有图象预处理的激光雕刻装置

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本发明属于应用领域的一种有图象予处理的激光雕刻装置。\n技术背景：专利J02121793、J02121792、J02121791、J02121790、J01095885、J63192585所用的激光雕刻都是采用“复制”（即COPY）技术或称之为“一步法”。主要结构是仿形传感器、激光雕刻头、控制器、激光器（包括激光电源）仿形传感器对图象进行扫描，测得每个点为“黑”或“白”，据此，决定雕刻件上对应该点的地方应该刻蚀与否。这种结构本身所带来的问题是按任意比例调整复制品的尺寸有困难。没有对图象进行编辑的功能，对同一个图象只能有一种复制品。\n本发明的目的：为克服上述缺点，增加激光雕刻的灵活性、多样性，使雕刻制成品更加丰富多采，把计算机辅助设计和图象处理引进激光雕刻，不但可以做到原有方案的复制功能，而且还可以在雕刻之前对欲雕刻的图象进行艺术加工，使之更臻理想的视觉效果。\n本发明的激光雕刻装置的结构如图1所示。图象扫描器（1）与图象处理计算机（2）相连接，图象处理计算机（2）连接有高分辨率显示器（3），并图象处理计算机与数控计算机（4）相联。数控计算机（4）输出端同时与三维运动数控加工装置（5）和与激光器电源（8）相联。激光器电源（8）输出连接到激光器（7）上，激光器（7）连接有导光系统（6）。导光系统（6）输出连接到三维运动数控加工装置上。\n图象扫描器（1）是该装置取得图象的手段，所取得的图象数据文件送给图象处理计算机（2），按照预期的要求，对图象数据文件进行预处理。处理前和处理后的图象显示在高分辨率彩色显示器（3）上。经过预处理的数据文件传送到数控计算机（4），在数控计算机中形成数控系统所能执行的目标文件，以目标文件控制激光器电源（8），此电源驱动激光器（7），输出的激光光束通过导光系统（6）后带动三维运动数控加工装置（5），至此，雕刻出理想的图象。\n上述本发明的图象处理计算机最好采用如图2所示的控制程序，则在图象处理过程中，能方便地对原始图象进行编辑，它可以：\na.选取可用图象的区域\nb.剪辑图象的内容\nc.修改图象的细节\nd.去除图象的噪声\n经过图象处理计算机的图象预处理之后，它可以：\na.使得输入图象的尺寸和雕刻制成品的尺寸比例任意调整，同时保证图象的高分辨率。\nb.对同一图象，使用不同的处理方法，比如改变亮度、对比度、灰度等级和灰度的阈值以及使图象反相等，得到的雕刻成品有完全不同的视觉效果。\nc.以文件方式存档不同的图象和不同视觉效果的图象，以备重复使用。\n本发明所采用的装置中\n图象扫描器的最高分辨率最好大于300点/英寸，最小的灰度等级最好是大于16级。输入图象的最小有效面积最好大于A4幅面。三维运动数控加工装置的平移速度大于6米/分，并三维可控。\n本发明的优点：\n由于发明采用了图象扫描器和两台计算机等合理的结构则便带来下述优点：\n1.图象预处理保证了大幅面制成品的高分辨率，本发明的装置所雕刻的最大幅面至少可达1500×1000平方毫米;\n2.同一图象经过图象预处理之后，得到不同艺术效果的制成品。\n3.图象的编辑功能强，图象数据文件保存方便;\n4.本装置适用范围广，被雕刻的材料可以是木材、玻璃、陶瓷、大理石、不锈钢等;\n5.做到一机多用，加上图象预处理装置，可以作为激光雕刻之用，不加图象预处理装置，可以作为激光切割、焊接和金属表面热处理之用。\n附图说明：\n图1是具有图象预处理的激光雕刻装置的结构方块图。\n图2是本发明的装置中图象预处理的程序流程图。\n最佳实施例：\n本装置中使用的：\n1.激光器（7）的轴流CO2激光器，输出脉冲峰值功率为2500瓦。\n2.激光器电源（8）的脉冲重复率为5KHz，控制脉冲的幅度为0-+15V，宽度＞50μs，功率控制的模拟电压为0-+5伏。\n3.导光系统（6）：保证焦点光斑直径约为0.3毫米。\n4.三维运动数控加工装置（5）轴向运动速度最高为10米/分，定位精度为5微米，三维可控。\n5.数控计算机（4）为KH8088。\n6.图象处理计算机（2）为KH286，所用程序控制流程图如图2所示。\n7.高分辨率显示器（3）为1024×768象素。\n8.图象扫描器（1）为MSF-300G，分辨率为300dpi。