专利名称：一种纺织品激光雕刻系统及方法
技术领域：
本发明涉及纺织品的激光雕刻领域，尤其涉及一种能在纺织品上直接生成高质量还原原图的激光雕刻系统及其方法。
背景技术：
运用激光雕刻技术在纺织品上进行激光雕花相较之传统绣花工艺具有高效、节能、无污染的特点，而且图案易于控制，雕刻出的图案更精细，使得激光雕刻技术越来越多的应用在纺织行业中。激光雕刻的工作原理就是通过激光器发射的高强度激光，由振镜控制激光器的运动轨迹，并且由于激光的光束纤细、运动高速、又可连续雕刻的特点，可在同一色泽的面料上“雕刻”出深浅不一，具有层次感的过渡颜色，创造出时尚、引领潮流的效果。然而，这种激光印花的方法在纺织品上雕刻出的图案颜色单一，想要使图案具有多种其他颜色往往还需要进行后续的化学处理。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能在纺织品上直接生成高质量还原原图的激光雕刻系统，其包括信息输入单元、颜色识别单元、存储单元、数据处理单元、激光控制单元、激光输出单元、工作平台控制单元以及工作平台，颜色识别单元，用于接收输入的图案信息，识别图案信息上的各种颜色信息以及所述颜色信息在图案中的对应位置信息，并将该颜色信息及对应位置信息转化成相应的数字信息后传递给数据处理单元；信息输入单元，用于输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息、激光的波长、功率、频率以及激光输出单元和工作平台之间的距离的信息，并将所述信息传递给数据处理单元；存储单元，用于存储至少一种纺织品在所述信息输入单元输入的波长、功率、频率确定的激光照射下对应各种颜色变化所需激光照射的参数，并根据所接收的数据处理单元发出的指令匹配出对应的参数输出给数据处理单元；数据处理单元，用于根据所述信息输入单元和所述颜色识别单元输入的信息在存储单元中匹配出对应的参数，并根据所述参数计算出激光输出单元输出激光的数据及工作平台的操作数据后，分别向激光控制单元输出激光控制命令和向工作平台控制单元输出工作平台操作控制命令；激光控制单元，用于接收数据处理单元输出的激光控制命令，并根据接收到的控制命令调节激光输出单元的光学部件使其输出所需性能的激光；激光输出单元，位置固定，用于根据激光控制单元的控制对工作平台上放置纺织品的部分射出所需性能的激光；工作平台控制单元，用于接收数据处理单元输出的工作平台操作控制命令，并根据接收到的控制命令控制工作平台的操作；工作平台，用于放置纺织物，并根据工作平台控制单元的控制在激光照射的范围内作出相应的动作优选的，所述参数包括激光照射的时间参数，激光照射的次数参数，激光输出单元和纺织品的距离参数。优选的，所述工作平台的操作数据包括工作平台的倾斜角度、工作平台的移动方向、工作平台的移动速度、工作平台的移动距离。优选的，所述输出激光的数据包括在工作平台的每种倾斜角度下输出激光光斑的形状数据。优选的，所述工作平台的操作包括工作平台的倾斜、旋转、移动。优选的，所述工作平台的操作由步进电机或伺服电机控制。优选的，所述输出激光的波长为10. 4 μ m-11. 2 μ m，功率为60W-230W，频率为 80MHz，激光输出单元和工作平台之间的距离为0cm-62cm。优选的，所述激光输出单元为(X)2激光器。还有必要提供一种相应的纺织品的激光雕刻方法，其包括如下步骤S1将纺织品固定在工作平台上；S2对焦，调节激光输出单元与纺织品的距离，并将激光输出单元固定； S3输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息和图案信息以及激光输出单元和工作平台之间的距离信息；S4将激光输出单元射出的激光照射在纺织品上，同时通过工作平台的倾斜、旋转、移动使纺织品上生成相应颜色的图案；S5完成操作。优选的，所述工作平台的操作由步进电机或伺服电机控制。本发明可在纺织品上实现多方位的立体的激光照射方法，不但可根据图案信息改变在纺织品上雕刻出的图案的颜色，而且可达到使颜色发生渐变的效果，图案更逼真。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1为本发明纺织品激光雕刻系统的功能模块图。图加为工作平台不发生倾斜时激光照射到纺织品上的光斑的示意图。图2b为工作平台倾斜后激光照射到纺织品上的光斑的示意图。图3a为工作平台没倾斜时，激光照射到工作平台上的光斑为四方形光斑时在 B’ -B，方向的示意图。图北为工作平台倾斜后，激光照射到工作平台上的光斑为等腰梯形光斑时在B-B 方向的示意图。图3C为工作平台倾斜后，激光照射到工作平台上的光斑为等腰梯形光斑时在A-A 方向的示意图。图4为本发明纺织品激光雕刻方法的步骤流程图。
具体实施例方式本实施方式提出了一种纺织品激光雕刻系统10，由激光照射于纺织品上进行高温蚀刻，受高温刻蚀部位的纱线被烧蚀、染料被气化，使得纺织品的颜色发生改变，而纺织品的质地、激光的波长、功率、频率以及照射的时间的不同会使被蚀刻的纺织品的颜色发生不一样的变化，本发明激光雕刻系统10通过控制工作平台180的的倾斜、旋转、移动以及(X)2 激光器170输出特定波长、功率、频率及形状的激光来使纺织品(图中未示)上生成所需颜色的图案。如图1所示，为本发明纺织品激光雕刻系统10的功能模块图。该系统10包括信息输入单元110、颜色识别单元120、存储单元140、数据处理单元130、激光控制单元150、CO2激光器170、工作平台控制单元160以及工作平台180。颜色识别单元120，用于接收输入的图案信息，识别图案信息上的各种颜色信息并将该颜色信息转化成相应的数字信息后传递给数据处理单元130 ；用户可挑选喜爱的图片，然后将该图片用扫描仪扫描后以电子图片形式输入颜色识别单元120，或者直接上传电子图片至颜色识别单元120。信息输入单元110，用于输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息、激光的波长、 功率、频率以及CO2激光器170和工作平台180之间的距离信息。在本实施例中，该纺织品的种类信息包括，1.斜纹粗棉布(Denim)，由100%的棉构成，2.布 2(Fabric#2)包含 42. 8% 的棉 and 57. 2% 的聚酯纤维，3.布13(Fabric#13)包含64. 8%的棉、25. 41%的聚酯纤维和9. 92%的氨纶。在本实施例中，输入的激光的波长为10. 6 μ m，功率为100w，频率为80MHz，C02激光器170和工作平台180之间的距离为62cm。当该要进行激光雕刻的纺织品的种类信息和CO2激光器170和工作平台180之间的距离信息输入完毕后，信息输入单元110将信息传递给数据处理单元130。存储单元140，用于存储上述三种纺织品在所述信息输入单元输入的波长、功率、 频率确定的激光照射下对应各种颜色变化所需激光照射的参数信息，该参数包括激光照射纺织品的时间参数，激光照射纺织品的次数参数，CO2激光器170和纺织品的距离参数；所述参数均是通过大量的实验得出；并根据所接收的数据处理单元发出的指令匹配出对应的参数输出给数据处理单元。数据处理单元130，用于根据输入的该纺织品的种类信息、CO2激光器170和纺织品的距离信息和图案的颜色信息在存储单元140中匹配出对应的参数，并根据该参数计算出(X)2激光器170在每个时间段输出激光光斑的形状数据及工作平台180的操作数据后， 输出激光控制命令和工作平台180操作控制命令；该工作平台180的操作数据包括工作平台180的倾斜角度、工作平台180的移动方向、工作平台180的移动速度、工作平台180的移动距离。激光控制单元150，用于接收数据处理单元130输出的激光控制命令，并根据接收到的控制命令调节CO2激光器170的光学部件使其在每个时间段下输出特定形状的激光。CO2激光器170，其位置固定不动，用于根据激光控制单元的控制对工作平台上放置纺织品的部分输出波长为10. 6 μ m，功率为100w，频率为80MHz的激光。工作平台控制单元160，用于接收数据处理单元130输出的工作平台180操作控制命令，并根据接收到的控制命令控制步进电机(图中未示)来带动工作平台180以预定的流程实现移动、倾斜、旋转的操作。工作平台180，用于放置纺织物，并根据工作平台控制单元160的控制在激光照射的范围内作出相应的移动、倾斜、旋转的动作。在操作中，纺织品上的图案变化有时需要激光的多次照射，这时，工作平台180将根据需要将纺织品上被激光照射过的部分再次移动到(X)2激光器170能够照射到的位置进行二次或多次照射。由于工作平台180倾斜后，激光照射到纺织品上的图案会发生形变，由图加和图2b所示，当工作平台180不发生倾斜时，激光照射到纺织品上为四方形光斑，当工作平台 180倾斜后，激光照射到纺织品上的图案变为等腰梯形光斑，形状发生了走样。
请结合图3a和图北所示，分别为工作平台180没倾斜时，激光照射到工作平台 180上的光斑为四方形光斑时在B’ -B’方向的示意图，和工作平台180倾斜后，激光照射到工作平台180上的光斑为等腰梯形光斑时在B-B方向的示意图，由图中可知，工作平台180 以0点为支点发生倾斜，χ是工作平台180不倾斜时激光照射在工作平台180上C点到0点的长度，y是工作平台180倾斜时激光照射在工作平台180上C’点到0点的长度，α为工作平台180相对于水平面倾斜的角度，激光由(X)2激光器170上的D点发散射出，形成等腰三角形，激光从该D点到水平工作平台180的垂直射线G长度为H，且垂直射线G照射在水平工作平台180上的点为0’点，该0’点到上述0点的长度为L，激光射出的角度为δ，激光外侧射线E与激光照射到倾斜工作平台180上C点的射线F的夹角为Y，垂直射线G与激光照射到倾斜工作平台180上C点的射线F的夹角为θ，射线F与倾斜工作平台180的夹角为ε，激光外侧射线E与倾斜工作平台180的夹角为β，则激光外侧射线E与水平工作平台180的夹角为α+β。
权利要求
1.一种纺织品激光雕刻系统，其特征在于包括，颜色识别单元，用于接收输入的图案信息，识别图案信息上的各种颜色信息以及所述颜色信息在图案中的对应位置信息，并将该颜色信息及对应位置信息转化成相应的数字信息后传递给数据处理单元；信息输入单元，用于输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息、激光的波长、功率、频率以及激光输出单元和工作平台之间的距离的信息，并将所述信息传递给数据处理单元；存储单元，用于存储至少一种纺织品在所述信息输入单元输入的波长、功率、频率确定的激光照射下对应各种颜色变化所需激光照射的参数，并根据所接收的数据处理单元发出的指令匹配出对应的参数输出给数据处理单元；数据处理单元，用于根据所述信息输入单元和所述颜色识别单元输入的信息在存储单元中匹配出对应的参数，并根据所述参数计算出激光输出单元输出激光的数据及工作平台的操作数据后，分别向激光控制单元输出激光控制命令和向工作平台控制单元输出工作平台操作控制命令；激光控制单元，用于接收数据处理单元输出的激光控制命令，并根据接收到的控制命令调节激光输出单元的光学部件使其输出所需性能的激光；激光输出单元，位置固定，用于根据激光控制单元的控制对工作平台上放置纺织品的部分射出所需性能的激光；工作平台控制单元，用于接收数据处理单元输出的工作平台操作控制命令，并根据接收到的控制命令控制工作平台的操作；工作平台，用于放置纺织物，并根据工作平台控制单元的控制在激光照射的范围内作出相应的动作。
2.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述参数包括激光照射的时间参数，激光照射的次数参数，激光输出单元和纺织品的距离参数。
3.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述工作平台的操作数据包括工作平台的倾斜角度、工作平台的移动方向、工作平台的移动速度、工作平台的移动距离。
4.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述输出激光的数据包括在工作平台的每种倾斜角度下输出激光光斑的形状数据。
5.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述工作平台的操作包括工作平台的倾斜、旋转、移动。
6.根据权利要求1或5所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述工作平台的操作由步进电机或伺服电机控制。
7.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述输出激光的波长为 10. 4 μ m-11. 2 μ m,功率为60W-230W，频率为80MHz，激光输出单元和工作平台之间的距离为 0cm_62cmo
8.根据权利要求1所述的纺织品激光雕刻系统，其特征在于所述激光输出单元为CO2 激光器。
9.一种纺织品的激光雕刻方法，其特征在于包括如下步骤 Sl将纺织品固定在工作平台上；S2对焦，调节激光输出单元与纺织品的距离，并将激光输出单元固定； S3输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息和图案信息以及激光输出单元和工作平台之间的距离信息；S4将激光输出单元射出的激光照射在纺织品上，同时通过工作平台的倾斜、旋转、移动使纺织品上生成相应颜色的图案； S5完成操作。
10.根据权利要求9所述的纺织品的激光雕刻方法，其特征在于所述工作平台的操作由步进电机或伺服电机控制。
全文摘要
本发明涉及一种纺织品激光雕刻系统，其包括信息输入单元、颜色识别单元、存储单元、数据处理单元、激光控制单元、激光输出单元、工作平台控制单元以及工作平台。本发明还涉及一种纺织品的激光雕刻方法，其包括如下步骤将纺织品固定在工作平台上；对焦并将激光输出单元固定；输入要进行激光雕刻的纺织品的种类信息和图案信息以及激光输出单元和工作平台之间的距离信息；将激光输出单元射出的激光照射在纺织品上，与此同时通过工作平台的倾斜、旋转、移动使纺织品上生成相应颜色的图案；完成操作。本发明可在纺织品上实现多方位的立体的激光照射方法，不但可根据图案信息改变在纺织品上雕刻出的图案的颜色，而且可达到使颜色发生渐变的效果，图案更逼真。
文档编号B44B3/00GK102371830SQ20101025097
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者刘震晞, 林国昌, 简志伟, 袁进华 申请人:香港纺织及成衣研发中心