[发明专利]一种基于计算机视觉的自动激光雕刻系统及其使用方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的自动激光雕刻系统，其特征在于，包括：

一运动轨道：用于承载并带动产品在生产过程中往复运动；

一图像捕捉模块：用于获取产品在运动轨道上某一位置的视频图像；

一激光雕刻机：对产品进行激光雕刻；

一控制模块：发出控制信号分别控制所述运动轨道、图像捕捉模块和激光雕刻机的启停；

一上位机：通过与控制模块的指令交互控制所述运动轨道的运动，从图像捕捉模块获取图像后进行产品的匹配识别与定位，并控制激光雕刻机对产品进行激光雕刻；

一电源模块：为所述运动轨道、图像捕捉模块、激光雕刻机、控制模块和上位机提供电源。

2. 一种权利要求1所述的基于计算机视觉的自动激光雕刻系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，生产准备步骤：即对所述图像捕捉模块进行畸变校正与坐标系调整，运动轨道坐标系调整，设置生产参数，并记录与生产中产品定位相关的匹配信息；

步骤2，生产步骤：产品通过运动轨道输送至拍摄区由图像捕捉模块进行拍摄，并将拍摄的图像信息与步骤1中的匹配信息进行匹配对比，获取雕刻的图案位置信息，然后产品由运动轨道输送至激光雕刻机处对产品进行激光雕刻，完毕后结束一轮生产。

3. 根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的自动激光雕刻系统的使用方法，其特征在于，所述步骤1中的图像捕捉模块采用工业相机，生产准备步骤具体操作如下：

步骤1.1，使用校正板校正相机畸变，并统一相机坐标系和激光雕刻机坐标系的主轴方向和单位长度，保证两个坐标系的方向和单位长度一致；

步骤1.2，调整运动轨道单位距离，使运动轨道坐标系与激光雕刻机坐标系的单位长度和方向一致，保证产品在生产线上能够精确移动；

步骤1.3，设置生产参数，主要包括产品在流水线上运动的方式，相机位置，激光雕刻机位置，产品数量，产品分布，雕刻图案；

步骤1.4，通过鼠标选取图像中目标区域以获取标准产品模板，并记录标准模板在坐标系中的横向坐标x，纵向坐标y和角度a，用于生产过程中产品的匹配定位；

步骤1.5，获得标准产品模板的雕刻位置坐标，将产品运动到激光雕刻机下，调整激光雕刻图案位置与角度至满意程度，然后记录雕刻图案在坐标系中的横向坐标Tx’，纵向坐标Ty’和角度Ta’。

4. 根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的自动激光雕刻系统的使用方法，其特征在于，所述步骤2中的图像捕捉模块采用工业相机，生产步骤具体操作如下：

步骤2.1，将一组产品放置到运动轨道上，通知上位机产品装载完成；

步骤2.2，运动轨道在上位机的控制下将产品运动到相机下，并通知相机产品已经到位，可以进行拍摄；

步骤2.3，相机对产品进行拍照，上位机从相机获取产品图像，并与标准产品模板进行匹配，得到产品在坐标系中的横向坐标x’，纵向坐标y’和角度a’；

步骤2.4，计算激光雕刻机对产品进行雕刻的图案位置坐标，即模板雕刻位置坐标加上产品位置坐标和产品模板坐标的差，该产品雕刻图案位置坐标为(X,Y,A)=(x’,y’,a’)-(x,y,a)+(Tx’,Ty’,Ta’)，运动轨道在上位机的控制下将产品运动到激光雕刻机下，激光雕刻机根据产品雕刻图案位置坐标和雕刻图案对产品进行雕刻；

步骤2.5，运动轨道在上位机的控制下将产品运送到生产线终点，一轮生产结束。

5.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的自动激光雕刻系统的使用方法，其特征在于，所述步骤2完成后，还包括以下步骤：

判断是否所有生产都已结束，如果还有产品雕刻任务没有完成，则转到步骤2继续执行；否则，全部生产结束。