[发明专利]即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种雷射飞行打标系统及其方法，特别是关于一种即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法。

背景技术

目前，三维雷射飞行打标技术主要是先读取工件的图像模型(例如CAD档等)或通过三维建模的方式取得工件的完整三维模型，然后将读取的图像模型或通过建模得到的完整三维模型进行分区，通过雷射刻印头移动至各区，来对各区进行打标，但换言之，现有技术具有以下的缺点：首先，需先取得工件的图像模型或者完整三维模型，否则将无法进行后续的加工动作；再者，对于少量且多样的加工情况，三维建模会耗费许多时间；另外，分区块进行打标的方式，则在打标的过程中，雷射刻印头或者工件需要经过多次移动、停顿及打标的流程，因此无法一次性的飞行打标，而造成速度慢且在色泽及纹路的连续性上亦相对较差；以及目前三维雷射飞行打标仅针对较简单的曲面的工件进行打标，例如：圆柱面或球面等，而对于较复杂的曲面，仍然存在着打标精度不高的问题。

有鉴于此，本发明提供一种雷射飞行打标系统及其方法，特别是一种即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法。

发明内容

为了解决上述先前技术的问题，本发明提供一种即时三维建模之雷射飞行打标系统，包括：雷射源，用以发射雷射光；雷射刻印头，具有振镜模组，用以对工件进行雷射飞行打标；振镜控制模组，电性连结至雷射刻印头，用以控制振镜模组；三维资讯撷取装置，用以撷取工件的三维资讯；视觉演算 法运算模组，电性连接至三维资讯撷取装置，用以建构工件的三维模型并进行纹理贴合；承载移动装置，用以承载及移动三维资讯撷取装置及雷射刻印头；路径规划模组，电性连接至承载移动装置，用以计算雷射刻印头及三维资讯撷取装置的路径；以及控制器，电性连结至雷射源、视觉演算法模组、路径规划模组及振镜控制模组，用以控制雷射源、视觉演算法模组、路径规划模组及振镜控制模组。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其承载移动装置是机械手臂或工具机其中任一。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其振镜控制模组、视觉演算法运算模组或路径规划模组其中任一以上是存在于控制器中。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射刻印头与振镜控制模组是存在于雷射刻印系统中；或者三维资讯撷取装置与视觉演算法运算模组是存在于三维视觉系统中；或者承载移动装置与路径规划模组是存在于承载移动系统中。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置撷取工件的三维资讯及雷射刻印头打标工件是同时运作。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组建构工件的三维模型是采局部建模的方式，而不对工件进行完整建模。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组在局部建模后，即将局部建模的三维资讯附加至要打标的纹理图样上。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组在纹理贴合后，保留具三维资讯的新纹理图样，而不保留原始的三维资讯。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其路径规划模组更会计算雷射刻印头的姿态。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其路径规划模组更会 计算雷射飞行打标时的位移偏移。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射飞行打标是指雷射刻印头相对于工件的表面朝一方向移动，且所述方向会不断变化。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置在撷取工件的局部的三维资讯后，雷射刻印头才进行雷射飞行打标。

藉由上述的系统，本发明更提供一种即时三维建模之雷射飞行打标方法，包括：撷取工件的三维资讯；建构工件的三维模型并进行纹理贴合；估测路径及估测姿态；以及依照估测出的路径及姿态，对工件进行雷射飞行打标。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其所述建构工件的三维模型并进行纹理贴合，包含下列步骤：根据撷取到的三维资讯，建构工件的局部三维模型；计算出局部三维模型的三维资讯；附加纹理图样至三维资讯中，获得新局部三维模型；以及删除原始的局部三维模型。

在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其所述估测路径，包含下列步骤：计算出新局部三维模型的法向量、初始滑动方向及中心点座标；根据法向量、初始滑动方向及中心点座标，计算出新局部三维模型的轮廓；以及计算轮廓在中心点座标的切线向量。