利用激光去除塑料件毛刺的方法与流程

本发明涉及激光加工，尤其涉及一种利用UV激光去除塑料件毛刺的方法。

背景技术：

塑料在成型过程中由于成型工艺、模具及制品设计、原料和机器等原因，会在塑料件分型面上形成一层溢料，一般这些溢料都很薄很小，尺寸范围一般在0.05～0.2mm左右，这就是所谓的毛刺。

随着客户对产品的精度、外形公差以及良品率的要求越来越高，利用传统人工去毛刺方法已经很难满足客户的要求。传统方法主要通过人工用刀具切削掉塑料件边缘毛刺，但是这种方法很难保证毛刺在去除之后都在公差范围内，且存在损伤塑料件本体的情况。另外由于现在的塑料件逐渐往精细化方向发展，某些复杂部位只有通过放大镜还能观察清楚，刀具由于本身尺寸问题，已经无法很好地去除这些位置的毛刺。

对于批量生产的塑料件，采用人工去毛刺不仅需要大量的劳动力，而且劳动强度很大，生产效率低下，很难适应现代化大批量生产的需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用紫外激光去除注塑件毛刺的方法，旨在解决现有的大批量塑料件采用人工去毛刺比较麻烦的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种利用激光去除塑料件毛刺的方法，采用激光系统与CCD定位系统配合去除塑料件表面毛刺，包括以下步骤：

校正激光幅面以及焦点，标定激光系统与CCD定位系统于同一坐标体系；

采用简易图形将塑料件的轮廓依次分段，采用CCD定位系统分别抓取各分段以获取相应的坐标值；

采用激光系统分别依次对每一分段去毛刺，定位采用激光去毛刺塑料件的每一分段质心，且与干净塑料件对应分段质心比较，通过向激光系统输入补偿值，不断偏移激光去毛刺图形位置，从而确保激光每一段去毛刺图形的质心与相对应区域的质心重合。

进一步地，当塑料件有柱状结构时，针对塑料件的柱状结构，取无毛刺塑料件，采用CCD定位系统获取该塑料件各柱状结构的特征尺寸，同时调节激光系统切割干净塑料件柱状结构的边缘，获得激光系统对塑料件柱状结构的切割尺寸，通过对同一位置的测量值计算激光系统与CCD定位系统之间的误差值；

提取同一批次穴号无毛刺的塑料件，利用CCD定位系统对每组塑料件进行多组拍照，得到每个柱状结构的长宽尺寸的多组数据，并计算每个位置的平均值，导入激光系统内，得到激光系统切割塑料件各柱状结构的标准图档，依据标准图档采用激光系统对剩余各塑料件的柱状结构去毛刺。

进一步地，在获取各柱状结构的标准图档时，根据柱状结构的公差尺寸以及毛刺的大小，对各柱状结构的标准图档进行分bin建模，获取每一柱状结构的多种可能图档，通过CCD定位系统获取待去毛刺塑料件柱状结构的尺寸，结合误差值计算获取激光系统切割柱状结构的尺寸，再在前期分bin建模图档库中寻找与之对应的图档，且以该对应图档切割塑料件的柱状结构。

进一步地，针对柱状结构去毛刺，通过相对柱状结构持续偏移激光系统的激光束，且当柱状结构的边缘处出现发黄，进一步偏移出现波丝时，停止对激光系统的激光束偏移，获得激光系统对塑料件柱状结构的切割尺寸。

进一步地，在制作柱状结构的标准图档时，采用多组不同模具穴号，且于每一模具穴号内选取多组塑料件，针对所有选取的塑料件求每一对应柱状结构的长宽数据的平均值。

进一步地，激光切割的标准图档是在系统误差值导入CCD标准图档的基础上，还需要给予相应的安全距离。

进一步地，且当激光切割柱状结构标准图档的高度时，安全距离为补偿值，而当切割柱状结构标砖图档的宽度时，安全距离为0.02mm。

进一步地，所述激光系统采用幅面校正平台校正幅面。

进一步地，所述激光系统与所述CCD定位系统采用九点定位法标定同一坐标系，采用激光系统在一物件表面标刻九个圆，且记录九个圆的圆心坐标，采用CCD定位系统捕捉九个圆且记录九个圆的圆心坐标，分别输入CCD定位系统到的九个圆心坐标值以及激光系统中各对应圆的圆心坐标值，抓取校正图像并计算校正。

具体地，所述激光系统采用355nm波长的UV激光器。

本发明具有以下有益效果：

本发明的方法中，在调试完激光系统与CCD定位系统后，采用简易图形将塑料件的轮廓依次分段，进而可以采用激光系统对各分段进行去毛刺，简易图形通常采用比较规则的图形，采用激光系统与CCD定位系统可以比较容易获取其长宽尺寸，进而能够较准确去除塑料件表面的毛刺，另外在激光系统去毛刺之前，应计算出激光系统切割毛刺与实际毛刺之间的补偿值，结合补偿值可以采用激光系统对塑料件进行精确去毛刺。采用这种方法去毛刺，不但可以满足去毛刺后塑料件的公差要求，而且能够节省人力，降低成本，可以对大批量塑料件去毛刺，去毛刺的效率与质量均非常高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的利用激光去除塑料件毛刺的方法的激光系统与CCD定位系统配合的结构示意图；

图2为图1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件分段结构示意图；

图3为图1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的九点定位法的结构示意图；

图4为图1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱状结构的；

图5为图1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱状结构的两端高度一致测量方法结构示意图；

图6为图1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱状结构的两端高度不一致测量方法结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供一种利用激光去除塑料件毛刺的方法，采用激光系统a与CCD定位系统b配合去除塑料件c表面的毛刺，通常是针对大批量的塑料件c去毛刺，塑料件c采用注塑成型，其材质可为PE、PP、PVC中的任意一种，激光系统a主要是采用355nm波长的UV激光器，利用UV光“冷”加工特性，直接破坏材料的化学键，具有很小的热影响区，可精细切割塑料件c边缘毛刺，CCD定位系统b的相机采用1100w黑白相机，且定位精度为0.01mm，同时采用OPT红色光源照明，具体包括以下步骤：

激光系统a幅面及焦点校正，利用幅面校正平台对激光系统a幅面进行校正，保证误差范围在0.01mm左右变化，激光系统a的固定支撑夹具平台需采用仿型方式制作，具体为定制的镀黑色阳极层的仿形夹具，且无漏白情况，边缘采用遮挡槽对光线进行遮挡以达到塑料件c边缘清晰的目的；

参见图1以及图3，对CCD定位系统b进行调校，根据具体的成像情况微调CCD定位系统b的相机和光源位置，保证相机宽边对应塑料件c的宽边，同时保证整个塑料件c在相机视野正中，光源的曝光效果需要根据实际情况进行微调，保证图像中产品区域对比度最大，背景亮度尽可能均匀，在光源亮度范围内，将光源亮度调节至最大亮度，一般，激光系统a水平射出激光束，该激光束在45度斜反镜d的作用下垂直入射至塑料件c上去毛刺，而CCD定位系统b位于塑料件c的正上方，可以竖直观察下方的塑料件c；完成上述步骤后，激光系统a与CCD定位系统b采用九点定位法标定同一坐标系，利用激光系统a在一物件上标刻方格和圆，圆心刚好位于方格内中间，再利用CCD定位系统b捕捉这九个圆心，分别输入CCD定位系统b定位到的九点坐标值以及激光系统a中对应圆心的坐标值，抓取校正图像并计算校正，完成九点校正工作，此时激光系统a和CCD定位系统b处于同一坐标系中；

采用简易图形将塑料件c的轮廓依次分段，简易图形应为标准结构图形，长宽尺寸易于捕捉，比如参见图2所示，其为塑料件c的一个具体分段情况，将产品的内外轮廓总共拆分为40段，其中1-28段为塑料件c的XY方向分段情况，29-40段为Z向分段情况，利用CCD定位系统b对塑料件c各个轮廓进行分段训练，抓取对应轮廓，得到相应的坐标值；

采用激光系统a对分段区域分别试打，通过实际效果找到对应的位置的坐标补偿值，该坐标补偿值是通过实际切割效果进行判定的，以使每个位置的质心点和激光切割图档质心点重合，在后续去毛刺时，将补偿值输入激光系统a内，激光系统a的切割图档结合补偿值对塑料件c进行去毛刺。

且当塑料件c上有柱状结构时，针对柱状结构，先人工去除两片塑料件c边缘的毛刺，保证内外轮廓无毛刺，得到两片干净的塑料件c，利用CCD定位系统b对这两片塑料件c进行测量，找到塑料件c所有柱状结构的特征尺寸，比如长宽数据，而塑料件c长边不需测量，参见图3，其中1/4/8/11#柱状结构底部皆存在台阶，此时需要测量图5所示W、H、BH的数据；2/3/9/10#柱状结构两端高度不一致，此时需要测量图6所示H1、H2、W的数据；

采用激光系统a对两片塑料件c实时切割，通过不断偏移，使激光刚好切到塑料件c边缘(边缘处已出现发黄情况，再进一步即出现波丝，此时为佳，停止激光束的偏移)，得到激光切割极限图档，从而得到切割极限图档中柱状结构的尺寸数据；

比对CCD定位系统b与激光系统a实时切割之间相应位置的数据，通过将多个位置的数据进行比对，可以得到一个稳定的数据，即为激光系统a和CCD定位系统b之间的系统误差值，暂称为B值；

参见图1、图2以及图4，提取20个穴相同类型塑料件c产品，每穴取4片，首先人工去除对应位置毛刺，每穴产品利用CCD系统分别拍照10次，得到每个柱状结构的长宽尺寸的10组数据，对此80个塑料件c通过CCD定位系统b每个位置对应800个数据并求平均值，得到一组标准CCD数据，并将上述步骤中得出的系统误差B值导入激光系统a内，得到激光切割标准图档，通常激光切割标准图档是在系统误差值B值导入CCD标准图档的基础上，还需要给予相应的安全距离0.02mm，对于柱状结构高度方向，激光切割标准图档高度＝CCD定位系统b数据+B值，对应的安全距离(0.02mm)通过Y轴坐标补偿值进行添加，而在计算柱状结构的补偿值时，可以画出底边以及垂直中心线，且将其与激光系统a的切割效果比较，通过修改补偿值的方式，将每个位置的质心点和激光切割后的质心点重合，柱状结构宽度方向，激光切割标准图档宽度＝CCD定位系统b数据+2×B值+2×0.02mm；其他边线激光切割标准图档只需添加安全距离即可，同柱状结构高度一样，通过坐标补偿值进行添加；

再次参见图2，根据柱状结构的公差尺寸以及毛刺的大小，主要对注塑件每个柱状结构的标准图档按照0.02mm一个档位进行分bin建模，每个柱状结构得到75种可能性图档，根据产品尺寸公差的不同，例如1/4/8/11#柱状结构，宽度方向公差为±0.025mm，高度及台阶高度方向公差为±0.05mm，故将宽度方向分为3档，高度及台阶高度方向各分为5档，总共分为3×5×5＝75种图档，其中每档尺寸数据皆在±0.01mm的范围内进行选择；

利用CCD定位系统b进行自动建模工作，将需要去除毛刺的某一穴产品手动去除干净边缘毛刺，再通过CCD定位系统b进行拍照测量，得到一组此穴产品的尺寸数据，再在每个柱状结构对应的75种图档中选取符合要求的图档，从而建立此穴产品的切割图档；

批量生产时，通过调取不同穴位产品前期自动建模的模板进行去除毛刺作业。

在上述方法步骤中，采用激光系统a与CCD定位系统b配合可以实现对大批量塑料件c表面的去毛刺，去毛刺不但快速，还能够保证质量，尤其是针对塑料件c的柱状结构，对不同穴模具建立相应的切割图档，该切割图档与柱状结构的公差结合，每一塑料件c先采用CCD定位系统b拍照测量，然后根据尺寸在前期分bin建模图档中选定与其对应的切割图档，激光系统a按照选取的切割图档对该塑料件c去毛刺，塑料件c去毛刺后的尺寸在其毛刺公差范围内。采用这种去毛刺方法，不但可以大大提高塑料件c的去毛刺效率，保证塑料件c的去毛刺质量，而且能够大大节省人力劳动，降低去毛刺成本，非常适合工业化生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。