[實用新型]一種基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標系統

有效

• 申請號: 201721067205.7
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN207223200U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王崎;顏潤明;鄧凱元;祝大植;劉樹成;雷亮;周金運
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/082;B23K26/042;B23K26/70
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本實用新型涉及激光打標技術領域，特別涉及一種基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標系統。

背景技術

激光打標是激光加工技術的重要應用，可應用于電子元器件、電工電器、手機通訊、五金制品、工具配件、精密器械等眾多領域。隨著激光振鏡掃描技術的發展，振鏡反射激光模式已成為激光打標領域的主流，其核心是激光標記控制系統。

飛行打標是指工件或物體在快速運動狀態下，激光仍能打出與靜止打標時一致的圖案。激光打標設備主要有：(1)激光打標控制卡及上位機軟件；(2)生產傳送帶；(3)掃描振鏡及激光器。飛行打標則增加了光電觸發系統和位移測量裝置。

另外，在振鏡的運動控制中，XY2-100協議作為數字化激光掃描振鏡的接口定義及通信協議被廣泛使用，XY2-100也是目前大多掃描振鏡的通用協議。目前，業界大多激光打標系統的加工數據完全由軟件產生，然后利用XY2-100協議發送給掃描振鏡，控制掃描振鏡運動，從而使激光器打標出正確的圖案。

一般的激光打標中，工件是靜止的，而飛行打標工件隨著傳送帶運動進行打標，在打標過程中會發生形變，因此通常在飛行打標系統中加入編碼器將傳送帶速度送入到激光打標控制卡，然后通過控制卡直接進行位移補償，從而打標出正確圖案。但是上述技術方案的缺點是系統實時性不高，因此系統精度不高，同時不能應用于速度不穩定的打標場合。而目前另一種新型補償方案是利用硬件進行補償，該技術方案精度高，但是對工件姿態要求較高，需要使用模板方式進入傳送帶，并且硬件成本較高。更重要的是該硬件補償方案直接利用FPGA對掃描振鏡本身進行操控，這種方案對于普通掃描振鏡不可行，因為大多掃描振鏡本身只有一個接口，無法對其內部進行操作。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是提出一種具有更好通用性、速度更快且精度更高、降低生產成本和提高生產效率的基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標系統，旨在提高飛行打標系統的加工精度和通用性技術問題。

為實現上述目的，本實用新型提出的一種基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標系統，包括激光器、激光打標控制卡、上位機、數據控制器以及設置于傳送帶上方的數字相機和掃描振鏡；所述數據控制器分別與所述掃描振鏡、所述激光打標控制卡、所述數字相機連接，所述激光打標控制卡還與所述上位機連接；所述數據控制器將所述激光打標控制卡與所述掃描振鏡之間的數據攔截，將所述數字相機拍攝到的待打標工件圖片處理以得到仿射變換參數后，所述數據控制器對攔截的加工數據進行修正并轉換為數字方波信號發送至所述掃描振鏡調整所述激光器進行打標。

優選地，所述激光打標控制卡與所述上位機通過USB端口相連通信，所述激光打標控制卡和所述掃描振鏡與所述數據控制器之間通過DB25接口相連且通過XY2-100協議通信。

優選地，所述仿射變換參數包括待打標工件相對標準模板位置的位置參量ΔX、ΔY和旋轉參量θ以及傳送帶傳送速度v。

優選地，所述傳送帶傳送速度v為所述數字相機對運動的工件連續拍攝兩張照片之間距離L1和所述數字相機拍攝兩張照片的時間間隔t1之間比值。

與現有技術相比，本實用新型技術方案具有以下優點：

(1)更好通用性。由于大部分的激光打標控制卡和掃描振鏡接口協議采用XY2-100的協議進行通信，因此本實用新型技術方案通過通用振鏡協議對激光打標控制卡進行數據截斷，重新計算后再發送至掃描振鏡，無需對現有激光打標系統作出任何改動，通過即插即用，可適用于市面上大部分的激光打標系統，因此具有更為廣泛的通用性。

(2)速度更快且精度更高。本實用新型技術方案采用數據反補償方式，實現將傳送帶的位移換算成振鏡移動的數據，并疊加到X方向進行反向補償。由于本實用新型系統采用的是數據補償，傳送帶速度的快慢僅會影響補償數據的大小，因此本實用新型技術方案突破了傳送帶速度的瓶頸，理論上只要掃描振鏡移動速度足夠大，工件上在任何速度下均能打標出于靜止打標時相一致的圖案，另外，本實用新型技術方案可應用于速度不穩定的打標場合，因此相對于現有技術具有速度更快且精度更高。