[发明专利]一种多功能激光雕刻机系统及雕刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及雕刻机技术领域，尤其涉及一种多功能激光雕刻机及雕刻方法，可用于家用个性化小批量的饰品的雕刻和二维雕刻演示。

背景技术

近些年激光加工技术发展迅速，在各行各业中有了广泛的应用，如石材切割、木工雕刻、模具雕刻等。由于其精度高、效率快等优点，越来越多的工业构件采用激光技术。欧美等发达国家在这方面起步较早，开发设计制造工艺比较成熟，质量稳定，针对不同场合推出了功能相对完善的数控雕刻机。不过这些雕刻机主要是针对工业生产，价格昂贵，一台均价基本在几十万。激光雕刻机从机械结构上分类可分为：二维平面激光雕刻机、三维机械雕刻机以及旋转雕刻机，目前使用较广的是二维平面雕刻机。

随着人们对激光加工技术的认识，激光加工的民用需求日益强烈，而市场对民用需求主要针对学校的演示实验和个人DIY。现有激光加工设备大都为工业级，虽然精度很高，体积较大不利于携带，更多是集中生产和演示。可是民用型设备，对于精度要求不是很高，价格也合适，这是工业级设备无法满足的，这就需要一台可以满足个人DIY加工要求，且价格低廉，操作简单便于携带的激光雕刻设备。个人DIY的小型激光雕刻机，主要是采用废旧光驱作为平移台，用亚克力板做支撑架，将光驱放在支撑架上固定，软件上采用简单的G语言编程软件，这种的激光雕刻机小巧，雕刻面积受制于光驱大小，使用者需要一定的理论基础和动手能力,并且该种雕刻机形状不规则导致不方便携带。设计出对使用者友好，便于携带，雕刻面积适中的激光雕刻机是目前的一个热点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小型激光雕刻机系统以及雕刻方法，外观便携小巧，使用方便，可雕刻皮革、木质等材质的二维激光雕刻机，从而满足人们在日常生活中可DIY小饰品的需求。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种激光雕刻机系统，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；