申请/专利权人：大族激光科技产业集团股份有限公司

申请日：2020-12-15

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN114633027B

主分类号：B23K26/362

分类号：B23K26/362;B23K26/08;B23K26/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.07.05#实质审查的生效;2022.06.17#公开

摘要：本发明涉及一种激光打标方法及装置，该方法通过调整打标物的第一坐标系与打标头的第二坐标系适配，以使得打标物的中心位置与打标头的打标中心相对应，然后将打标物划分为第一单元至第M单元，移动打标物，使得第一单元与打标头的打标中心相对应，以进行打标，完成第一单元的打标后，再次移动打标物，使得下一单元对准打标头的打标中心完成打标，直至第M单元打标完成，通过多次移动打标物使得每个单元分别移动至打标中心，运动到位后打标对应的图案，当打标物曲率变化较大时，避免由于挡光导致存在加工盲区，从而影响打标效果，还能减少一次加工整个表面造成图案变形严重的问题，从而提高其打标精度。

主权项：1.一种激光打标方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一种激光打标装置，所述激光打标装置包括移动机构以及与所述移动机构连接的五轴打标平台；所述移动机构包括沿第一方向移动的第一移动件、搭载于第一移动件的移动端面且沿第二方向移动的第二移动件、搭载于第二移动件的移动端面且沿第三方向移动的第三移动件、转动连接于第三移动件的移动端面的第一支撑件以及转动连接于第一支撑件的移动端面的第二支撑件，所述第二支撑件用于连接五轴打标平台；所述第一支撑件绕第一轴转动，所述第一轴沿所述第二方向延伸；所述第二支撑件绕第二轴转动，所述第二轴沿第三方向延伸；打标头内导入打标图案，并记录打标头的坐标系为第二坐标系；将打标物放置在五轴打标平台上；调整打标物的第一坐标系，使得第一坐标系与第二坐标系相适配，此时打标物的中心位置与打标头的打标中心相对应；将打标物划分为第一单元至第M单元，包括获取打标物的三维坐标；获取打标物上待加工区域，按照预设值将该待加工区域划分为多个单元，并分别记录为第一单元至第M单元；打标物的待加工区域为曲面时，第一单元至第M单元基本为平面，第一单元至第M单元的划分数量根据打标物的曲率变化做相应调整；移动打标物，使得打标物上被划分出的第一单元与打标头的打标中心相对应，以进行打标；待第一单元完成打标后，再次移动打标物，以进行下一单元的打标操作，直至打标物上被划分出的第M单元完成打标；获取第一单元至第M单元在第一坐标系中的法向量，并计算得出该法向量相对第一移动轴的夹角，记录为第一夹角，同时计算得出该法向量相对第三移动轴的夹角，记录为第二夹角；移动打标物，使得打标物上被划分出的第一单元与打标头的打标中心相对应的步骤包括：获取第一夹角和第二夹角；获取第一单元在第一坐标系中的中心向量，将第一单元的中心向量以第一夹角绕第三移动轴转动，再以第二夹角绕第二移动轴转动，获取转动后的中心向量与第一移动轴的第一距离、获取转动后的中心向量与第二移动轴的第二距离以及获取转动后的中心向量与第三移动轴的第三距离；第一单元相对第三移动轴转动第一夹角；第一单元相对第二移动轴转动第二夹角；第一单元沿第一移动轴运动第一距离；第一单元沿第二移动轴运动第二距离；第一单元沿第三移动轴运动第三距离；其中，第二支撑件转动的第一夹角、第一支撑件转动的第二夹角通过计算第一单元的法向量分别与X轴、Z轴的夹角得出，第一移动件沿X轴移动的第一距离、第二移动件沿Y轴移动的第二距离以及第三移动件沿Z轴移动的第三距离通过第一单元的中心向量以第一夹角和第二夹角旋转后的中心向量距离X轴、Y轴、Z轴的距离得出，其算法具体为：在第一单元中取三个不同点A、B、C，其中，A的坐标为（x1,y1,z1），B的坐标为（x2,y2,z2），C的坐标为（x3,y3,z3），则由A指向B的向量=（x2-x1,y2-y1,z2-z1）,由B指向C的向量=（x3-x2,y3-y2,z3-z2）,则第一单元的法向量，设定法向量与X轴的第一夹角为，法向量与Z轴的第二夹角为，则第一夹角和第二夹角的计算公式如下： ，， ， ；当法向量与X轴的夹角为，法向量与Z轴的夹角为时，将法向量绕Z轴转动第一夹角即与X轴平行，再将法向量绕Y轴转动第二夹角即与Z轴平行；计算出第一夹角和第二夹角后，获取第一单元在第一坐标系中的中心向量，将第一单元的中心向量以第一夹角绕Z轴转动，再以第二夹角绕Y轴转动，获取转动后的中心向量与X轴的第一距离、获取转动后的中心向量与Y轴的第二距离以及获取转动后的中心向量与Z轴的第三距离，控制第一单元进行相适应的移动，从而能够将第一单元旋转平移至打标中心；第一单元的中心向量的坐标为（x0,y0,z0），中心向量以第一夹角绕第Z轴转动，再以第二夹角绕Y轴转动，得到转动后的中心向量，从而能够计算出转动后的中心向量与X轴、Y轴、Z轴的距离，其具体算法为： ， 。

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