申请/专利权人：聊城大学

申请日：2023-08-04

公开（公告）日：2023-12-26

公开（公告）号：CN117283144A

主分类号：B23K26/362

分类号：B23K26/362;B23K26/70;B23K26/046

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.01.12#实质审查的生效;2023.12.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于视觉识别的激光复刻机，通过设置遮光外壳、第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、照明模块，采用光电相机实现对原始工件的图像采集，利用图像处理技术，提取原始工件的图案。基于视觉伺服系统，分区采集工作台图像，识别待雕刻的工件，将提取原始工件的图案安装指定的比例整合到待雕刻的工件图像上，计算雕刻轨迹等加工信息，并将其传递给信息处理及运动控制器。通过设置激光雕刻刀平移丝杠、前后传动机构、激光雕刻刀升降丝杠组合动作实现X、Y、Z三个方向上精确移动，激光雕刻刀根据Z方向的位置信息自动调整对焦器的焦距，改变激光粗细。复刻机在雕刻的过程中，视觉伺服模块将实时雕刻位置、速度、方向等信息反馈给信息处理及运动控制器，信息处理及运动控制器对实际加工路径与目标图形进行实时比对和校正，实现控制系统的闭环控制，提高了雕刻精度。本发明设计出一种可靠、实用、简单、高效的基于视觉识别的激光复刻机。

主权项：1.一种基于视觉识别的激光复刻机，包括激光防护玻璃罩（1）、遮光外壳（2）、前后传动机构（3）、左右传动机构（4）、激光雕刻机构（5）、玻璃板（6）、光线反射模块（7）、扫描传动机构（8）、台下视觉扫描处理模块（9）、照明模块（10）、机架（11）、工作台（12）、台上视觉伺服模块（13），其特征在于：所述的前后传动机构（3）设置在工作台（12）上，前后传动机构（3）通过丝杆（302）、滚珠丝杠螺母座（303）驱动连接设置在滚珠丝杠螺母座（303）的左右传动机构（4）在前后方向运动；所述的左右传动机构（4）通过滚珠丝杠螺母座（401）、丝杆（402）驱动连接设置在滚珠丝杠螺母座（401）上的激光雕刻机构（5）在左右方向上运动；所述的前后传动机构（3）驱动左右传动机构（4）在前后方向进行移动，左右传动机构（4）驱动滚珠丝杠螺母座（401）沿丝杆（402）进行左右移动，从而实现雕刻位置的变化；所述的激光雕刻机构（5）包括激光雕刻刀（501）、激光雕刻驱动电机（502）、连接座（503）、联轴器（504）；激光雕刻刀（501）由激光雕刻驱动电机（502）、丝杆、滚珠丝杠螺母座驱动提供动力使激光器上下垂直运动；所述的激光雕刻刀（501）由激光雕刻驱动电机（502）、丝杆、滚珠丝杠螺母座通过连接座（503）固定在左右传动机构（4）的滚珠丝杠螺母座（401）上，激光雕刻刀（501）在三个维度上被驱动完成雕刻；激光雕刻刀（501）根据竖直方向的位置信息自动调整对焦器的焦距，改变激光粗细；所述的玻璃板（6）设置在工作台（12）的下方，玻璃板（6）连接设置在机架（11）上；玻璃板（6）与工作台（12）之间有间隔用于放置雕刻样本；玻璃板（6）的下方设置有光线反射模块（7）、扫描传动机构（8）、台下视觉扫描处理模块（9）、照明模块（10）；所述的光线反射模块（7）连接设置在扫描传动机构（8）上，光线反射模块（7）包括相互间隔设置的第一反光镜（701）、第二反光镜（702）、第三反光镜（703）；第一反光镜（701）首先扫描文字或图形，然后将信息反射到第二反光镜（702），再传给第三反光镜（703），最后传入光电相机（902）进行信息采集和处理；所述的扫描传动机构（8）包括连接座（801）、丝杆（802）、固定座（803）、滚珠丝杠螺母座（804）、联轴器（805）、步进电机（806）；连接座（801）连接光线反射模块（7），步进电机（806）通过联轴器（805）连接驱动丝杆（802），丝杆（802）与滚珠丝杠螺母座（804）螺纹配合驱动滚珠丝杠螺母座（804）沿丝杆（802）运动；滚珠丝杠螺母座（804）连接设置光线反射模块（7）；所述的连接座（801）、丝杆（802）、滚珠丝杠螺母座（804）、联轴器（805）、步进电机（806）通过固定座（803）连接设置在固定在机架（11）上；所述的台下视觉扫描处理模块（9）包括遮光罩（901）、光电相机（902）、信息处理及运动控制器（903）；遮光罩（901）为腔体结构且正对第三反光镜（703）的反射光的一侧设有镜头孔，光电相机（902）置于遮光罩（901）的腔体内，光电相机（902）的镜头通过镜头孔接受来自第三反光镜（703）的图像信息，并将信息传给信息处理及运动控制器（903），进行图像处理；所述的信息处理及运动控制器（903）设置在光电相机（902）的一侧；遮光罩（901）用于遮挡多余光线；信息处理及运动控制器（903）与其他电气部件电连接并控制后者进行工作；所述的照明模块（10）设置在扫描传动机构（8）上；照明模块（10）与第一反光镜（701）一同连接设置在连接座（801）上；照明模块（10）在第一反光镜（701）处的外壳上设置有一圈LED补光灯；所述的机架（11）的中部连接支撑工作台（12），机架（11）外侧在工作台（12）的上部设有激光防护玻璃罩（1），机架（11）外侧在工作台（12）的下部设有遮光外壳（2），遮光外壳（2）、玻璃板（6）、机架（11）形成封闭的腔体结构；所述的工作台（12）上侧为激光雕刻区域，工作台（12）下侧为视觉扫描及信息处理控制区域；所述台上视觉伺服模块（13）固定在工作台（12）上方的四个边角处，工作台（12）呈正方形设置等分成四个跟踪区域分别为工作台区域A（1201）；工作台区域B（1202）；工作台区域C（1203）；工作台区域D（1204）四个边角处的台上视觉伺服模块（13）中的每个均对相邻近的跟踪区域内的激光点进行跟踪，实时将激光点坐标传递给信息处理及运动控制器（903），信息处理及运动控制器（903）将激光点坐标与台下视觉扫描处理模块（9）获取的切割信息进行对比，基于视觉伺服技术完成激光雕刻过程的闭环控制。

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百度查询： 聊城大学 一种基于视觉识别的激光复刻机

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