[发明专利]一种多角度视觉定位的激光打标机及其激光打标的方法

说明书

一种多角度视觉定位的激光打标机及其激光打标的方法，包括激光振镜扫描光路模块、红光预览模块、激光外同轴机器视觉定位模块、Z轴自动调焦升降台模块、θ1多角度旋转工作台模块。激光打标的方法分为三个阶段：机器调试阶段、产品待加工位定位学习阶段、激光打标阶段。在高良品率的要求下，快速实现单件产品多个工作面高精度自动化激光打标处理。

技术领域

本发明涉及激光打标机技术领域，尤其是一种集成了激光振镜扫描雕刻、红光预览、机器视觉定位、运动控制的激光打标机，以及这种激光打标机自动化打标的方法。

背景技术

随着我国的快速发展，数控激光加工技术以其柔韧性和灵活性在非金属加工领域逐步取代了传统加工手段。随着近代电子产品加工技术的迅猛发展，对不同种类产品加工的快速切换，加工速度，精度外观一致性和自动化集成要求越来越高。一种多角度视觉定位的激光打标机能很好满足这种需求。

已公开的专利申请“带检测的激光打标机”(申请号：201410190865.9)公布了一种装有“vision检测组件”的激光打标机，可以在打标前检测打标的位置。其主要缺点是自动化程度相对较低，不能实现智能定位，打标的精度也不够。

发明内容

为了提高激光打标机的自动化程度以及激光打标的精度，本发明采用了以下的技术方案。

一种多角度视觉定位的激光打标机包括激光振镜扫描光路模块、红光预览模块、激光外同轴机器视觉定位模块、Z轴自动调焦升降台模块和θ1多角度旋转工作台模块。

θ1多角度旋转工作台模块安装在Z轴自动调焦升降台模块上。

激光振镜扫描光路模块包括激光器和合束镜，激光器发出的激光光束和红光预览模块发出的红光光束在经过合束镜后光束路径相同，并照射至待加工产品的表面。

激光外同轴机器视觉定位模块检测和对比产品待加工位的视觉特征点，辅助Z轴自动调焦升降台模块与θ1多角度旋转工作台模块记忆和调整产品待加工位的θ1角度和Z轴坐标。

激光振镜扫描光路模块还包括扩束镜、合束镜片、45°反射镜片、X扫描振镜、Y扫描振镜、聚焦镜、透反镜。

激光光束从激光器中发出，经过扩束镜、合束镜后到达45°反射镜，然后经X扫描振镜和Y扫描振镜的偏摆到达聚焦镜，聚焦后照射到透反镜上，经反射后到达产品的待加工位表面，对产品进行激光打标。

红光预览模块还包括红光笔和红光笔固定座。

激光外同轴机器视觉定位模块主要由工业相机构成。

Z轴自动调焦升降台模块主要由Z轴自动调焦升降台构成。

θ1多角度旋转工作台模块包括θ1多角度旋转工作台和产品固定夹具。

产品固定夹具装配在θ1多角度旋转工作台上，可360度自由旋转。

产品固定夹具用于固定待加工产品。

激光打标的方法为：

步骤S1：将待加工产品安装在θ1多角度旋转工作台模块上；

步骤S2：开启红光预览模块和激光外同轴机器视觉定位模块，红光预览模块产生的红光光束照射到待加工产品的表面，激光外同轴机器视觉定位模块抓取待加工产品表面的视觉特征，系统自动比对红光出光中心、工业相机视野中心、产品激光打标位置三者是否重合，若重合执行步骤S4，否则执行步骤S3；

步骤S3：当红光出光中心、工业相机视野中心、产品激光打标位置这三者有偏差时，可以调整激光外同轴机器视觉定位模块和激光振镜扫描光路模块，直到这三者重合；