[发明专利]高速激光振镜切割机及高速激光振镜切割方法

说明书

本发明公开了一种高速激光振镜切割机及相应的高速激光振镜切割方法。所述高速激光振镜切割机，包括摄像装置、激光切割机、送料机和控制终端机；摄像装置包括摄像机架和摄像机，激光切割机包括二氧化碳激光器、振镜头、横导轨、纵向槽和传动机构；控制终端机包括摄像单元、标定单元、图像处理单元、匹配单元、运动控制单元和样板库。本发明提高了产品的成品率，实现了图像的变形匹配，解决了进料张力导致幅面布料变形的难题。大幅减少了振镜头的重复行程，提高了激光切割效率。

技术领域

本发明涉及布料切割加工技术领域，具体来说涉及一种高速激光振镜切割机，以及一种高速激光振镜切割方法。

背景技术

随着技术的不断进步，传统布料切割加工流水线中所采用的手工切割加工方法，因为个体差异或疲劳状况可能出现的误差或错误逐渐被激光切割装置所取代。目前的激光打标行业中一般采用振镜装置。

目前传统振镜装置主要应用在激光打标行业，振镜头固定不动完成打标作业；另一方面，小型激光切割系统是在激光切割头上安装130W工业相机，每切割一个花型就要提取样本并处理一次，即每次只能切割一个样版，工作效率极低。目前市场上已经出现大幅面视觉激光切割机，但只能使用单个激光头进行切割，切割效率较为低下。而且还存在因进料时受到旋转或拉伸方向的张力导致幅面布料变形、导致切割不准确的问题。

为此，迫切需要一种新的多样版并行切割方式，实现多个振镜头同时切割不同图案、矫正布料张力变形、提高切割效率。高速大幅面振镜机器视觉技术的飞速发展为我们解决上述问题提供了新思路，更为传统行业的转型升级指明了方向。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高速激光振镜切割机。

其采用的具体技术方案如下：

一种高速激光振镜切割机，包括摄像装置、激光切割机、送料机和控制终端机；所述送料机用于输送待切割布料；所述摄像装置包括摄像机架和摄像机，所述摄像机固定于摄像机架上，所述摄像机位于送料机的正上方；所述激光切割机包括二氧化碳激光器、振镜头、横导轨、纵向槽和传动机构；所述传动机构包括丝杆、滑块和步进电机；所述二氧化碳激光器用于产生切割激光、所述振镜头用于偏转该切割激光并控制其发射至待切割的布料上，所述振镜头有两个、且平行安装于所述横导轨上；所述步进电机有两个，且与所述振镜头一一对应，各振镜头在对应的步进电机驱动下分别沿横导轨作横向运动；所述横导轨在丝杆和滑块的作用下沿纵向槽作纵向运动；所述控制终端机包括摄像单元、标定单元、图像处理单元、匹配单元、运动控制单元和样板库；所述样板库用于存储预先写入的产品样板；所述摄像单元用于控制摄像机对待切割布料照相，并将拍摄到的图像发送至标定单元和图像处理单元；所述标定单元用于接受摄像单元输入的图像、并对该图像的参数进行标定和矫正，将该图像的参数由相机图像参数转换为切割坐标图像参数，并将该切割坐标图像参数发送给图像处理单元和匹配单元；所述图像处理单元用于接受摄像单元输入的图像以及标定单元输入的切割坐标图像参数，参照该切割坐标图像参数将摄像单元发送的图像处理成灰度图、并进行边缘增强和对比度拉伸处理、并将处理后的图像发送给匹配单元；所述匹配单元用于接收图像处理单元输入的处理后的图像以及标定单元输入的切割坐标图像参数、并读取样板库在大幅面上并行的对多个样板进行匹配、在匹配完成后将得到的输出切割轨迹坐标信息发送至运动控制单元；所述运动控制单元用于接收匹配单元输入的切割轨迹坐标信息，根据该切割轨迹坐标信息驱动激光切割机工作，通过控制传动机构使所述振镜头运动到对应位置对送料机上输送的待切割布料进行激光切割。

通过采用这种技术手段：结合机器视觉，解决了现有技术中大幅面切割系统多样版切割效率低下的问题；通过弱化人工在切割过程中的作用，大大提高产品的成品率。同时，利用控制终端机各功能单元的配合实现图像的变形匹配，实现在一定变形尺度范围内的变形匹配，解决了进料张力导致幅面布料变形的难题。实现激光头在x轴、y轴上的运动切割，并且实现了两个振镜头在同一水平面上对布料上的不同图案进行同步激光切割。相对于传统技术大幅减少了振镜头的重复行程，提高了四倍的激光切割效率。