一种基于数控印章的智能激光篆刻系统

本发明涉及激光篆刻系统的，具体涉及一种基于数控印章的智能激光篆刻系统。

背景技术：

1、数控印章过程中一般使用刻章机进行刻章工作。主要工作原理是依靠激光管产生出激光，激光携带高温在章料上逐行扫描雕刻，激光刻章机可以在塑料、牛角、有机等硬质材料上雕刻，在非金属材质上完成加工处理。

2、现在已经开发出了很多激光篆刻系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的激光篆刻系统有如公开号为cn103552416a、cn112140693a、ep4152301a1、us20150151483a1、jp2021016977a所公开的激光篆刻系统，这些激光篆刻模块一般包括：控制模块、传动模块、夹具模块、激光篆刻模块以及机架；其中：控制模块、传动模块、夹具模块和激光篆刻模块安装在机架上，控制模块用于控制激光篆刻模块、传动模块和夹具模块，以便于模块之间相互配合自动完成激光篆刻。在连续进行激光篆刻时，由于工作时长较长，而上述的激光篆刻系统在篆刻过程中缺少保护措施，导致外部因素和机器内部因素均影响连续激光篆刻的过程，造成了激光篆刻过程稳定性较低的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述激光篆刻系统存在的不足，提出一种基于数控印章的智能激光篆刻系统。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于数控印章的智能激光篆刻系统，包括激光篆刻终端、全景监测终端、内部监测终端和应急处理终端；

4、所述全景监测终端用于对所述激光篆刻终端四周进行全景监测，生成全景监测信息；所述内部监测终端用于对所述激光篆刻终端内部进行故障监测，生成内部监测信息；所述激光篆刻终端用于对印章胚体进行激光篆刻；

5、所述应急处理终端用于根据全景监测信息和内部监测信息执行对应的应急操作；

6、所述全景监测终端包括全景影像融合模块、影像监测模块和四个鱼眼监视模块；四个所述鱼眼监视模块分别安装于激光篆刻终端的四周，用于监视并记录激光篆刻终端四周的影像信息；所述全景影像融合模块用于将四个所述鱼眼监视模块的影像信息进行全景融合，生成全景图像信息；所述影像监测模块用于对全景图像信息进行监测，生成全景监测信息；

7、所述内部监测终端包括激光头监测模块、激光头传动部件监测模块和内部监测信息生成模块；所述激光头监测模块用于对所述激光篆刻终端内的激光头进行故障监测，生成激光头监测信息；所述激光头传动部件监测模块用于对所述激光篆刻终端内的激光头传动部件进行故障监测，生成激光头传动部件监测信息；所述内部监测信息生成模块用于根据激光头监测信息和激光头传动部件监测信息生成内部监测信息。

8、可选的，所述影像监测模块包括外部风险指数计算子模块和全景监测信息生成子模块；所述外部风险指数计算子模块用于根据全景图像信息计算外部风险指数；所述全景监测信息生成子模块用于根据外部风险指数生成对应的全景监测信息；

9、当所述外部风险指数计算子模块计算时，满足以下式子：

10、

11、其中，w表示外部风险指数；li表示全景图像信息中第i个人员与所述激光篆刻终端的距离；i表示全景图像信息中人员的总数；lref表示第一距离参考值，由管理员根据经验设定；lj表示全景图像信息中第j只动物或昆虫与所述激光篆刻终端的距离；j表示全景图像信息中动物和昆虫的总数；lref表示第二距离参考值，由管理员根据经验设定；k1和k2分别表示第一权重系数和第二权重系数，均由管理员根据经验设定。

12、可选的，所述激光头监测模块包括初始位置监测子模块、激光头表面检测子模块、激光头故障指数计算子模块和激光头监测信息生成子模块；所述初始位置监测子模块用于对激光头的初始位置进行检测，生成初始位置偏移数据；所述激光头表面检测子模块用于对激光头表面进行裂痕检测，生成激光头表面裂痕数据；所述激光头故障指数计算子模块用于根据初始位置偏移数据和激光头表面裂痕数据计算对应的激光头故障指数；所述激光头监测信息生成子模块用于根据激光头故障指数生成对应的激光头监测信息；

13、当所述激光头故障指数计算子模块计算时，满足以下式子：

14、

15、其中，r表示激光头故障指数；px表示初始位置偏移数据中激光头横向偏移值；py表示初始位置偏移数据中激光头纵向偏移值；sb表示激光头表面裂痕数据中第b条裂痕到激光头发光处的距离；b表示激光头表面裂痕数据中裂痕总数；hb表示激光头表面裂痕数据中第b条裂痕的宽度；α1、α2和α3分别表示第一转换系数、第二转换系数和第三转换系数，均由管理员根据经验设定。

16、可选的，所述激光头传动部件监测模块包括异物检测子模块、形变检测子模块、激光头传动部件故障指数计算子模块和激光头传动部件监测信息生成子模块；所述异物检测子模块用于激光头传动部件进行异物检测，生成异物信息；所述形变检测子模块用于对激光头传动部件的指定部件进行形变检测，生成形变信息；所述指定部件由管理员根据经验设定；所述激光头传动部件故障指数计算子模块用于根据异物信息和形变信息计算对应的激光头传动部件故障指数；所述激光头传动部件监测信息生成子模块根据激光头传动部件故障指数生成对应的激光头传动部件监测信息；

17、当所述激光头传动部件故障指数计算子模块工作时，满足以下式子：

18、d＝β1*f1(kind)*v+β2*f2(u)；

19、

20、

21、其中，d表示激光头传动部件故障指数；f1(kind)表示基于异物种类的权重函数；kind表示异物信息中最大的异物的种类；γ表示基于异物种类的基准数值，由管理员根据经验设定；kind＝1表示一类异物；kind＝2表示二类异物；kind＝3表示三类异物；一类异物、二类异物和三类异物均由管理员根据经验预先划分和归类；v表示异物信息中最大的异物的体积数值；f2(u)表示基于形变位置的权重函数；u表示形变信息的指定部件中形变程度最严重的指定部件的位置序号；所述位置序号由管理员根据经验提前设定，每个指定部件均对应唯一的位置序号；β1和β2分别表示第一转化系数和第二转化系数，均由管理员根据经验设定。

22、可选的，所述应急处理终端包括应急处理选择模块和应急执行模块；所述应急处理选择模块用于根据全景监测信息中的外部风险指数、内部监测信息的激光头故障指数和激光头传动部件故障指数选择对应的应急处理等级；所述应急执行模块用于根据应急处理等级执行对应的应急操作；

23、当所述应急处理选择模块工作时，满足以下式子：

24、

25、其中，level(w&r&d)表示应急处理等级函数；应急处理等级对应的应急操作均由管理员根据经验预先设定；λw、λr和λd分别表示外部风险阈值、激光头故障阈值和激光头传动部件故障阈值，均由管理员根据经验设定。

26、一种基于数控印章的智能激光篆刻方法，应用于如上述的一种基于数控印章的智能激光篆刻系统，所述智能激光篆刻方法包括：

27、s1，对所述激光篆刻终端四周进行全景监测，生成全景监测信息；

28、s2，对所述激光篆刻终端内部进行故障监测，生成内部监测信息；

29、s3，对每个印章胚体进行三维扫描并根据印章胚体的三维信息对每个印章胚体进行筛选；

30、s4，对经过筛选后的印章胚体进行激光篆刻；

31、s5，根据全景监测信息和内部监测信息执行对应的应急操作。

32、本发明所取得的有益效果是：

33、1、激光篆刻终端、全景监测终端、内部监测终端和应急处理终端的设置有利于同时获取外部的全景监测信息以及内部的内部监测信息，提供全方位的监测和保护，配合应急处理终端的应急操作，有利于减少激光篆刻终端被损坏，减少激光篆刻过程意外中断的情况，从而有利于提高激光篆刻过程的稳定性；

34、2、全景影像融合模块、影像监测模块和四个鱼眼监视模块的设置有利于对激光篆刻终端四周进行同时监测，通过融合而成的全景图像信息有利于更高效、更准确地生成全景监测信息，进而有利于提高全景监测的准确性，从而进一步提高激光篆刻过程的稳定性；

35、3、激光头监测模块、激光头传动部件监测模块和内部监测信息生成模块的设置有利于同时对系统内部多个主要部件进行监测，通过激光头监测信息和激光头传动部件监测信息提高内部监测信息的准确性，从而进一步提高激光篆刻过程的稳定性；

36、4、外部风险指数计算子模块和全景监测信息生成子模块的设置配合外部风险指数算法，有利于提高计算外部风险指数准确性和及时性，使得全景监测信息更加准确，从而进一步提高激光篆刻过程的稳定性；

37、5、初始位置监测子模块、激光头表面检测子模块、激光头故障指数计算子模块和激光头监测信息生成子模块的设置配合激光头故障指数算法，有利于提高激光头故障指数的准确性，进而提高激光头监测信息的准确性，从而提高激光篆刻过程的稳定性；

38、6、异物检测子模块、形变检测子模块、激光头传动部件故障指数计算子模块和激光头传动部件监测信息生成子模块的设置配合激光头传动部件故障指数算法，有利于精确地计算激光头传动部件故障指数，提高了激光头传动部件监测信息的准确性，从而使得系统的激光篆刻过程更加稳定；

39、6、应急处理选择模块和应急执行模块的设置配合应急处理等级函数算法，有利于加快应急处理的响应，提高应操作的准确性，从而更好地保护激光篆刻系统；

40、7、裂痕距离校对子模块的设置配合裂痕距离校对算法，有利于提高裂痕距离的监测准确度，进一步提高了激光头监测信息的准确性。

41、为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。