[实用新型]主从式相机配置的智能激光切割系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用机器视觉的智能数控装置，尤其涉及一种采用主从式关联作用的智能激光切割系统。

背景技术

传统的基于主控制器的激光切割加工机中，把需要加工目标位置点的设计中心标志点坐标(Mark点)预先记录在加工程序(NG代码)中，然后由主控制器解释这个代码程序，实现定位运动控制，同步实现照射激光的工步。(参见专利文献日本特开2000-343260号公报)。随着精待切割对象小型化的快速发展，其精定位技术需求越来越高。鉴于微小加工对象的激光切割有效范围很小，加工部位中心标志点坐标(Mark点)在公差范围内的偏差和微小对象放置位置的偏移等因素，通常会发生加工位置较大范围偏离的情况。另外，针对大尺寸待切割对象的自由曲线轮廓，采用预处理Mark点的数控加工方式，已不能满足曲线轮廓精度需求。因此，为了确定加工对象的精确位置，可采用电荷耦合元件(CCD：Charge-coupled Device)照相机和图像处理的方式，将图像位置数据反馈给主控制器，预先对加工中心标志点位置进行精度修正与补偿。但是，有关相机的像素和处理速度会影响到反馈位置的准确度，特别是在相机镜头光轴中心远端，畸变现象较为严重，图像处理结果会受到较大影响。当然，提高相机分辨率和做相机镜头畸变预处理，是一种解决手段，但是前者花费较大，后者处理步骤繁琐，并非最优的处理方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种主从式相机配置的智能激光切割系统，其采用两个智能相机，按主从式配置，实现全局初定位与局部精定位的测量与检测控制，可以对各种尺寸加工对象进行高效率及高精度的激光切割。

为实现在上述目的，本实用新型提供一种主从式相机配置的智能激光切割系统，其包括：位于底部的工作台、设于工作台上方的小车头、与该小车头固定安装的局部从相机及激光头、悬置于顶部的全局主相机、对该全局主相机与局部从相机进行图像监视的监视终端、与全局主相机电性连接的主控制器、及由主控制器控制并与工作台及小车头连接的驱动电机，该全局主相机的镜头视界包括整个工作台，驱动电机驱动小车头运动，局部从相机随小车头同步运动，对工作台进行局部图像采集。

所述小车头包括一横梁导轨、及位于该横梁导轨两端的横梁支撑，激光头与局部从相机固定于该横梁导轨上，驱动电机驱动横梁支撑带动横梁导轨进行运动。

所述全局主相机与局部从相机均安装有与之适配的调焦镜头，该全局主相机与局部从相机将图像采集结果通过各自的视频接口连接至监视终端。

所述全局主相机和局部从相机分别负责全局和局部几何特征数字图像的拍摄和中心标志点坐标解算，并采用模板匹配或边缘检测的方法解算定位几何特征的中心标志点坐标，全局主相机的处理结果为初定位或初测量，该处理结果传送至主控制器实现粗略定位，保证几何特征的中心标志点落于局部从相机视野中，局部从相机再拍摄中心标志点，解算出更精确的坐标地址，实现主控制器的修正运动。

所述激光头下方设有与之配套的电镜反射镜、及照射透镜。

所述工作台上设有一加工蜂窝底板、及固定于该加工蜂窝底板上的蜂窝金属体，该加工蜂窝底板及蜂窝金属体将待切割对象吸附于工作台上进行切割加工。

进一步还包括与主控制器电性连接的PC终端、及数控面板。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的主从式相机配置的智能激光切割系统，其采用两个智能相机，按主从式配置，实现全局初定位与局部精定位的测量与检测控制，可以对各种尺寸加工对象进行高效率及高精度的激光切割；其切割加工过程的精确定位不再依赖于主控制器的伺服定位性能，而是依靠外置于主控制器的相机图像处理结果反馈主控制器，保证定位精度；此外，其切割加工过程的主从相机，可克服远端光轴的畸变效应，全局主相机仅做目标Mark点的初测初定位，局部从相机可对微小对象的几何特征进行精确测量和控制，提高了工件的测量和检测效率；另外，主从相机的模式克服单一相机像素及感光器件的限制，既可以对大尺寸待切割对象分步骤确定局部区域，然后将分类区域进行无缝结合，也可以对微小尺寸待切割对象进行分步精定位，即先通过全局主相机初定位，再通过局部从相机精确定位，而不必过分依靠主控制器和机床导轨的制造精度，大大提高工作效率和操作的灵活性。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。