螺旋弹簧的激光打标方法与流程

本发明涉及弹簧的激光打标方法。

背景技术：

目前，对螺旋弹簧的标识主要依靠人工在弹簧的表面刷涂油漆来实现。这种方式不仅效率低下，容易出错，而且也不够环保，在弹簧装配后还可能出现掉漆的现象，导致工作人员无法看清标识。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种螺旋弹簧的激光打标方法，该方法不仅打标效率高，环保性好，而且能保证不同弹簧的打标位置具有良好的一致性。

本发明所采用的技术方案是：一种螺旋弹簧的激光打标方法，包括以下步骤；

a、通过标定，建立图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系之间的对应关系；

b、定位螺旋弹簧,螺旋弹簧的待打标的端圈正对图像采集设备的镜头；

c、图像采集设备对螺旋弹簧进行图像采集，对采集到的图像进行分析，确定打标位置在图像坐标系下的坐标，并根据图像坐标系与工作坐标系之间的对应关系，确定打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标发送给激光打标机；

d、激光打标机根据打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标图案打印在螺旋弹簧的表面。

本发明至少具有以下优点：

1、本发明由于采用了激光打标的方式对螺旋弹簧进行标识，与人工刷涂油漆的方式相比，不仅效率高，清洁无污染，而且激光打的色标整齐规范，误差极小，不容易脱落；

2、本发明通过图像采集设备对采集到的待打标的螺旋弹簧的图像进行图像分析，实现了对打标位置的自动准确定位，不仅提高了激光打标的效率，而且能保证不同弹簧的打标位置具有良好的一致性。

附图说明

图1是本发明螺旋弹簧的激光打标方法的一个实施例的流程示意图。

图2示出了根据本发明实施例的图像采集设备与螺旋弹簧的位置关系示意图。

图3示出了根据本发明实施例的图像采集设备所拍摄到的螺旋弹簧的图像。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

请参考图1。根据本发明一实施例的一种螺旋弹簧的激光打标方法，包括以下步骤；

a、通过标定，建立图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系之间的对应关系；

b、定位螺旋弹簧,螺旋弹簧的待打标的端圈正对图像采集设备的镜头；在一种具体的实施方式中，可以通过定位工装将螺旋弹簧定位在预定的一个位置。所有待打标的螺旋弹簧的定位基准一致。图2示出了图像采集设备与螺旋弹簧的位置关系示意图，从图2可以看出，图像采集设备的镜头91正对着螺旋弹簧8的待打标的端圈81；

c、图像采集设备螺旋弹簧进行图像采集，对采集到的图像进行分析，确定打标位置在图像坐标系下的坐标，并根据图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系之间的对应关系，确定打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标发送给激光打标机；在本实施例中，图像采集设备包括ccd相机9a及图像控制器（图中未示出），图像控制器与ccd相机通信连接，ccd相机将采集到的图像发送给图像控制器，由图像控制器对图像进行分析；

d、激光打标机根据打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，控制激光打标头移动，将打标图案打印在螺旋弹簧的端圈表面。

可选地，在步骤a中，通过标定，将图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系统一为同一坐标系。这样的话，打标位置在图像坐标系中的坐标值与工作坐标系中的坐标值是一样的，从而避免了因此所带来的计算。

图3示出了根据本发明实施例的图像采集设备所拍摄到的螺旋弹簧的图像。图3中的白色部分为螺旋弹簧的端圈的图像。前述的图像坐标系以图像下边缘为坐标系x轴，以图像左边缘为坐标系y轴。结合图3所示，在步骤b中，对采集到的图像进行分析、确定打标位置在图像坐标系下的坐标具体包括以下步骤：

在采集的图像上识别出螺旋弹簧的端圈的外圆周轮廓线9a、内圆周轮廓线9b以及端面轮廓线9c，上述的轮廓线例如可以通过图像边缘识别的方式加以识别；

根据外圆周轮廓线9a确定螺旋弹簧的中心点o，以中心点o为原点、经过中心点o的水平线为x轴、经过中线点o的竖直线为y轴建立参考坐标系；

以螺旋弹簧的中心点o为圆心、r为半径绘制一个中间圆9d，r=r2+（r1-r2)/2；r1为螺旋弹簧的端圈的外圆周轮廓线9a的半径，r2为螺旋弹簧的端圈的内圆周轮廓线9b的半径，即中间圆9d位于外圆周轮廓线9a与内圆周轮廓线9b之间；

识别中间圆9d与端面轮廓线9c的交点p，绘制该交点p与中心点o之间的连线op；

以中心点o为端点，绘制一条与连线op具有预定大小的夹角β的线段，识别线段与外圆周轮廓线9a的交点f，确定线段与外圆周轮廓线的交点f在图像坐标系下的坐标，作为打标位置在图像坐标系下的坐标。在图中的示例中，上述预定大小的夹角β小于连线op与参考坐标系的x轴正半轴之间的夹角θ，夹角β的大小例如为30°，这样的话，保证了打标位置位于螺旋弹簧的端圈上。

对于每一个要打标的螺旋弹簧来说，由于线段of与连线op之间的夹角β相等，因此保证了不同弹簧的打标位置具有良好的一致性。

在本实施例中，前述的螺旋弹簧为气门弹簧。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种螺旋弹簧的激光打标方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、通过标定，建立图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系之间的对应关系；

b、定位螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的待打标的端圈正对图像采集设备的镜头；

c、图像采集设备对螺旋弹簧进行图像采集，对采集到的图像进行分析，确定打标位置在所述图像坐标系下的坐标，并根据所述图像坐标系与工作坐标系之间的所述对应关系，确定所述打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标发送给激光打标机；

d、激光打标机根据打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标图案打印在螺旋弹簧的表面。

2.如权利要求1所述的螺旋弹簧的激光打标方法，其特征在于，在所述的步骤a中，通过标定，将图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系统一为同一坐标系。

3.如权利要求1或2所述的螺旋弹簧的激光打标方法，其特征在于，在所述的步骤b中，对采集到的图像进行分析、确定打标位置在所述图像坐标系下的坐标具体包括以下步骤：

在采集的图像上识别出螺旋弹簧的端圈的外圆周轮廓线、内圆周轮廓线以及端面轮廓线；

根据所述外圆周轮廓线确定螺旋弹簧的中心点，以中心点为原点、经过中心点的水平线为x轴、经过中线点的竖直线为y轴建立参考坐标系；

以螺旋弹簧的中心点为圆心、r为半径绘制一个中间圆，r=r2+（r1-r2)/2；r1为螺旋弹簧的端圈的外圆周轮廓线的半径，r2为螺旋弹簧的端圈的内圆周轮廓线的半径；

识别所述中间圆与所述端面轮廓线的交点，绘制该交点与中心点之间的连线；

以中心点为端点，绘制一条与所述连线具有预定大小的夹角的线段，识别所述线段与所述外圆周轮廓线的交点，确定线段与外圆周轮廓线的交点在所述图像坐标系下的坐标，作为打标位置在图像坐标系下的坐标。

4.如权利要求1所述的螺旋弹簧的激光打标方法，其特征在于，所述图像采集设备包括ccd相机及图像控制器，所述图像控制器与所述ccd相机通信连接。

5.如权利要求1所述的螺旋弹簧的激光打标方法，其特征在于，所述的螺旋弹簧为气门弹簧。

技术总结
一种螺旋弹簧的激光打标方法，包括以下步骤；a、通过标定，建立图像采集设备的图像坐标系与激光打标机的工作坐标系之间的对应关系；b、定位螺旋弹簧,螺旋弹簧的待打标的端圈正对图像采集设备的镜头；c、图像采集设备对螺旋弹簧进行图像采集，对采集到的图像进行分析，确定打标位置在图像坐标系下的坐标，并根据图像坐标系与工作坐标系之间的对应关系，确定打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将该坐标发送给激光打标机；d、激光打标机根据打标位置在激光打标机的工作坐标系下的坐标，将打标图案打印在螺旋弹簧的表面。本发明打标效率高，环保性好，而且能保证不同弹簧的打标位置具有良好的一致性。

技术研发人员：周凯
受保护的技术使用者：上海中国弹簧制造有限公司
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2020.05.22