本發(fā)明涉及激光加工，尤其涉及一種利用UV激光去除塑料件毛刺的方法。

背景技術(shù)：

塑料在成型過程中由于成型工藝、模具及制品設(shè)計、原料和機(jī)器等原因，會在塑料件分型面上形成一層溢料，一般這些溢料都很薄很小，尺寸范圍一般在0.05～0.2mm左右，這就是所謂的毛刺。

隨著客戶對產(chǎn)品的精度、外形公差以及良品率的要求越來越高，利用傳統(tǒng)人工去毛刺方法已經(jīng)很難滿足客戶的要求。傳統(tǒng)方法主要通過人工用刀具切削掉塑料件邊緣毛刺，但是這種方法很難保證毛刺在去除之后都在公差范圍內(nèi)，且存在損傷塑料件本體的情況。另外由于現(xiàn)在的塑料件逐漸往精細(xì)化方向發(fā)展，某些復(fù)雜部位只有通過放大鏡還能觀察清楚，刀具由于本身尺寸問題，已經(jīng)無法很好地去除這些位置的毛刺。

對于批量生產(chǎn)的塑料件，采用人工去毛刺不僅需要大量的勞動力，而且勞動強(qiáng)度很大，生產(chǎn)效率低下，很難適應(yīng)現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用紫外激光去除注塑件毛刺的方法，旨在解決現(xiàn)有的大批量塑料件采用人工去毛刺比較麻煩的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明實施例提供一種利用激光去除塑料件毛刺的方法，采用激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)配合去除塑料件表面毛刺，包括以下步驟：

校正激光幅面以及焦點，標(biāo)定激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)于同一坐標(biāo)體系；

采用簡易圖形將塑料件的輪廓依次分段，采用CCD定位系統(tǒng)分別抓取各分段以獲取相應(yīng)的坐標(biāo)值；

采用激光系統(tǒng)分別依次對每一分段去毛刺，定位采用激光去毛刺塑料件的每一分段質(zhì)心，且與干凈塑料件對應(yīng)分段質(zhì)心比較，通過向激光系統(tǒng)輸入補(bǔ)償值，不斷偏移激光去毛刺圖形位置，從而確保激光每一段去毛刺圖形的質(zhì)心與相對應(yīng)區(qū)域的質(zhì)心重合。

進(jìn)一步地，當(dāng)塑料件有柱狀結(jié)構(gòu)時，針對塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)，取無毛刺塑料件，采用CCD定位系統(tǒng)獲取該塑料件各柱狀結(jié)構(gòu)的特征尺寸，同時調(diào)節(jié)激光系統(tǒng)切割干凈塑料件柱狀結(jié)構(gòu)的邊緣，獲得激光系統(tǒng)對塑料件柱狀結(jié)構(gòu)的切割尺寸，通過對同一位置的測量值計算激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)之間的誤差值；

提取同一批次穴號無毛刺的塑料件，利用CCD定位系統(tǒng)對每組塑料件進(jìn)行多組拍照，得到每個柱狀結(jié)構(gòu)的長寬尺寸的多組數(shù)據(jù)，并計算每個位置的平均值，導(dǎo)入激光系統(tǒng)內(nèi)，得到激光系統(tǒng)切割塑料件各柱狀結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖檔，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖檔采用激光系統(tǒng)對剩余各塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)去毛刺。

進(jìn)一步地，在獲取各柱狀結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖檔時，根據(jù)柱狀結(jié)構(gòu)的公差尺寸以及毛刺的大小，對各柱狀結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖檔進(jìn)行分bin建模，獲取每一柱狀結(jié)構(gòu)的多種可能圖檔，通過CCD定位系統(tǒng)獲取待去毛刺塑料件柱狀結(jié)構(gòu)的尺寸，結(jié)合誤差值計算獲取激光系統(tǒng)切割柱狀結(jié)構(gòu)的尺寸，再在前期分bin建模圖檔庫中尋找與之對應(yīng)的圖檔，且以該對應(yīng)圖檔切割塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，針對柱狀結(jié)構(gòu)去毛刺，通過相對柱狀結(jié)構(gòu)持續(xù)偏移激光系統(tǒng)的激光束，且當(dāng)柱狀結(jié)構(gòu)的邊緣處出現(xiàn)發(fā)黃，進(jìn)一步偏移出現(xiàn)波絲時，停止對激光系統(tǒng)的激光束偏移，獲得激光系統(tǒng)對塑料件柱狀結(jié)構(gòu)的切割尺寸。

進(jìn)一步地，在制作柱狀結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖檔時，采用多組不同模具穴號，且于每一模具穴號內(nèi)選取多組塑料件，針對所有選取的塑料件求每一對應(yīng)柱狀結(jié)構(gòu)的長寬數(shù)據(jù)的平均值。

進(jìn)一步地，激光切割的標(biāo)準(zhǔn)圖檔是在系統(tǒng)誤差值導(dǎo)入CCD標(biāo)準(zhǔn)圖檔的基礎(chǔ)上，還需要給予相應(yīng)的安全距離。

進(jìn)一步地，且當(dāng)激光切割柱狀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖檔的高度時，安全距離為補(bǔ)償值，而當(dāng)切割柱狀結(jié)構(gòu)標(biāo)磚圖檔的寬度時，安全距離為0.02mm。

進(jìn)一步地，所述激光系統(tǒng)采用幅面校正平臺校正幅面。

進(jìn)一步地，所述激光系統(tǒng)與所述CCD定位系統(tǒng)采用九點定位法標(biāo)定同一坐標(biāo)系，采用激光系統(tǒng)在一物件表面標(biāo)刻九個圓，且記錄九個圓的圓心坐標(biāo)，采用CCD定位系統(tǒng)捕捉九個圓且記錄九個圓的圓心坐標(biāo)，分別輸入CCD定位系統(tǒng)到的九個圓心坐標(biāo)值以及激光系統(tǒng)中各對應(yīng)圓的圓心坐標(biāo)值，抓取校正圖像并計算校正。

具體地，所述激光系統(tǒng)采用355nm波長的UV激光器。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的方法中，在調(diào)試完激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)后，采用簡易圖形將塑料件的輪廓依次分段，進(jìn)而可以采用激光系統(tǒng)對各分段進(jìn)行去毛刺，簡易圖形通常采用比較規(guī)則的圖形，采用激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)可以比較容易獲取其長寬尺寸，進(jìn)而能夠較準(zhǔn)確去除塑料件表面的毛刺，另外在激光系統(tǒng)去毛刺之前，應(yīng)計算出激光系統(tǒng)切割毛刺與實際毛刺之間的補(bǔ)償值，結(jié)合補(bǔ)償值可以采用激光系統(tǒng)對塑料件進(jìn)行精確去毛刺。采用這種方法去毛刺，不但可以滿足去毛刺后塑料件的公差要求，而且能夠節(jié)省人力，降低成本，可以對大批量塑料件去毛刺，去毛刺的效率與質(zhì)量均非常高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的利用激光去除塑料件毛刺的方法的激光系統(tǒng)與CCD定位系統(tǒng)配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件分段結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的九點定位法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)的；

圖5為圖1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)的兩端高度一致測量方法結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1的利用激光去除塑料件毛刺的方法的塑料件的柱狀結(jié)構(gòu)的兩端高度不一致測量方法結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，本發(fā)明實施例提供一種利用激光去除塑料件毛刺的方法，采用激光系統(tǒng)a與CCD定位系統(tǒng)b配合去除塑料件c表面的毛刺，通常是針對大批量的塑料件c去毛刺，塑料件c采用注塑成型，其材質(zhì)可為PE、PP、PVC中的任意一種，激光系統(tǒng)a主要是采用355nm波長的UV激光器，利用UV光“冷”加工特性，直接破壞材料的化學(xué)鍵，具有很小的熱影響區(qū)，可精細(xì)切割塑料件c邊緣毛刺，CCD定位系統(tǒng)b的相機(jī)采用1100w黑白相機(jī)，且定位精度為0.01mm，同時采用OPT紅色光源照明，具體包括以下步驟：

激光系統(tǒng)a幅面及焦點校正，利用幅面校正平臺對激光系統(tǒng)a幅面進(jìn)行校正，保證誤差范圍在0.01mm左右變化，激光系統(tǒng)a的固定支撐夾具平臺需采用仿型方式制作，具體為定制的鍍黑色陽極層的仿形夾具，且無漏白情況，邊緣采用遮擋槽對光線進(jìn)行遮擋以達(dá)到塑料件c邊緣清晰的目的；

參見圖1以及圖3，對CCD定位系統(tǒng)b進(jìn)行調(diào)校，根據(jù)具體的成像情況微調(diào)CCD定位系統(tǒng)b的相機(jī)和光源位置，保證相機(jī)寬邊對應(yīng)塑料件c的寬邊，同時保證整個塑料件c在相機(jī)視野正中，光源的曝光效果需要根據(jù)實際情況進(jìn)行微調(diào)，保證圖像中產(chǎn)品區(qū)域?qū)Ρ榷茸畲螅尘傲炼缺M可能均勻，在光源亮度范圍內(nèi)，將光源亮度調(diào)節(jié)至最大亮度，一般，激光系統(tǒng)a水平射出激光束，該激光束在45度斜反鏡d的作用下垂直入射至塑料件c上去毛刺，而CCD定位系統(tǒng)b位于塑料件c的正上方，可以豎直觀察下方的塑料件c；完成上述步驟后，激光系統(tǒng)a與CCD定位系統(tǒng)b采用九點定位法標(biāo)定同一坐標(biāo)系，利用激光系統(tǒng)a在一物件上標(biāo)刻方格和圓，圓心剛好位于方格內(nèi)中間，再利用CCD定位系統(tǒng)b捕捉這九個圓心，分別輸入CCD定位系統(tǒng)b定位到的九點坐標(biāo)值以及激光系統(tǒng)a中對應(yīng)圓心的坐標(biāo)值，抓取校正圖像并計算校正，完成九點校正工作，此時激光系統(tǒng)a和CCD定位系統(tǒng)b處于同一坐標(biāo)系中；

采用簡易圖形將塑料件c的輪廓依次分段，簡易圖形應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)圖形，長寬尺寸易于捕捉，比如參見圖2所示，其為塑料件c的一個具體分段情況，將產(chǎn)品的內(nèi)外輪廓總共拆分為40段，其中1-28段為塑料件c的XY方向分段情況，29-40段為Z向分段情況，利用CCD定位系統(tǒng)b對塑料件c各個輪廓進(jìn)行分段訓(xùn)練，抓取對應(yīng)輪廓，得到相應(yīng)的坐標(biāo)值；

采用激光系統(tǒng)a對分段區(qū)域分別試打，通過實際效果找到對應(yīng)的位置的坐標(biāo)補(bǔ)償值，該坐標(biāo)補(bǔ)償值是通過實際切割效果進(jìn)行判定的，以使每個位置的質(zhì)心點和激光切割圖檔質(zhì)心點重合，在后續(xù)去毛刺時，將補(bǔ)償值輸入激光系統(tǒng)a內(nèi)，激光系統(tǒng)a的切割圖檔結(jié)合補(bǔ)償值對塑料件c進(jìn)行去毛刺。

且當(dāng)塑料件c上有柱狀結(jié)構(gòu)時，針對柱狀結(jié)構(gòu)，先人工去除兩片塑料件c邊緣的毛刺，保證內(nèi)外輪廓無毛刺，得到兩片干凈的塑料件c，利用CCD定位系統(tǒng)b對這兩片塑料件c進(jìn)行測量，找到塑料件c所有柱狀結(jié)構(gòu)的特征尺寸，比如長寬數(shù)據(jù)，而塑料件c長邊不需測量，參見圖3，其中1/4/8/11#柱狀結(jié)構(gòu)底部皆存在臺階，此時需要測量圖5所示W(wǎng)、H、BH的數(shù)據(jù)；2/3/9/10#柱狀結(jié)構(gòu)兩端高度不一致，此時需要測量圖6所示H1、H2、W的數(shù)據(jù)；

采用激光系統(tǒng)a對兩片塑料件c實時切割，通過不斷偏移，使激光剛好切到塑料件c邊緣(邊緣處已出現(xiàn)發(fā)黃情況，再進(jìn)一步即出現(xiàn)波絲，此時為佳，停止激光束的偏移)，得到激光切割極限圖檔，從而得到切割極限圖檔中柱狀結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)據(jù)；

比對CCD定位系統(tǒng)b與激光系統(tǒng)a實時切割之間相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)，通過將多個位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，可以得到一個穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，即為激光系統(tǒng)a和CCD定位系統(tǒng)b之間的系統(tǒng)誤差值，暫稱為B值；

參見圖1、圖2以及圖4，提取20個穴相同類型塑料件c產(chǎn)品，每穴取4片，首先人工去除對應(yīng)位置毛刺，每穴產(chǎn)品利用CCD系統(tǒng)分別拍照10次，得到每個柱狀結(jié)構(gòu)的長寬尺寸的10組數(shù)據(jù)，對此80個塑料件c通過CCD定位系統(tǒng)b每個位置對應(yīng)800個數(shù)據(jù)并求平均值，得到一組標(biāo)準(zhǔn)CCD數(shù)據(jù)，并將上述步驟中得出的系統(tǒng)誤差B值導(dǎo)入激光系統(tǒng)a內(nèi)，得到激光切割標(biāo)準(zhǔn)圖檔，通常激光切割標(biāo)準(zhǔn)圖檔是在系統(tǒng)誤差值B值導(dǎo)入CCD標(biāo)準(zhǔn)圖檔的基礎(chǔ)上，還需要給予相應(yīng)的安全距離0.02mm，對于柱狀結(jié)構(gòu)高度方向，激光切割標(biāo)準(zhǔn)圖檔高度＝CCD定位系統(tǒng)b數(shù)據(jù)+B值，對應(yīng)的安全距離(0.02mm)通過Y軸坐標(biāo)補(bǔ)償值進(jìn)行添加，而在計算柱狀結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償值時，可以畫出底邊以及垂直中心線，且將其與激光系統(tǒng)a的切割效果比較，通過修改補(bǔ)償值的方式，將每個位置的質(zhì)心點和激光切割后的質(zhì)心點重合，柱狀結(jié)構(gòu)寬度方向，激光切割標(biāo)準(zhǔn)圖檔寬度＝CCD定位系統(tǒng)b數(shù)據(jù)+2×B值+2×0.02mm；其他邊線激光切割標(biāo)準(zhǔn)圖檔只需添加安全距離即可，同柱狀結(jié)構(gòu)高度一樣，通過坐標(biāo)補(bǔ)償值進(jìn)行添加；

再次參見圖2，根據(jù)柱狀結(jié)構(gòu)的公差尺寸以及毛刺的大小，主要對注塑件每個柱狀結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖檔按照0.02mm一個檔位進(jìn)行分bin建模，每個柱狀結(jié)構(gòu)得到75種可能性圖檔，根據(jù)產(chǎn)品尺寸公差的不同，例如1/4/8/11#柱狀結(jié)構(gòu)，寬度方向公差為±0.025mm，高度及臺階高度方向公差為±0.05mm，故將寬度方向分為3檔，高度及臺階高度方向各分為5檔，總共分為3×5×5＝75種圖檔，其中每檔尺寸數(shù)據(jù)皆在±0.01mm的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇；

利用CCD定位系統(tǒng)b進(jìn)行自動建模工作，將需要去除毛刺的某一穴產(chǎn)品手動去除干凈邊緣毛刺，再通過CCD定位系統(tǒng)b進(jìn)行拍照測量，得到一組此穴產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)，再在每個柱狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的75種圖檔中選取符合要求的圖檔，從而建立此穴產(chǎn)品的切割圖檔；

批量生產(chǎn)時，通過調(diào)取不同穴位產(chǎn)品前期自動建模的模板進(jìn)行去除毛刺作業(yè)。

在上述方法步驟中，采用激光系統(tǒng)a與CCD定位系統(tǒng)b配合可以實現(xiàn)對大批量塑料件c表面的去毛刺，去毛刺不但快速，還能夠保證質(zhì)量，尤其是針對塑料件c的柱狀結(jié)構(gòu)，對不同穴模具建立相應(yīng)的切割圖檔，該切割圖檔與柱狀結(jié)構(gòu)的公差結(jié)合，每一塑料件c先采用CCD定位系統(tǒng)b拍照測量，然后根據(jù)尺寸在前期分bin建模圖檔中選定與其對應(yīng)的切割圖檔，激光系統(tǒng)a按照選取的切割圖檔對該塑料件c去毛刺，塑料件c去毛刺后的尺寸在其毛刺公差范圍內(nèi)。采用這種去毛刺方法，不但可以大大提高塑料件c的去毛刺效率，保證塑料件c的去毛刺質(zhì)量，而且能夠大大節(jié)省人力勞動，降低去毛刺成本，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。