计算夹持指数Break：
式中，γ为转换系数，其值与感应板对所述竹子件的压制力和接触面积有关，S为所述感应板与所述竹子件的接触面积，a为所述感应板与竹子件接触时的调制因子，其值满足：
a＝f·ln(1+M)
式中，f为所述感应板与所述竹子件的接触刚度比例因子，M为所述感应板在与所述竹子件接触时的体积模量；
若Break超过设定的夹持安全阈值Safety，则通过所述夹持驱动机构调整所述夹持件对所述竹子件的夹持力度。
可选的，所述形状检测模块包括校准单元、检测单元、以及检测评估单元；所述校准单元用于向所述竹子件发出校准光路，以的标记所述激光雕刻模块当前的激光发射线路，所述检测单元用于采集待雕刻的竹子件和校准单元发出的校准光路的图像数据，所述检测评估单元根据竹子件的图像数据进行评估，以获得所述竹子件的雕刻姿势；
所述检测单元包括检测探头、支撑座和数据存储器，所述检测探头用于采集所述竹子件的图像数据，所述支撑座用于对所述检测探头进行支撑，所述数据存储器用于对所述检测探头所采集的图像数据进行存储，其中，所述检测探头从所述竹子件的正侧面采集图像；
所述检测评估单元获取所述检测探头采集到的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括灰度化和边缘提取，以获取所述图像中投射于所述竹子件的校准光路所形成的条带区域的边缘像素点、以及获取所述竹子件所形成的块区域的边缘像素点；
其中，在处理后的图像中选择两条平行于校准光路且对称设于校准光路两侧的两条线作为取样线，使两条所述取样线均能与所述竹子件的块区域相交，且两条所述取样线与所述块区域边缘位置相交的点为边缘像素点，两个边缘像素点的坐标分别为：A(x1，y1)、B(x2，y2),并计算边缘像素点A和边缘像素点B连接形成的线段的斜率k：
所述检测评估单元根据所述斜率k，计算校准单元所指示的校准光路与所述竹子件本体雕刻面的倾斜角度α，满足：
α＝arctan(k)
所述检测评估单元将评估结果传输至所述激光雕刻模块中，以调整所述激光雕刻模块的雕刻倾角，使得所述激光雕刻模块的雕刻角度能垂直照射在所述竹子件的雕刻面上。
可选的，所述激光雕刻模块包括高度抬升单元、角度调整单元、以及激光雕刻单元，所述高度抬升单元用于对所述角度调整单元和所述激光雕刻单元的高度进行调整，所述角度调整单元对所述激光雕刻单元的雕刻角度进行调整，所述激光雕刻单元对所述竹子件的雕刻面进行雕刻。
可选的，所述角度调整单元包括弧形的滑动杆、调整齿轮、调整驱动机构，所述滑动杆的一侧端面设置有齿牙，使得所述滑动杆与所述调整齿轮啮合，所述调整齿轮与所述调整驱动机构驱动连接，驱动所述滑动杆在调整齿轮上进行滑动；
其中，所述激光雕刻单元设置在所述滑动杆上，并跟随所述滑动杆的移动而进行雕刻角度的调整。
可选的，所述清理模块包括清理单元和清理升降单元，所述清理单元用于对所述竹子件的表面进行清理，所述清理升降单元用于对所述清理单元的位置进行调整；
所述清理单元包括清理头、转动构件和清理座，所述清理座用于对所述清理头和所述转动构件进行支撑，所述清理头用于对所述竹子件的雕刻位置进行清理，所述转动构件用于驱动所述清理头进行转动，使所述雕刻位置被清理；
其中，所述转动构件设置在所述清理座上。
可选的，所述校准单元发出的光路为可被检测探头检测到的见光的光路。
本发明所取得的有益效果是：
1.通过夹持单元对竹子件的夹持力度进行检测，使得夹持的过程中，保证竹子件的安全，防止夹持力度过大引起破损，造成竹子件损坏；
2.通过检测评估单元与激光雕刻模块的相互配合，使得激光雕刻模块的雕刻位置能够被精准的控制，以提升整个雕刻的精准性和可靠性；
3.通过高度抬升单元与激光雕刻单元的相互配合，使得激光雕刻单元的雕刻位置高度能够被调整，以适应不同的应用场景，提升对竹子件雕刻的精准性和可靠性；
4.通过清理单元和清理升降单元的相互配合，使得清理单元与竹子件的高度能够被调整，以适应不同型号竹子件清理，使得竹子件的雕刻面具有较高的清洁度；
5.通过回收单元和吸附单元的相互配合，使得对竹子件进行雕刻的过程中产生的烟尘能够被回收处理，提升工作环境的洁净。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1为本发明的整体方框示意图。
图2为本发明的夹持单元的控制流程示意图。
图3为本发明的整个系统的主视示意图。
图4为本发明的夹持模块、工作台、状态检测模块、清理模块的俯视示意图。
图5为本发明的形状检测模块的结构示意图。
图6为本发明的激光雕刻模块、烟尘处理模块、清扫模块的侧视示意图。
图7为本发明的位置调节单元与夹持单元的正视示意图。
图8为图7中A处的放大示意图。
图9为本发明的校准单元与竹子件的分析场景示意图。
附图标号说明：1、工作台；2、调节轨道；3、固定座；4、转向座；5、竹子件；6、清扫模块；7、支撑座；8、激光雕刻单元；9、回收单元；10、高度抬升单元；11、清扫头；12、提升构件；13、检测探头；14、夹持头；15、夹持驱动机构；16、感应板。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一。
根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本实施例提供一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，智能激光雕刻系统包括服务器、以及工作台1，智能激光雕刻系统还包括夹持模块、形状检测模块、激光雕刻模块、清理模块，
所述服务器与所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块连接，所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块均设置在所述工作台1上；
所述智能激光雕刻系统还包括中央处理器，所述中央处理器分别与所述夹持模块、所述形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块控制连接，并基于所述中央处理器对所述夹持模块、所述形状检测模块、所述激光雕刻模块和清理模块进行集中控制；
所述夹持模块用于对待雕刻的竹子件进行夹持，以获取所述竹子件的夹持数据，并根据所述夹持数据进行分析，以对夹持模块的力度进行调整，所述形状检测模块用于对待雕刻的竹子的形状进行图像数据的采集，并根据采集的图像数据进行分析，以获取当前激光雕刻模块所对准雕刻面的指示角度；所述激光雕刻模块根据所述形状检测模块的指示角度数据，调整所述竹子件的雕刻角度，所述清理模块用于将雕刻后的雕刻面进行清理；
所述夹持模块包括夹持单元、夹持分析单元、以及位置调节单元，所述夹持单元用于对所述竹子件5进行夹持，以获得夹持所述竹子件5的压力检测数据，所述夹持分析单元根据所述压力检测数据对所述竹子件5的夹持力度进行分析，所述位置调节单元用于所述夹持单元的位置进行调整；
所述位置调节单元包括调节轨道2、调节座、至少十个位置定位件、识别构件和调节驱动机构，所述调节轨道2设置在所述工作台1的上端面并沿着所述工作台1的长度方向延伸，各个所述位置定位件沿着所述调节轨道2的方向等间距的分布，所述调整座与所述调节轨道2滑动连接，并在所述调节驱动机构的驱动下沿着所述调节轨道2的滑动方向滑动，所述识别构件设置在所述调节座上，以对所述调节轨道2上的各个所述位置标记件进行识别；
所述位置调节单元还包括转向构件，所述转向构件用于对所述夹持单元的夹持角度进行调节，以实现对竹子件5上不同位置的雕刻；
其中，所述转向构件包括固定座3、转向座4、转向轨道、转向驱动机构和角度检测件，
所述固定座3用于对所述转向轨道进行支撑，且转向轨道内壁上式转向内齿条，同时，所述转向轨道设置为圆环形；
所述转向座4设有供所述转向驱动机构放置的存放腔，使得所述转向驱动机构与转向内齿条啮合，使得所述转向座4能沿着所述转向轨道的方向进行移动，所述转向驱动机构设置在所述转向座4上，以使得所述转向座4沿着所述转向轨道的方向进行滑动；
所述角度检测件用于对所述转向座4的转动角度检测，并将检测到的角度数据反馈至所述中央处理器中；
其中，所述夹持单元设置在所述转向座4上，并跟随所述转向座4的转动而转动，进而实现夹持单元夹持角度的调整；
另外，所述转向构件与所述夹持单元的相互配合，使得夹持单元夹持竹子件在某一雕刻面进行雕刻后，可以根据实际需要同步调整所述夹持单元和竹子件，使得雕刻的效率更高，改变了以往需要手动调整竹子件雕刻角度的缺陷，具有雕刻效率高、智能程度高、以及雕刻角度可以被调整的优点；
所述夹持单元包括两个夹持头14、感应板、至少四个压力传感器、以及夹持驱动机构15，两个所述夹持头14用于对所述竹子件5进行夹持，所述夹持驱动机构15用于对两个所述夹持头14进行驱动，以驱动两个所述夹持头14对所述竹子件5进行夹持，所述感应板设置在两个所述夹持头14上，并与所述竹子件5进行接触，各个所述压力传感器设置在所述感应板远离与所述竹子件5接触的一侧上，并对夹持的压力进行检测，以形成压力检测数据；
所述夹持分析单元获取所述感应板接触所述竹子件的初始压力检测数据P0、以及实时的压力检测数据Pi，并根据所述初始压力检测数据P0和实时的压力检测数据Pi计算夹持指数Break：
式中，γ为转换系数，其值与感应板对所述竹子件的压制力和接触面积有关，S为所述感应板与所述竹子件的接触面积，a为所述感应板与竹子件接触时的调制因子，其值满足：
a＝f·ln(1+M)
式中，f为所述感应板与所述竹子件的接触刚度比例因子，M为所述感应板在与所述竹子件接触时的体积模量；
若Break超过设定的夹持安全阈值Safety，则通过所述夹持驱动机构调整所述夹持件对所述竹子件的夹持力度；
当所述夹持单元对所述竹子件进行夹持后，将所述激光雕刻模块调整至工作前的准备状态中；
通过所述形状检测模块对所述竹子件5的雕刻面进行检测，以获取所述竹子件5的雕刻面的状况参数；
所述状况参数包括竹子件5的雕刻面的弧度、以及竹子件5的形状；
通过所述夹持单元对所述竹子件5的夹持力度进行检测，使得夹持的过程中，保证所述竹子件5的安全，防止夹持力度过大引起破损，造成竹子件5损坏；
可选的，所述形状检测模块包括校准单元、检测单元、以及检测评估单元；所述校准单元用于向所述竹子件5发出校准光路，以标记所述激光雕刻模块的当前指示角度，所述检测单元用于采集待雕刻的竹子件5和校准单元发出的校准光路的图像数据，所述检测评估单元根据竹子件5的图像数据进行评估，以获得所述竹子件5的雕刻姿势；
可选的，所述校准单元发出的光路为可被检测探头13检测到的可见光的光路；
所述校准单元包括光源发射器和支撑座7，所述支撑座7用于对所述光源发射器进行支撑，所述光源发射器发出可见光源，使得所述激光雕刻模块的雕刻角度能够被指示；
所述光源发射器跟随所述激光雕刻模块的移动而移动，使得所述激光雕刻模块能够被动态的追踪；
所述检测单元包括检测探头13、支撑座7和数据存储器，所述检测探头13用于采集所述竹子件5的图像数据，所述支撑座7用于对所述检测探头13进行支撑，所述数据存储器用于对所述检测探头13所采集的图像数据进行存储，其中，所述检测探头13从所述竹子件5的正侧面采集图像；
所述检测单元还包括提升构件12，所述提升构件12用于对所述检测探头13的位置高度进行调整；其中，提升构件12是本领域的技术人员所熟知的技术手段，因而在本实施例中，不再一一赘述；
所述检测评估单元获取所述检测探头13采集到的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括灰度化和边缘提取，以获取所述图像中投射于所述竹子件的校准光路所形成的条带区域的边缘像素点、以及获取所述竹子件所形成的块区域的边缘像素点；
其中，如图9所示，在处理后的图像中选择两条平行于校准光路且对称设于校准光路两侧的两条线作为取样线，使两条所述取样线均能与所述竹子件的块区域相交，且两条所述取样线与所述块区域边缘位置相交的点为边缘像素点，两个边缘像素点的坐标分别为：A(x1，y1)、B(x2，y2),并计算边缘像素点A和边缘像素点B连接形成的线段的斜率k：
所述检测评估单元根据所述斜率k，计算校准单元所指示的校准光路与所述竹子件本体雕刻面的倾斜角度α，满足：
α＝arctan(k)
所述检测评估单元将评估结果传输至所述激光雕刻模块中，以调整所述激光雕刻模块的雕刻倾角，使得所述激光雕刻模块的雕刻角度能垂直照射在所述竹子件的雕刻面上；
其中，当所述激光雕刻模块的雕刻位置被精准定位后，使得雕刻位置能够被精准的控制，使得雕刻面的雕刻深度均衡，防止雕刻过深引起竹子件产生质量问题；
因而在本实施例中，通过所述检测评估单元与所述激光雕刻模块的相互配合，使得所述激光雕刻模块的雕刻位置能够被精准的控制，以提升整个雕刻的精准性和可靠性；
另外，在所述检测评估单元将所述倾斜角度α传输至所述激光雕刻模块后，根据所述倾角角度的正负调整所述激光雕刻模块的移动方向；即：边缘像素点坐标A和边缘像素点坐标B连接形成的线段的斜率k的正负与所述激光雕刻模块的移动方向相关，当斜率为负值时，所述激光雕刻模块从当前所在位置朝着A像素点坐标所在的位置方向移动，相反，若斜率为正值时，所述激光雕刻模块从当前位置朝着B像素点坐标所在位置移动；上述的所述激光雕刻模块的移动方向是本实施例的一种优选做法，当然本领域技术人员可以根据实验来设置一个移动方向，以对所述激光雕刻模块的移动路径和方向进行优化或者替代，这里不再一一赘述；
可选的，所述激光雕刻模块包括高度抬升单元10、角度调整单元、以及激光雕刻单元8，所述高度抬升单元10用于对所述角度调整单元和所述激光雕刻单元8的高度进行调整，所述角度调整单元对所述激光雕刻单元8的雕刻角度进行调整，所述激光雕刻单元8对所述竹子件5的雕刻面进行雕刻；
通过所述高度抬升单元10与所述激光雕刻单元8的相互配合，使得所述激光雕刻单元8的雕刻位置高度能够被调整，以适应不同的应用场景，提升对所述竹子件5雕刻的精准性和可靠性；
所述高度抬升单元10包括抬升杆、抬升驱动机构、抬升高度检测件，所述抬升高度检测件用于对所述抬升杆的抬升高度进行检测，所述抬升杆的一端与所述角度调整单元连接，所述抬升杆的另一端与所述工作台1的上端面连接，所述抬升驱动机构用于对所述抬升杆驱动连接，以促使所述抬升杆进行伸缩动作，以适应不同的雕刻高度；
另外，所述激光雕刻单元8在所述角度调整单元的调整下，使得所述激光雕刻单元8的雕刻角度能够被动态的调整，以适应不同竹子件5弧面的雕刻；
可选的，所述角度调整单元包括弧形的滑动杆、调整齿轮、调整驱动机构，所述滑动杆的一侧端面设置有齿牙，使得所述滑动杆与所述调整齿轮啮合，所述调整齿轮与所述调整驱动机构驱动连接，驱动所述滑动杆在调整齿轮上进行滑动；
其中，所述激光雕刻单元8设置在所述滑动杆上，并跟随所述滑动杆的移动而进行雕刻角度的调整；
所述激光雕刻单元8包括激光发生器和雕刻数据缓存器，所述激光发生器用于向所述竹子件5发出激光信号，使得竹子件5上能够雕刻不同的图案或者文字，所述雕刻数据缓存器用于存储待雕刻的图案或文字；
其中，所述激光雕刻单元8根据所述雕刻数据缓存器中的数据进行图案和文字的雕刻，以适应于不同的雕刻场景；
值得注意的是，待雕刻的图案和文字均由操作者设定，并通过所述中央处理器将带雕刻的图案和文字传输至所述雕刻数据存储器中；
另外，所述激光发生器是本领域技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；
在所述竹子件5通过所述激光雕刻模块进行雕刻后，需要通过所述清理模块对雕刻面进行清理，以促使所述雕刻面能更加美观；
其中，所述清理模块设置在所述位置调节单元的调节轨道2的上方，使得所述竹子件5上雕刻面的各个位置均能被所述清理模块所清理；
可选的，所述清理模块包括清理单元和清理升降单元，所述清理单元用于对所述竹子件5的表面进行清理，所述清理升降单元用于对所述清理单元的位置进行调整；
同时，在对所述竹子件5进行清理的过程中，还需要通过所述夹持单元、位置调节单元的配合，使得竹子件5在所位置调节单元和所述夹持单元在工作抬升上进行滑动，以配合所述清理单元对所述竹子件5的不同雕刻位置均能被清理；
所述清理升降单元包括升降杆、升降驱动机构、距离检测件，所述升降杆的一端与所述清理单元连接，所述升降杆的另一端与所述工作台1的上端面连接，所述升降驱动机构与所述升降杆驱动连接，以促使所述升降杆能够进行伸缩动作，以适应不同大小、高度的所述竹子件5的清理需求；
所述距离检测件用于对所述清理单元与所述竹子件5的距离进行检测，并将检测到的距离值反馈传输至所述中央处理器中，并通过所述中央处理器对所述升降杆进行控制，使得所述清理单元恰好能在保持安全距离下对所述竹子件5的雕刻面进行清理，以确保所述竹子件5的雕刻面的美观；
其中，所述距离检测件设置在所述清理头上，且所述距离检测件朝向所述竹子件5的一侧伸出；
另外，所述清理单元包括清理头、转动构件和清理座，所述清理座用于对所述清理头和所述转动构件进行支撑，所述清理头用于对所述竹子件5的雕刻位置进行清理，所述转动构件用于驱动所述清理头进行转动，使所述雕刻位置被清理；
其中，所述转动构件设置在所述清理座上；
所述清理头上设置有清理毛，所述清理毛与所述竹子件5的雕刻面进行接触，使得所述雕刻面的雕刻位置的灰尘粒子以及杂质均能被清理；
另外，清理毛采用柔性刷毛材质，使得所述清理毛在与所述雕刻面进行接触并清理的过程中，不会造成雕刻面的损伤；
同时，所述清理头在对所述雕刻面进行清理的过程中，所述转动构件驱动所述清理头进行旋转，以将所述雕刻面上的灰尘、杂质能够被清理；
所述转动构件包括转动驱动机构、转动齿轮、转动杆，所述转动杆的一端与清理头同轴设置，所述转动杆的另一端嵌套有转动齿轮，使得所述转动齿轮与所述转动驱动机构驱动连接；
通过所述清理单元和所述清理升降单元的相互配合，使得所述清理单元与所述竹子件5的高度能够被调整，以适应不同型号竹子件5清理，使得竹子件5的雕刻面具有较高的清洁度。
实施例二。
本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，还在于所述激光雕刻系统还包括烟尘处理模块，所述烟尘处理模块用于对所述激光雕刻模块产生的烟尘进行处理；
其中，所述烟尘处理模块对称设置在所述位置调节单元的调节轨道2的两侧，且位于所述激光雕刻模块的下方，使得当所述激光雕刻模块对所述竹子件5进行雕刻后，产生的烟尘能够被所述烟尘处理模块所回收，并进行处理；
另外，所述中央处理器与所述烟尘处理模块控制连接，并基于所述中央处理器对所述烟尘处理模块进行集中控制；
其中，所述烟尘处理模块包括回收单元9和吸附单元，所述回收单元9将所述激光雕刻模块在雕刻过程中产生的烟尘进行回收，所述吸附单元将所述回收单元9回收的烟尘颗粒进行处理；
所述回收单元9包括回收泵、回收主体、以及回收通道，所述回收泵设置在所述回收主体上，并将所述激光雕刻模块产生的烟尘抽吸到回收通道中，所述回收主体悬空设置在所述激光雕刻模块的下方且靠近所述竹子件5，使得竹子件5产生的烟尘能够被回收；
所述吸附单元包括供应管道、吸附腔、活性炭吸附组件、以及雾化除尘构件，所述供应管道的两端分别与所述吸附腔和所述回收通道连接，所述活性炭吸附组件嵌套设置在所述供应管道中，以对经过所述供应管道的烟尘进行处理，所述雾化除尘构件用于对所述吸附腔中的空气进行处理，以将空气中并未被活性炭组件处理的空气进行降尘处理；
其中，所述雾化除尘构件包括雾化嘴、雾化器、储水罐、水箱、以及循环管道，所述雾化器将水箱中的水进行雾化，所述雾化嘴用于将雾化的水体喷射在所述吸附腔中，以对所述吸附腔中的灰尘粒子进行降尘；所述储水罐用对存储喷射在所述吸附腔后形成水珠，所述循环管道的两端分别连接所述储水罐和水箱，使得水体可以被循环利用；
通过所述回收单元9和所述吸附单元的相互配合，使得对竹子件5进行雕刻的过程中产生的烟尘能够被回收处理，提升工作环境的洁净。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (6)
1.一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，智能激光雕刻系统包括服务器、以及工作台，其特征在于，智能激光雕刻系统还包括夹持模块、形状检测模块、激光雕刻模块、清理模块，
所述服务器与所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块连接，所述夹持模块、形状检测模块、所述激光雕刻模块和所述清理模块均设置在所述工作台上；
所述夹持模块用于对待雕刻的竹子件进行夹持，以获取所述竹子件的夹持数据，并根据所述夹持数据进行分析，以对夹持模块的力度进行调整，所述形状检测模块用于对待雕刻的竹子的形状进行图像数据的采集，并根据采集的图像数据进行分析，以获取当前激光雕刻模块所对准雕刻面的指示角度；所述激光雕刻模块根据所述形状检测模块的指示角度数据，调整所述竹子件的雕刻面的雕刻角度，所述清理模块用于将雕刻后的雕刻面进行清理；
所述夹持模块包括夹持单元、夹持分析单元、以及位置调节单元，所述夹持单元用于对所述竹子件进行夹持，以获得夹持所述竹子件的压力检测数据，所述夹持分析单元根据所述压力检测数据对所述竹子件的夹持力度进行分析，所述位置调节单元用于对所述夹持单元的位置进行调整；
所述夹持单元包括两个夹持头、感应板、至少四个压力传感器、以及夹持驱动机构，两个所述夹持头用于对所述竹子件进行夹持，所述夹持驱动机构用于对两个所述夹持头进行驱动，以驱动两个所述夹持头对所述竹子件进行夹持，所述感应板设置在两个所述夹持头上，并与所述竹子件进行接触，各个所述压力传感器设置在所述感应板远离与所述竹子件接触的一侧上，并对夹持的压力进行检测，以形成压力检测数据；
所述夹持分析单元获取所述感应板接触所述竹子件的初始压力检测数据P0、以及实时的压力检测数据Pi，并根据所述初始压力检测数据P0和实时的压力检测数据Pi计算夹持指数Break：
式中，γ为转换系数，其值与感应板对所述竹子件的压制力和接触面积有关，S为所述感应板与所述竹子件的接触面积，a为所述感应板与竹子件接触时的调制因子，其值满足：
a＝f·ln(1+M)
式中，f为所述感应板与所述竹子件的接触刚度比例因子，M为所述感应板在与所述竹子件接触时的体积模量；
若Break超过设定的夹持安全阈值Safety，则通过所述夹持驱动机构调整所述夹持件对所述竹子件的夹持力度。
2.根据权利要求1所述的一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，其特征在于，所述形状检测模块包括校准单元、检测单元、以及检测评估单元；所述校准单元用于向所述竹子件投射光线形成校准光路，以标出所述激光雕刻模块当前的激光发射线路，所述检测单元用于采集待雕刻的竹子件和校准单元发出的校准光路的图像数据，所述检测评估单元根据竹子件的图像数据进行评估，以获得所述竹子件的雕刻姿势；
所述检测单元包括检测探头、支撑座和数据存储器，所述检测探头用于采集所述竹子件的图像数据，所述支撑座用于对所述检测探头进行支撑，所述数据存储器用于对所述检测探头所采集的图像数据进行存储，其中，所述检测探头从所述竹子件的正侧面采集图像；
所述检测评估单元获取所述检测探头采集到的包含校准光路和竹子件的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括灰度化和边缘提取，以获取所述图像中投射于所述竹子件的校准光路所形成的条带区域的边缘像素点、以及获取所述竹子件所形成的块区域的边缘像素点；
其中，在处理后的图像中选择两条平行于校准光路且对称设于校准光路两侧的两条线作为取样线，使两条所述取样线均能与所述竹子件的块区域相交，且两条所述取样线与所述块区域边缘位置相交的点为边缘像素点，两个边缘像素点的坐标分别为：A(x1，y1)、B(x2，y2),并计算边缘像素点A和边缘像素点B连接形成的线段的斜率k：
所述检测评估单元根据所述斜率k，计算校准单元所指示的校准光路与所述竹子件本体雕刻面的倾斜角度α，满足：
α＝arctan(k)
所述检测评估单元将评估结果传输至所述激光雕刻模块中，以调整所述激光雕刻模块的雕刻倾角，使所述激光雕刻模块的激光光线能垂直照射在所述竹子件的雕刻面上。
3.根据权利要求2所述的一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，其特征在于，所述激光雕刻模块包括高度抬升单元、角度调整单元、以及激光雕刻单元，所述高度抬升单元用于对所述角度调整单元和所述激光雕刻单元的高度进行调整，所述角度调整单元对所述激光雕刻单元的雕刻角度进行调整，所述激光雕刻单元对所述竹子件的雕刻面进行雕刻。
4.根据权利要求3所述的一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，其特征在于，所述角度调整单元包括弧形的滑动杆、调整齿轮、调整驱动机构，所述滑动杆的一侧端面设置有齿牙，使得所述滑动杆与所述调整齿轮啮合，所述调整齿轮与所述调整驱动机构驱动连接，驱动所述滑动杆在调整齿轮上进行滑动；
其中，所述激光雕刻单元设置在所述滑动杆上，并跟随所述滑动杆的移动而进行雕刻角度的调整。
5.根据权利要求4所述的一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，其特征在于，所述清理模块包括清理单元和清理升降单元，所述清理单元用于对所述竹子件的表面进行清理，所述清理升降单元用于对所述清理单元的位置进行调整；
所述清理单元包括清理头、转动构件和清理座，所述清理座用于对所述清理头和所述转动构件进行支撑，所述清理头用于对所述竹子件的雕刻位置进行清理，所述转动构件用于驱动所述清理头进行转动，使所述雕刻位置被清理；
其中，所述转动构件设置在所述清理座上。
6.根据权利要求5所述的一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统，其特征在于，所述校准单元发出的光路为可被检测探头检测到的可见光的光路。
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|---|---|---|---|
| CN202310393552.2A CN116393833A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种竹雕工艺用的智能激光雕刻系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN116810139A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-29 | 苏州艾航激光科技有限公司 | 一种升降式激光雕刻设备 |
| CN116921882A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-24 | 广州市博泰光学科技有限公司 | 一种高清镜片切割预加工系统及其加工方式 |
| CN117206693A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-12-12 | 广州市博泰光学科技有限公司 | 一种可溯源的镜片打标加工系统及其加工方式 |
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