[发明专利]一种多功能激光雕刻机系统及雕刻方法

权利要求书

1.一种激光雕刻机系统，其特征在于，包括上位机、壳体以及置于壳体内部的激光器、X轴模块(4)、Y轴模块(5)、摄像头(6)、控制模块(7)以及载物台；壳体包括上盖(1)、底座和后盖；

所述摄像头(6)和X轴模块(4)均安装在上盖(1)的上部，所述Y轴模块(5)安装在所述底座上，X轴模块(4)和Y轴模块(5)均通过在导轨上配置滑块，并由步进电机驱动的形式实现；所述激光器固定在所述X轴模块(4)的滑块上，载物台用于盛放被雕刻样品，并置于所述Y轴模块(5)中滑块的上表面；所述X轴模块(4)中滑块与Y轴模块(5)中滑块的运动方向互相垂直且均与载物台平面平行；所述激光器的出光口以及摄像头的视场朝向所述载物台,并产生用于雕刻的激光；

所述控制模块(7)与上位机相连，接收上位机发送的控制指令；并根据控制指令分别控制激光器的点亮或熄灭，根据控制指令驱动X轴模块(4)和Y轴模块(5)中两个步进电机的运转，从而控制滑块的位置；根据控制指令控制摄像头的打开或关闭，并将摄像头拍摄的视频传输回上位机；

所述上位机包括逐点雕刻模块、循迹雕刻模块以及图像处理模块；

其中，所述图像处理模块向用户提供图像处理界面，并将用户指定的原始图像显示在图像处理界面上；对所述原始图像进行二值化，得到待雕刻图像，并在图像处理界面上显示；根据用户选择，图像处理模块对待雕刻图像求边界，得到待雕刻图像的边界图像，并显示在图像处理界面上；

所述逐点雕刻模块向用户提供逐点雕刻界面，在雕刻开始之前，显示所述摄像头(6)拍摄的视频，供用户调整被雕刻样品在载物台的位置；所述逐点雕刻模块调用所述待雕刻图像，并在图像的每一行像素中扫描出每个需要雕刻的像素点，获取需要雕刻的像素点的位置，获得该行位置的Y值，根据该行位置的Y值向控制模块(7)发送Y轴模块(5)中步进电机的运转指令；根据该位置的X值向控制模块(7)发送X轴模块(4)中步进电机的运转指令，当X轴模块(4)中滑块运动到需要雕刻的位置，向控制模块(7)发送激光器点亮指令，经过设定的激光点亮时间后，向控制模块(7)发送激光器熄灭指令；根据本行下一点的X轴位置，向控制模块(7)发送X轴模块(4)中步进电机的运转指令，直到本行雕刻结束；当一行雕刻结束后，进行下一行的雕刻时，获得该行位置的Y值，根据该行位置的Y值向控制模块(7)发送Y轴模块(5)中步进电机的运转指令；如此类推，直至待雕刻图像的所有点 雕刻完成；

所述循迹雕刻模块向用户提供循迹雕刻界面，在雕刻开始之前，显示所述摄像头拍摄的视频，供用户调整被雕刻样品在载物台的位置；

所述循迹雕刻模块调用所述待雕刻图像的边界图像，并获得开始雕刻第一点的位置，根据该位置，向控制模块(7)发送X轴模块(4)和/或Y轴模块(5)发送运动指令；到位后，向控制模块(7)发送激光器点亮指令，经过设定的激光点亮时间后，向控制模块(7)发送激光器熄灭指令；当雕刻完第一个点之后，扫描待雕刻图像上该第一个点周围的左上、正上、右上、正左、正右、左下、正下、右下的8个坐标点，以顺时针方向从正上的坐标点开始扫描，将扫描到的第一个需要被雕刻的点，作为下一个要雕刻的点，依据该点的位置，依次向控制模块(7)发送X轴模块(4)、Y轴模块(5)发送运动指令以及激光器点亮指令，直至该边界图像雕刻完毕，将该边界从待雕刻图像中删除，图像处理模块再次得到待雕刻图像的边界图像，循迹雕刻模块继续对新产生的边界图像进行雕刻，以此类推，至所有点雕刻完毕。

2.如权利要求1所述的一种激光雕刻机系统，其特征在于，上位机与所述控制模块(7)间通信通过USB串口、蓝牙或者WIFI实现。

3.如权利要求1所述的一种激光雕刻机系统，其特征在于，所述图像处理模块在图像处理界面上设置二值化阈值输入端口，图像处理模块根据用户输入的二值化阈值对原始图像进行二值化处理。

4.如权利要求1所述的一种激光雕刻机系统，其特征在于，所述图像处理模块在图像处理界面上设置缩放比例输入端口，图像处理模块根据用户输入的缩放比例对原始图像进行缩放处理。

5.如权利要求1所述的一种激光雕刻机系统，其特征在于，所述图像处理模块在图像处理界面上设置是否需要镜像的输入端口，图像处理模块根据用户的镜像需求对原始图像进行镜像处理，并且进行二值化处理，得到待雕刻图像。

6.如权利要求1所述的一种激光雕刻机系统，其特征在于，所述设定的激光点亮时间为70ms。