CN117480523A - 用于cnc工件定位的激光投影 - Google Patents

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CN117480523A CN202280040316.6A CN202280040316A CN117480523A CN 117480523 A CN117480523 A CN 117480523A CN 202280040316 A CN202280040316 A CN 202280040316A CN 117480523 A CN117480523 A CN 117480523A
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马西米利亚诺·莫鲁齐
弗朗切斯科·伊奥里奥
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Abstract

一种用于在处理系统内定位工件的计算机实现的方法包括：从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。

Description

用于CNC工件定位的激光投影
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月6日提交且序列号为63/171,226的标题为“用于模具定位的激光投影”的美国临时专利申请的优先权权益，并且要求于2022年4月5日提交且序列号为17/714,092的标题为“用于CNC工件定位的激光投影”的优先权权益。这些相关申请的主题据此以引用的方式并入本文。
背景
技术领域
各种实施方案总体上涉及激光雕刻和计算机数控(CNC)处理，并且更具体地，涉及用于CNC工件定位的激光投影。
相关技术的描述
诸如CNC机处理系统、三维打印机和激光雕刻机的CNC处理系统允许对工件进行精确且可重复的处理。通常，使用CNC处理系统的制造技术可以高度自动化，这使得能够大量生产统一的产品，即使当那些产品具有复杂的三维表面时。
通常，CNC处理系统正常运行的一个重要要求是工件相对于CNC处理系统的精确对准和准确定位。例如，为了使激光雕刻机获得某些表面纹理或图案几何形状，工件或模具应以亚毫米的准确度定位在激光雕刻机的工作表面上。否则，当实际的工件位置从假定的工件位置偏离太多时，用于在工件上执行指定工艺的激光雕刻机的编程则可能会变得无效。
更特别地，激光雕刻机的编程通常基于逆运动学模拟，执行逆运动学模拟以确保在工件处理期间不会发生可达性问题或与工件的碰撞。这些类型的逆运动学模拟通常假定相对于激光雕刻系统的轴和工作表面的特定工件位置。因此，与假定的工件位置的任何显著偏离都可能导致在工件和激光雕刻系统之间的碰撞和/或激光雕刻系统无法到达工件的某些部分。此外，偏离假定的工件位置会对激光雕刻工艺产生不利影响。这是因为用于实现特定纹理或表面几何形状的模拟和其他工艺调节计算假定相对于工件表面的特定激光路径和用于激光雕刻工艺的每个部分的预先确定的焦距。因此，定位不准确的工件可能会导致失焦的激光和/或无意中改变的激光雕刻工艺，这产生了与预期不同的表面几何形状或纹理。
在当前的方法中，工件通常手动定位在大多数CNC处理系统的工作表面上。例如，对于非常庞大或重型的工件而言，操作员经由起重机将工件手动引导至工作表面上，经由精密探测工艺确认工件的位置，随后发起工件的CNC处理。这种方法的一个缺点是，当以这种方式手动定位庞大或重型的工件时，实现亚毫米定位准确度是非常困难的。例如，为了实现任何类型的足够准确度，操作员必须使用起重机将工件定位和降低至工作表面的位置上，对工件执行完整的探测工艺以确定工件的当前位置相对于预期位置具有多大的平移偏移和旋转偏斜，用起重机吊起工件，尝试用适当的平移和旋转重新定位工件，使得工件定位在预期位置处，并且随后重复探测工艺。此外，对于许多CNC工艺而言，工件可能重达数吨和/或非常大。因此，将此类工件加载到CNC处理系统上可能需要大量的试验和错误，其中在以足够的准确度定位工件之前，必须执行多个工件定位和探测循环。对于更大和/或更重的工件而言，可能需要数小时才能实现所需的定位准确度，这大大降低了CNC处理系统的吞吐量。
如前所述，本领域需要更有效的方式来在CNC处理系统上准确地定位工件。
发明内容
一种用于在处理系统内定位工件的计算机实现的方法包括：从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优点在于，所公开的技术使得工件能够在工件放置和位置确认的单次迭代中准确地定位在CNC处理系统内。在这个方面，一个或多个激光迹线提供了关于工件位置的即时且精确的反馈和引导，这消除了对放置和测量工件位置的重复循环的需要。另一个优点是，激光迹线提供了视觉确认，即预期工件的关键特征与被定位在CNC处理系统上的工件的对应特征相匹配，从而建立现有技术无法获得的质量保证水平。这些技术优势提供优于现有技术方法的一种或多种技术进步。
附图说明
为了能够详细地理解各种实施方案的上述特征，可以参考各种实施方案对上面简要概括的本发明概念进行更具体的描述，其中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出发明构思的典型实施方案，并且因此不应被视为以任何方式限制范围，并且还存在其他等效的实施方案。
图1示出了被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的系统。
图2是根据各种实施方案的可用图1的工件设置系统定位的工件的更详细图解。
图3阐述了根据各种实施方案的用于在CNC处理系统内定位工件的方法步骤的流程图。
图4是被配置为实现各种实施方案的一个或多个方面的计算装置的框图。
为清楚起见，已尽可能使用相同的附图标记来指代附图中通用的相同元件。可以设想，一个实施方案的特征可以结合到其他实施方案中而无需进一步叙述。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以有助于更透彻地理解各种实施方案。然而，对于本领域技术人员将明显的是，发明概念可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实践。
CNC处理系统和工件设置
图1示出了被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的系统。所示的系统包括工件设置系统100和相关联的计算机数控(CNC)处理系统150。CNC处理系统150可以是任何计算机控制的工件处理系统，诸如机加工系统(铣刀、车床、钻头等)、多个这样的机加工系统的阵列、三维(3D)打印机、激光雕刻机等。因此，CNC处理系统150被配置为对工件101执行一种或多种精确且可重复的工艺，包括材料去除、表面纹理化和/或功能化以及涂层施加等。一般而言，通过例如经由起重机103将工件101准确定位在CNC处理系统150的工作表面155上来有利于这种工艺的输出质量。根据各种实施方案，工件设置系统100被配置为使得能够由操作员对工件101进行这种定位，而不需要工件放置和位置测量的多个循环。
在图1所示的实施方案中，CNC处理系统150包括CNC控制器151、人机界面(HMI)152、CNC处理模块153和位置测量系统154。人机界面152接收用户输入162，诸如指示要由CNC处理系统150处理的下一个工件101、要对工件101执行的特定工艺等的信息。
CNC处理模块153被配置为对工件101执行一种或多种工艺，诸如材料去除(例如，铣削、钻孔和/或车床操作)、表面纹理化和/或表面功能化(例如，经由激光烧蚀)等。例如，在一些实施方案中，CNC处理模块153包括一个或多个机动化可操纵工具，其是基于用于要在工件101上执行的特定工艺的机器控制指令而进行控制的。在此类实施方案中，每个可操纵工具可以包括一个或多个机器人关节和相关联的致动器(未示出)，诸如腕关节、肘关节、基部关节等。替代地或另外，在一些实施方案中，CNC处理模块153包括激光雕刻头和用于相关于工件101在两个或三个维度上定位和定向激光雕刻头的定位设备。在一些实施方案中，激光雕刻雕刻头通常包括用于生成合适的激光脉冲的激光源以及将脉冲引导至雕刻区域内的特定位置的反射镜定位系统和激光光学器件。定位设备可以是任何合适的多轴定位装置或组件，其定位和定向雕刻头组件。
位置测量系统154被配置为当工件101设置在工作表面155上时促进和/或执行对工件101的探测和/或其他位置测量。例如，在一些实施方案中，位置测量系统154包括一个或多个集成计算机控制的探测工具，其用于精确测量工件101的特定特征的位置。在一些实施方案中，位置测量系统154被配置为基于这样的测量来确定工件101相对于CNC处理系统150的当前位置。替代地或另外，在一些实施方案中，位置测量系统154包括用于测量和确定工件101的特定特征的位置的一个或多个外部测量装置或设备。
CNC控制器151控制CNC处理系统150的操作。在一些实施方案中，CNC控制器151经由HMI152接收特定工件101的用户输入162和/或3D模型161。在一些实施方案中，CNC控制器151还被配置为基于3D模型161生成并执行机器控制指令(例如，G代码和/或M代码)的顺序程序。替代地或另外，在一些实施方案中，3D模型161包括机器控制指令的合适的顺序程序，所述机器控制指令由CNC处理系统150外部的计算装置经由计算机辅助设计(CAD)或计算机辅助制造(CAM)软件生成。
CNC处理系统150还包括用于在CNC处理期间支撑工件101的工作表面155。在图1所示的实施方案中，工作表面155设置在包括在CNC处理系统150中的机动化可移动平台156上。在这样的实施方案中，机动化可移动平台156可以由CNC控制器151经由基于3D模型161的机器控制指令的顺序程序来控制。
工件设置系统100有助于经由激光投影仪130将工件101准确定位在工作表面155上。具体地，激光投影仪130将一个或多个激光迹线109投影到一个或多个目标位置上，其中每个目标位置对应于工件101的不同特征。因此，当CNC处理系统150的操作员或其他用户将工件101操纵到工作表面155上时，一个或多个投影的激光迹线109照亮工件101的表面、边缘或其他显著特征。以这种方式，一个或多个投影激光迹线109指示工件101的某些特征相对于那些特征的最终目标位置的当前位置。
为了描述清楚，在图1中，每个激光迹线109被示为处于投影位置处，该投影位置对应于与激光迹线109相关联的特征的目标位置。实际上，激光投影仪130通过与该激光迹线109相关联的特征的目标位置来投影每个激光迹线109，并且因此每个激光迹线109被投影到与激光投影仪130和激光迹线109对准的任何表面上。例如，当工件101未设置在工作表面155上时，激光迹线109被投影到工作表面155上。然而，当工件101设置在工作表面155上时，激光迹线被投影到工件101的表面和特征上，从而向操作员提供工件101相对于工作101的目标位置的当前位置的视觉指示器。
在图1所示的实施方案中，工件设置系统100包括控制器120和激光投影仪130。控制器120接收工件101的3D模型161，从3D模型161提取工件101的一个或多个特征，确定每个提取的特征的位置，并且基于所确定的位置确定用于工件101的一组激光扫描指令。然后，激光投影仪130基于工件101的激光扫描指令将激光迹线109投影到位置中的每一个上。
在一些实施方案中，控制器120基于一个或多个用户输入162从3D模型161提取一个或多个特征。在这样的实施方案中，用户输入162可以参考或包括要用激光迹线109指示的工件101的特定特征。例如，在一些实施方案中，用户可以经由CNC处理系统150的HMI152和/或经由与工件设置系统100相关联的HMI(未示出)提供这样的输入。
在一些实施方案中，控制器120以自动化过程从3D模型161提取一个或多个特征。在这样的实施方案中，控制器120基于包括在3D模型161中的几何信息来提取一个或多个特征。例如，在此类实施方案中，几何信息指示工件101的一个或多个特定特征。下面结合图2描述工件101和各种特征的实施方案。
图2是根据各种实施方案的可用工件设置系统100定位的工件101的更详细图解。在图2所示的实施方案中，工件101可包括一个或多个边缘，诸如顶边缘201和/或外边缘202、覆盖区203(虚线)、一个或多个基准特征204、一个或多个机加工特征205和/或一个或多个表面206(交叉阴影线)。如图所示，在一些实施方案中，覆盖区203对应于工件101的基平面的周界，诸如当工件101正确地定位在工作表面155上以进行处理时接触工作表面155的工件101的表面。在一些实施方案中，基准特征204可以是对应于在3D模型161中引用的基准(例如，平面、线或点)或与其相关联的工件101的任何物理特征。在一些实施方案中，机加工特征205包括钻孔、平坦部分、拐角、半径等。
返回至图1，在一些实施方案中，控制器120基于与提取的特征相关联的每个位置的几何信息来确定用于工件101的一组激光扫描指令121。在一些实施方案中，几何信息被包括在3D模型161中。在这样的实施方案中，几何信息可以包括特定提取特征的位置信息和/或特定提取特征的尺寸信息。此外，在一些实施方案中，控制器120确定用于投影所提取的特征的视觉指示器的一个或多个投影参数值。在此类实施方案中，控制器120确定一个或多个投影参数，诸如激光颜色、激光亮度、激光迹线厚度等的值。
在一些实施方案中，除了使激光投影仪130为从3D模型161提供的每个特征投影激光迹线109之外，控制器120被配置为使激光投影仪130将文本信息投影到工作表面155上。在这样的实施方案中，文本信息可以包括用于指导CNC处理系统150的操作员或其他用户的文本内容。例如，文本内容可以指示工件101的特定特征和/或与该特定特征相关联的对准程序。在另一示例中，文本内容可以指示工件101的特定特征，该特定特征将工件101与在视觉上类似于工件101的另一工件区分开。替代地或另外，在一些实施方案中，控制器120被配置为使激光投影仪130将文本信息投影到工件101的一个或多个表面上，同时工件101被引导至工作表面155。
激光投影仪130耦接到支撑件131并且被定向为将一个或多个输出激光132引向工作表面155。在一些实施方案中，支撑件131相对于工作表面155和/或CNC处理系统150的其他部件精确地定位激光投影仪。激光投影仪130可以是被配置为生成激光迹线109至三维形状或位置上的任何技术上可行的激光投影仪。例如，在一些实施方案中，激光投影仪130包括一个或多个检流计，其是以高速移动反射镜和在表面上拖动图像和/或将图像投影至三维空间上的计算机控制的电磁装置。
用于CNC工件定位的激光投影
图3阐述了根据各种实施方案的用于在CNC处理系统150内定位工件的方法步骤的流程图。尽管结合图1的系统描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解，被配置为以任何次序执行方法步骤的任何系统都落入实施方案的范围内。
如图所示，计算机实现的方法300开始于步骤301，其中工件设置系统100例如，经由控制器120接收3D模型161。在一些实施方案中，控制器120以自动化过程接收3D模型161。例如，在这样的实施方案中，工件101的自动化识别可以使控制器120，诸如经由工件101的条形码识别来接收3D模型161。替代地或另外，在这样的实施方案中，当用户请求工件101的处理或者通过工件101的自动化识别来发起工件的处理时，控制器120从CNC处理系统150接收3D模型161。替代地或另外，在一些实施方案中，控制器120基于一个或多个用户输入162接收3D模型161。在这样的实施方案中，用户输入162可以指示要由CNC处理系统150处理的特定工件101。
在一些实施方案中，在步骤301中，工件设置系统100还接收与工件101相关联的处理信息。这样的处理信息可以包括工件101相对于工作表面155的定位信息、将经由激光迹线109指示的工件101的特定特征等。在一些实施方案中，控制器120以自动化过程接收这样的处理信息。例如，在这样的实施方案中，可以结合3D模型161来接收处理信息。替代地，这样的处理信息可以经由一个或多个用户输入162接收。
在步骤302中，工件设置系统100例如，经由控制器120从3D模型161提取工件101的一个或多个特征。在一些实施方案中，此类特征的指示被包括在3D模型161中，并且控制器基于此类指示提取一个或多个特征。替代地或另外，在一些实施方案中，控制器120执行任何技术上可行的算法来提取工件101的一个或多个特征。
在步骤303中，工件设置系统100确定在步骤302中从3D模型161提取的工件101的一个或多个特征中的每一个的位置。一般而言，步骤303中确定的位置位于三维空间中，并且不限于工作表面155上的位置。由于激光投影仪130定位在相对于工作表面155的已知位置处，因此在一些实施方案中，位置是相对于工作表面155和/或CNC处理系统150的其他部件来确定的。
在一些实施方案中，控制器120基于包括在模型中的几何信息来确定一个或多个提取的特征中的每一个的位置。如前所述，在一些实施方案中，这样的几何信息可以包括每个提取特征的位置信息。替代地或另外，在这样的实施方案中，几何信息指示顶边缘201、外边缘202、覆盖区203、一个或多个基准特征204、一个或多个机加工特征205和/或一个或多个表面206中的一个或多个。替代地或另外，在一些实施方案中，控制器120基于与工件101相关联的工艺信息，诸如，针对特定CNC工艺的工件101相对于工作表面155的定位信息来确定这样的位置。
在步骤304中，工件设置系统100例如，经由控制器120确定用于生成激光迹线109的一组激光扫描指令。在一些实施方案中，控制器120基于与该激光迹线109的位置相关联的几何信息，诸如包括在3D模型161中的几何信息来确定用于生成每个激光迹线109的该组激光扫描指令。
在一些实施方案中，该组激光扫描指令包括激光投影仪130的各种激光扫描参数的值。这种激光扫描参数的示例包括控制包括在激光投影仪130中的激光引导系统，诸如基于检流计的光学扫描仪的反射镜的运动的参数。这种激光扫描参数的进一步的示例包括在适当的时间(与激光引导系统的运动相协调地)并以适当的脉冲能量精确地对激光投影仪130的一个或多个投影激光进行脉冲发射的参数。
在步骤305中，工件设置系统100例如，经由激光投影仪130将一个或多个激光迹线109投影到在步骤302中从3D模型161提取的一个或多个特征的位置上(或穿过其)。如前所述，激光投影仪130通过与激光迹线109相关联的特征的目标位置来投影每个激光迹线109。因此，当工件101未设置在工作表面155上时，激光迹线109被投影到工作表面155上，并且当工件101准确地定位在工作表面155上时，所述激光迹线被投影到工件101的对应特征上。
在一些实施方案中，激光投影仪130同时投影多个激光迹线109。因此，在这样的实施方案中，在步骤302中提取的工件101的一些或所有特征可以由激光迹线109同时指示。替代地或另外，在一些实施方案中，激光投影仪130针对某些提取的特征投影激光迹线109，并且不针对某些其他提取的特征投影激光迹线109。在这样的实施方案中，操作员可以选择性地使激光投影仪130例如，经由用户输入162投影所提取特征的一些或全部激光迹线109。
方法300的实施使得操作员能够以高准确度将工件101手动引导到工作表面155上的目标位置上。因此，在工件101的设置期间不需要多次工件定位和探测的循环。
示例性计算装置
图4是被配置为实现各种实施方案的一个或多个方面的计算装置400的框图。因此，计算装置400可以是与工件设置系统100、CNC处理系统150和/或控制器120相关联的计算装置。计算装置400可以是台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或被配置为接收输入、处理数据、生成控制信号和显示图像的任何其他类型的计算装置。计算设备400被配置为执行与计算机实现的方法300和/或可以驻留在存储器410中的其他合适的软件应用程序相关联的操作。应注意，本文所述的计算装置是例示性的，并且任何其他技术上可行的配置都落入本公开的范围内。
如图所示，计算装置400包括但不限于连接处理单元450的互连件(总线)440、耦接到输入/输出(I/O)装置480的输入/输出(I/O)装置接口460、存储器410、存储装置430和网络接口470。处理单元450可以为任何合适的处理器，其被实现为中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、任何其他类型的处理单元或不同处理单元(诸如被配置为与GPU一起操作的CPU)的组合。一般而言，处理单元450可以为任何技术上可行的硬件单元，其能够处理数据和/或执行软件应用程序，包括与计算机实现的方法300相关联的过程。此外，在本公开的上下文中，计算装置400中所示的计算元件可以对应于物理计算系统(例如，数据中心中的系统)或者可以为在计算云内执行的虚拟计算实例。
I/O装置480可以包括能够提供输入的装置(诸如键盘、鼠标、触敏屏等)以及能够提供输出的装置，诸如显示装置481。除此之外，I/O装置480可以包括既能够接收输入又能够提供输出的装置，诸如触摸屏、通用串行总线(USB)端口等。I/O装置480可以被配置为从计算装置400的最终用户接收各种类型的输入，并且还向计算装置400的最终用户提供各种类型的输出，诸如一个或多个图形用户界面(GUI)、显示的数字图像和/或数字视频。在一些实施方案中，一个或多个I/O装置480被配置为将计算装置400耦接到网络405。
存储器410可以包括随机存取存储器(RAM)模块、闪速存储器单元或任何其他类型的存储器单元或它们的组合。处理单元450、I/O装置接口460和网络接口470被配置为从存储器410读取数据和向其写入数据。存储器410包括可由处理器450执行的各种软件程序以及与所述软件程序相关联的应用数据，包括计算机实现的方法300。
总之，本文描述的各种实施方案提供了用于指导操作员定位工件以供CNC处理的技术。激光投影仪将一个或多个激光迹线投影到一个或多个目标位置上，其中每个目标位置对应于工件的不同特征。因此，当操作员将工件操纵到CNC处理系统的工作表面上时，一个或多个投影的激光迹线照亮工件的表面、边缘或其他显著特征。以这种方式，一个或多个投影激光迹线指示工件的某些特征相对于那些特征的最终目标位置的当前位置。
所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优点在于，所公开的技术使得工件能够在工件放置和位置确认的单次迭代中准确地定位在CNC处理系统内。在这个方面，一个或多个激光迹线提供了关于工件位置的即时且精确的反馈和引导，这消除了对放置和测量工件位置的重复循环的需要。另一个优点是，激光迹线提供了视觉确认，即预期工件的关键特征与被定位在CNC处理系统上的工件的对应特征相匹配，从而建立现有技术无法获得的质量保证水平。这些技术优势提供优于现有技术方法的一种或多种技术进步。
1.在一些实施方案中，一种用于在处理系统内定位工件的计算机实现的方法包括：从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
2.如条款1所述的计算机实现的方法，其中所述工件的所述几何信息包括所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的至少一者。
3.如条款1或2所述的计算机实现的方法，其中从所述三维模型提取所述工件的所述至少一个特征包括基于包括在所述三维模型中的所述几何信息提取所述至少一个特征。
4.如条款1至3中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述几何信息指示所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的一个或多个。
5.如条款1至4中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述至少一个特征包括所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征。
6.如条款1至5中任一项所述的计算机实现的方法，其还包括确定要在投影所述激光迹线时使用的投影参数值。
7.如条款1至6中任一项所述的计算机实现的方法，其还包括基于与所述位置相关联的定位信息来确定一组激光扫描指令。
8.如条款1至7中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述位置驻留在紧邻所述CNC处理系统的所述工作表面处，但却不在所述工作表面上。
9.在一些实施方案中，一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行以下步骤：从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
10.如条款9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述步骤还包括经由所述激光投影仪将文本信息投影到所述CNC处理系统的所述工作表面上。
11.如条款9或10所述的非暂时性计算机可读介质，其中在投影所述激光迹线的同时投影所述文本信息。
12.如条款9至11中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中确定所述至少一个特征相对于所述工作表面的所述位置还基于与所述工件相关联的工艺信息。
13.如条款9至12中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中包括在所述三维模型中的所述几何信息描述了所述工件的三维形状。
14.如条款9至13所述的非暂时性计算机可读介质，其中从所述三维模型提取所述工件的所述至少一个特征包括基于包括在所述三维模型中的所述几何信息提取所述至少一个特征。
15.如条款9至14中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述几何信息指示所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的一个或多个。
16.在一些实施方案中，一种用于在处理系统内定位工件的设备包括：紧邻处理系统的工作表面设置的激光投影仪；以及控制器，其被配置为执行以下步骤：从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
17.如条款16所述的设备，其中所述激光投影仪被配置为在某个位置上生成具有三维形状的激光迹线。
18.如条款16或17所述的设备，其中所述激光投影仪设置在相对于所述工作表面的已知位置处。
19.如条款16至18中任一项所述的设备，其中所述激光投影仪设置在相对于所述处理系统的一个或多个部件的已知位置处。
20.如条款16至19中任一项所述的设备，其中所述至少一个特征包括所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征。
在任何权利要求中引用的任何权利要求要素和/或在本申请中描述的任何要素的任何方式的任何和所有组合落入本发明和保护的设想范围内。
已呈现各种实施方案的描述以用于说明目的，但并非意在详列或限于公开的实施方案。在不背离所描述实施方案的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本实施方案的各方面可实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施方案的形式，这些实施方案在本文中通常都称为“模块”、“系统”或“计算机”。此外，本公开中所述的任何硬件和/或软件技术、工艺、功能、部件、引擎、模块或系统可以被实现为电路或电路组。此外，本公开的各方面可以采取在其上体现计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式。
可利用一种或多种计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或者前述系统、设备或装置的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体实例(非详尽列表)将包括以下介质：具有一个或多个导线的电气连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程序只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或前述介质的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用或者与其结合使用的程序的任何有形介质。
参考根据本公开的实施方案的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图解和/或方框图来描述本公开的各方面。应理解，流程图图解和/或方框图的每一个方框以及流程图图解和/或方框图的方框组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器。当经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行时，指令使得能够实现在流程图和/或框图的方框或多个方框中指定的功能/动作。此类处理器可以是但不限于通用处理器、专用处理器、应用特定处理器或现场可编程门阵列。
附图中的流程图和方框图示出根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实行方案的体系结构、功能性和操作。在这个方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、区段或部分，所述代码包括用于实施所指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实现方式中，框中指出的功能可不按附图中指出的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者这些框有时可按相反顺序执行，这取决于所涉及的功能性。还应注意，方框图和/或流程图图解的每个方框以及方框图和/或流程图图解中的方框的组合可以由执行规定的功能或操作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。
尽管前述内容针对本公开的实施方案，但是可在不背离本公开的基本范围的情况下设计出本公开的其他和更多实施方案，且其基本范围由所附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种用于在处理系统内定位工件的计算机实现的方法，所述方法包括：
从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；
基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及
经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述工件的所述几何信息包括所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的至少一者。
3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中从所述三维模型提取所述工件的所述至少一个特征包括基于包括在所述三维模型中的所述几何信息提取所述至少一个特征。
4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述几何信息指示所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的一个或多个。
5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述至少一个特征包括所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征。
6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其还包括确定要在投影所述激光迹线时使用的投影参数值。
7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其还包括基于与所述位置相关联的定位信息来确定一组激光扫描指令。
8.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述位置驻留在紧邻所述CNC处理系统的所述工作表面处，但却不在所述工作表面上。
9.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行以下步骤：
从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；
基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的工作表面的位置；以及
经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述步骤还包括经由所述激光投影仪将文本信息投影到所述CNC处理系统的所述工作表面上。
11.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中在投影所述激光迹线的同时投影所述文本信息。
12.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中确定所述至少一个特征相对于所述工作表面的所述位置还基于与所述工件相关联的工艺信息。
13.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中包括在所述三维模型中的所述几何信息描述了所述工件的三维形状。
14.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中从所述三维模型提取所述工件的所述至少一个特征包括基于包括在所述三维模型中的所述几何信息提取所述至少一个特征。
15.如权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述几何信息指示所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征中的一个或多个。
16.一种用于在处理系统内定位工件的设备，所述设备包括：
紧邻处理系统的工作表面设置的激光投影仪；以及
控制器，其被配置为执行以下步骤：
从工件的三维模型提取所述工件的至少一个特征；
基于包括在所述三维模型中的几何信息来确定所述至少一个特征相对于所述处理系统的所述工作表面的位置；以及
经由激光投影仪将激光迹线投影到所述位置上。
17.如权利要求16所述的设备，其中所述激光投影仪被配置为在某个位置上生成具有三维形状的激光迹线。
18.如权利要求16所述的设备，其中所述激光投影仪设置在相对于所述工作表面的已知位置处。
19.如权利要求16所述的设备，其中所述激光投影仪设置在相对于所述处理系统的一个或多个部件的已知位置处。
20.如权利要求16所述的设备，其中所述至少一个特征包括所述工件的顶表面、所述工件的外边缘、所述工件的覆盖区、所述工件的基准特征或所述工件的机加工特征。
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