TW202035052A - 分線連續打標之雷射打標系統 - Google Patents

Abstract

一電腦圖形分線裝置將所欲打標的一打標圖形做有序的分線，並依據該分線計算出所能移動的最大行程。依據此方式沿著X軸方向移動，對整條選定之線的選定點找出各選定點所能移動的最大行程，因此這些最大行程在線的上下方形成一區帶Z。在此區帶Z中，得到一通過此區帶Z之移動線，此移動線即為滑台相對於打標振鏡的移動的軌跡。再沿著該移動線上的每一點，計算該點與選定線沿著Y軸的距離，即打標偏移距離，此即為雷射打標機的打標振鏡在該選定線的每一點所必須移動進行打標的點。應用此一方式，可以進行雷射打標。其優點為因為滑台相對於打標振鏡的移動的軌跡為較平緩的曲線甚至為直線，所以可以維持較為固定的移動速度，所以打標出來的線相當平整。再者在一次作業中連續將一線打標完成，所以該線就沒有接續點中斷續的痕跡，而顯示出完成平滑且接近規劃之線段的外觀。本案也適於係對原來的圖劃分成數個不同的區域，對每一區域進行上述的打標作業，而當從一區域進入另一區域時，該滑台相對於雷射打標機的移動並沒有停止，而且維持平滑的路徑。

Description

分線連續打標之雷射打標系統

本發明係有關於用於雷射打標，其主要使用在線段形式圖形的雷射打標，尤其是一種分線連續打標之雷射打標系統。

雷射打標機是應用雷射光束經過透鏡的處理達到高度聚焦後，在雷射加工物件上應用雷射光束達到打標、除料、切割或雕刻的目的。一般將打標物件置於一滑台上。再應用馬達系統控制該滑台的移動及轉動，將該滑台移動到適合打標的位置以進行打標作業。

由於雷射打標機打標範圍有所限制，在處理大型打標物件或者大型打標圖形時雷射打標機必須先對所欲打標的打標圖形分割為多個部分，然後調整雷射打標機對準該加工物件的不同對應位置並進行打標，而拼接出完整的圖案。先前技術的處理方法皆由人工手動進行打標圖形的分割與排序，再由人工控制滑台進行打標的對位，難以避免接縫不全的情況。因此對於過於複雜的大型打標圖形，人工調教的工作非常費時費力，甚至複雜到無法人力進行。

在改良的技術中對於線性的圖形可以進行分線再一次打標，就沒有上述圖形會有斷線的情況，但是如果圖形不是平滑曲線而是具有尖角性的彎角時，此時滑台與打標機相對位移時，就必須進行加速與減速的操作。但是此一操作會影響整個作業程序。

故本案希望提出一種嶄新的自動化雷射打標圖形分線打標系統，以解 決先前技術上的缺陷。除了自動對打標圖形進行分線外，在打標時，能夠考慮到相鄰彎折部的特殊情況而加以改良，進而打標後的圖案可以達到高品質的效果，以避免打標後的圖案產生撕裂空隙、扭曲或是視覺上不正常之虛線。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種分線連續打標之雷射打標系統，其優點為因為滑台相對於打標振鏡移動的軌跡為較平緩的曲線甚至為直線，所以可以維持較為固定的移動速度，所以打標出來的線相當平整。再者在一次作業中連續將一線打標完成，所以該線就沒有接續點中斷續的痕跡，而顯示出完成平滑的且接近規劃之線段的外觀。

為達到上述目的本案提出一種分線連續打標之雷射打標系統，包含：一雷射打標機，可以發射雷射光束以進行打標之用，該雷射打標機所發出的雷射光束可以投射到一打標物件進行打標，而在該打標物件呈現打標的圖案，其中打標振鏡在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，在將雷射光投射出去而達到打標的目的；一滑台，其上置有該打標物件，該雷射打標機可以將雷射光束照射到該打標物件上，而在該打標物件形成經雷射光束打標的圖文；其中該滑台係在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，以接受該雷射打標機所投射的雷射光束而達到打標的目的；一電腦裝置，可以根據該雷射打標機的位置及打標方向決定整個打標空間及置物機台的空間座標；一雷射打標控制器，用於控制該雷射打標機、該馬達系統及該滑台，以在該打標物件上進行所需要的打標作業；一圖形打標規劃器，對於一由 線構成的打標圖形中的各線進行該雷射打標機打標路徑的規劃，其方式為對於打標圖形中的各線，先由該滑台相對於該雷射打標機進行平滑路徑相對移動，然後對於該平滑路徑中的各點，再調整該雷射打標機的打標振鏡在X、Y軸方向移動到所需要的打標點進行打標。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10‧‧‧雷射打標機

12‧‧‧打標振鏡

20‧‧‧滑台

30‧‧‧馬達系統

40‧‧‧打標圖形

50‧‧‧電腦裝置

60‧‧‧雷射打標控制器

70‧‧‧電腦圖形分線裝置

75‧‧‧圖形打標規劃器

80‧‧‧線

81‧‧‧選定點

83‧‧‧最大行程

84‧‧‧移動線

85‧‧‧線

90‧‧‧L形線

100‧‧‧打標物件

110‧‧‧區域

圖1顯示本案之系統元件架構方塊圖。

圖2顯示本案之打標圖形之範例。

圖3顯示圖2之打標圖形的分線圖。

圖4顯示圖2之打標圖形的另一種分線方式。

圖5顯示本案之打標圖形分線後的選定線的上下方形成一區帶Z。

圖6顯示本案之另一實施例，其中對於L形線在該折角進行補償。

圖7中顯示本案之另一實施例，係對原來的圖劃分成不同的區域以進行打標作業。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，本案中只要是對於由線所構成的圖形，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖1至圖6所示，顯示本發明之圖形分線打標規劃系統，其主要使用在雷射打標機系統上，包含下列元件：一雷射打標機10，可以發射雷射光束以進行打標之用。該雷射打標機10所發出的雷射光束可以投射到一打標物件100進行打標，而在該打標物件 100呈現打標的圖案。其中打標振鏡12在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，在將雷射光投射出去而達到打標的目的。

一滑台20，其上置有該打標物件100。該雷射打標機10可以將雷射光束照射到該打標物件100上，而在該打標物件100形成經雷射光束打標的圖文。 一般該圖文相當美觀，而且具有豐富的質感，非一般印表機列印或印刷所可達成者。其中該滑台20係在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，以接受該雷射打標機10所投射的雷射光束而達到打標的目的。

所以在打標時為了將雷射光束投射到所需要的打標點，該滑台20及該打標振鏡12必須係在X、Y軸方向移動。因此必須先依據打標的圖案先規劃該滑台20相對於該打標振鏡12的移動軌跡。

一馬達系統30，主要用於控制該滑台20在X、Y軸方向的移動，因此可將該滑台20移動到適合打標的位置。

一電腦裝置50，可以根據該雷射打標機10的位置及打標方向決定整個打標空間及置物機台的空間座標。

該電腦裝置50可標示出整個打標空間的二維圖形，並接收使用者之輸入之打標圖形40。因此根據該打標圖形40在二維空間的幾何位置，計算出該打標圖形40對應該二維空間的點座標。該電腦裝置50將二維空間的點座標向外傳送。

一雷射打標控制器60，用於控制該雷射打標機10、該馬達系統30及該滑台20，以在該打標物件100上進行所需要的打標作業。

一電腦圖形分線裝置70，連接該電腦裝置50及該雷射打標控制器60，可以將一打標圖形40分割成數條線，如圖2、圖3及圖4所示，圖2顯示未分線的 圖形，圖3A、圖3B顯示已分線後的圖形，圖4A、圖4B顯示另一種分線方式。所以可能有各種不同的分線方式，並不影響本案的實施。

一圖形打標規劃器75，對上述由該電腦圖形分線裝置70所分割的每一條線進行該雷射打標機10打標路徑的規劃，使的整個打標的路徑可以達到最高的效率而且可以最接近原來的圖形。所謂最高的效率指可以最快的時間或者是最短的行程達到打標的目的。

茲以圖2則情況作為說明，其中將該圖形分為兩線80、85。茲說明本案中的打標規畫如下；對該圖形設定X及Y座標，對於選定的線80中規劃選定的點81，對於各個選定點81依據該打標振鏡12在Y軸的上下方計算所能移動的最大行程83，此最大行程即為當打標振鏡12的中心點對準該選定線的一選定點81時，該打標振鏡12在Y軸上所可以投射雷射光束的最大範圍。依據此方式沿著X軸方向移動，對整條選定之線80的選定點81找出各選定點所能移動的最大行程，因此這些最大行程在線的上下方形成一區帶Z，如圖5中所示者。

在此區帶Z中，得到一通過此區帶Z之移動線84，此移動線即為滑台20相對於打標振鏡12的移動的軌跡。較佳者該移動線為一平滑曲線，更佳者該移動線為一直線。

沿著該選定線80上的每一點81，計算該點與選定線沿著Y軸的距離，即打標偏移距離，此即為雷射打標機的打標振鏡12在該選定線80的每一點81所必須移動進行打標的點。

然後依據上列計算的結果將該滑台20相對於打標振鏡12的移動軌跡(即移動線84)，及振鏡偏移打標的位置的訊息傳送到該雷射打標控制器60，再 由該雷射打標控制器60依據這些數據，決定該馬達系統30控制之該滑台20及該雷射打標機10中的打標振鏡12的相對位置，然後由該雷射打標機10對該打標物件100上的對應區域進行打標。較佳之方式為先以該雷射打標機10沿著該選定線80的選定點81移動，在每一選定點上，根據所計算的打標偏移距離調整該應用該打標振鏡12在X及Y軸上的移動進行打標，當該雷射打標機10沿著選定線80進行加工時，滑台20也同時沿著規畫好的移動線84進行移動，進而加快整體的打標速度，並維持良好的加工品質。

依據上列的步驟對該電腦圖形分線裝置70所分割的每一條線80、85進行打標。即完成打標作業。對該電腦圖形分線裝置70所分割的線，可能有多種方式，但是這些不同的方式並不會影響最後的打標結果。

圖6中顯示本案之另一實施例，其中L形線90，在本案中可看出該移動線84為一具有平滑折角的線，而在該折角處必須進行補償。

圖7中顯示本案之另一實施例，其中係對原來的圖劃分成數個不同的區域110，對每一區域110進行上述的打標作業，而當從一區域110進入另一區域110時，該滑台20相對於雷射打標跡10的移動並沒有停止，而且盡量維持平滑的路徑，所以可使整個打標圖案的中斷點達到最少，因此可以加快整體的打標速度。

本案的優點在於應用一電腦圖形分線裝置將所欲打標的一打標圖形做有序的分線，並依據該分線計算出所能移動的最大行程。依據此方式沿著X軸方向移動，對整條選定之線的選定點找出各選定點所能移動的最大行程，因此這些最大行程在線的上下方形成一區帶Z。在此區帶Z中，得到一通過此區帶Z之移動線84，此移動線即為滑台20相對於打標振鏡12的移動的 軌跡。再沿著該移動線上的每一點，計算該點與選定線沿著Y軸的距離，即打標偏移距離，此即為雷射打標機的打標振鏡12在該選定線80的每一點81所必須移動進行打標的點。應用此一方式，可以進行雷射打標。其優點為因為滑台20相對於打標振鏡12的移動的軌跡為較平緩的曲線甚至為直線，所以可以維持較為固定的移動速度，所以打標出來的線相當平整。再者在一次作業中連續將一線打標完成，所以該線就沒有接續點中斷續的痕跡，而顯示出完成平滑且接近規劃之線段的外觀。

綜上所述，本案人性化及自動化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10‧‧‧雷射打標機

12‧‧‧打標振鏡

20‧‧‧滑台

30‧‧‧馬達系統

40‧‧‧打標圖形

50‧‧‧電腦裝置

60‧‧‧雷射打標控制器

70‧‧‧電腦圖形分線裝置

75‧‧‧圖形打標規劃器

100‧‧‧打標物件

Claims (8)

1. 一種分線連續打標之雷射打標系統，包含：一雷射打標機，可以發射雷射光束以進行打標之用，該雷射打標機所發出的雷射光束可以投射到一打標物件進行打標，而在該打標物件呈現打標的圖案，其中打標振鏡在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，再將雷射光投射出去而達到打標的目的；一滑台，其上置有該打標物件，該雷射打標機可以將雷射光束照射到該打標物件上，而在該打標物件形成經雷射光束打標的圖文；其中該滑台係在X、Y軸方向移動到所需要的打標點，以接受該雷射打標機所投射的雷射光束而達到打標的目的；一電腦裝置，可以根據該雷射打標機的位置及打標方向決定整個打標空間及置物機台的空間座標；一雷射打標控制器，用於控制該雷射打標機、該馬達系統及該滑台，以在該打標物件上進行所需要的打標作業；一圖形打標規劃器，對於一由線構成的打標圖形中的各線進行該雷射打標機打標路徑的規劃，其方式為對於打標圖形中的各線，先由該滑台相對於該雷射打標機進行平滑路徑相對移動，然後對於該平滑路徑中的各點，再調整該雷射打標機的打標振鏡在X、Y軸方向移動到所需要的打標點進行打標。
2. 如申請專利範圍第1項之分線連續打標之雷射打標系統，尚包含一電腦圖形分線裝置，連接該電腦裝置及該雷射打標控制器，可以一打標圖形分割成數條線。
3. 如申請專利範圍第1項之分線連續打標之雷射打標系統，其中該圖形打標規劃器對該打標圖形的各線設定X及Y座標，對於該打標圖形的各線中選定的線規劃選定的點，對於各個選定點依據該打標振鏡在Y軸的上下方計算所能移動的最大行程，此最大行程即為當打標振鏡的中心點對準該選定線的一選定點時，該打標振鏡在Y軸上所可以投射雷射光束的最大範圍；依據此方式沿著X軸方向移動，對整條選定之線的選定點找出各選定點所能移動的最大行程，因此這些最大行程在線的上下方形成一區帶Z；在此區帶Z中，得到一通過此區帶Z之移動線，此移動線即為滑台相對於打標振鏡的移動的軌跡；以及沿著該選定線上的每一點，計算該點與選定線沿著Y軸的距離，即打標偏移距離，此即為雷射打標機的打標振鏡在該選定線的每一點所必須移動進行打標的點；依據上列的步驟對該電腦圖形分線裝置所分割的每一條線進行打標，即完成打標作業。
4. 如申請專利範圍第3項之分線連續打標之雷射打標系統，其中該移動線為一平滑曲線。
5. 如申請專利範圍第3項之分線連續打標之雷射打標系統，其中該移動線為一直線。
6. 如申請專利範圍第3項之分線連續打標之雷射打標系統，其中依據上列計算的結果將該滑台相對於打標振鏡的移動軌跡，即移動線，及振鏡偏移打標的位置的訊息傳送到該雷射打標控制器，再由該雷射打標控制器依據這些數據，決定該馬達系統控制之該滑台及該雷射打標機中的打標振鏡 的相對位置，然後由該雷射打標機對該打標物件上的對應區域進行打標。
7. 如申請專利範圍第6項之分線連續打標之雷射打標系統，其中先以該雷射打標機沿著該選定線的選定點移動，在每一選定點上，根據所計算的打標偏移距離調整該應用該打標振鏡在X及Y軸上的移動進行打標，當該雷射打標機進行移動加工時，滑台也同時沿著所規劃的選定線進行移動。
8. 如申請專利範圍第6項之分線連續打標之雷射打標系統，其中係對原來的圖劃分成數個不同的區域，對每一區域進行上述的打標作業，而當從一區域進入另一區域時，該滑台相對於雷射打標機的移動並沒有停止，而且維持平滑的路徑。

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