一种激光加工视觉定位系统

摘要

本发明涉及一种激光加工视觉定位系统及定位方法，包括操作台、U旋转工作台、光路X、Y二轴联动传动装置、激光头、摄像头、LED照明部件、外壳、电器箱、液晶显示器，外壳与U旋转工作台固定连接，光路X、Y二轴联动传动装置与激光头连接，光路X、Y二轴联动传动装置带动激光头实现X、Y轴运动；外壳顶部设有摄像头、LED照明部件，摄像头与升降U旋转工作台相对应，外壳下部设有电器箱，电器箱控制U旋转工作台及光路X、Y二轴联动传动装置的运行，同时控制激光头的激光发射。优点：能够自动定位加工物件，纠正物件到正确加工位置。相较与之前的手动定位方式，视觉定位方式精度更高，速度更快。

主权项

一种激光加工视觉定位系统，包括操作台、U旋转工作台、光路X、Y二轴联动传动装置、激光头、摄像头、LED照明部件、外壳、电器箱、液晶显示器，外壳与U旋转工作台固定连接，光路X、Y二轴联动传动装置与激光头连接，光路X、Y二轴联动传动装置带动激光头实现X、Y轴运动；外壳顶部设有摄像头、LED照明部件，LED照明部件为摄像头提供光源，外壳下部设有电器箱，电器箱控制U旋转工作台及光路X、Y二轴联动传动装置的运行，同时控制激光头的激光发射；外壳上连接有操作台、液晶显示器，操作台与液晶显示器相连接，所述的光路X、Y二轴联动传动装置包括两个驱动器，分别驱动X、Y轴两个方向运动；所述的光路X、Y二轴联动传动装置通过导轨与外壳连接；其特征在于，摄像头与U旋转工作台相对应，所述的外壳两侧设有位置传感器，位置传感器与电器箱相连接；所述的U旋转工作台通过伺服电机驱动实现旋转运动；所述的电器箱包括工控机、驱动器、控制卡、采集卡，工控机与驱动器、控制卡、采集卡、LED照明部件相连接，采集卡与摄像头连接，工控机通过驱动器驱动光路X、Y二轴联动传动装置、U旋转工作台的电机，工控机通过控制控制卡实现对激光头的控制，位置传感器将信号传递给工控机；所述的摄像头内设有CCD图像传感器，用来采集图像，通过采集卡将处理的图像传送到工控机；所述的系统实现的一种激光加工视觉定位方法，包括以下步骤：1)先将加工试样移至摄像头视场范围内，调节光照，获取图像，然后由采集卡将CCD图像传感器获取的模拟信号转变为数字信号传给工控机；2)将实时图像与事先获取的模板定位标志图像通过定位系统软件的预处理及定位算法处理，得到实时图像上定位标志与模板图像定位标志的相对位置量；3)获得相对位置量后，有两种方式对加工工件进行位置矫正：一是定位系统软件将得到的参数传递给工控机，确定电机的输出量，控制U旋转工作台，实现位置矫正；二是直接将参数传给激光加工软件，对要加工的图形数据进行处理，即加上位置偏移量，通过控制光路X、Y二轴联动传动装置移动激光头，实现位置矫正；4)步骤1)～3)为示教步骤，经示教后进行批量处理；工控机与液晶显示器连接，工控机通过Modbus和Prfibus‑DP现场协议通讯，控制手动调节、激光控制卡、光路调节、XY轴控制、旋转U轴控制、采集卡控制、摄像头控制、光照调节、启动控制，并通过GPRS实现远程无线传输；一旦操作人员将手误放入激光头工作范围内，位置传感器将信号传递给工控机，并通过工控机传输到位置传感器上，由工控机控制光路X、Y二轴联动传动装置停止运动，工控机控制激光头4停止运行，防止由于误操作引起的事故，实现光感防护。