[发明专利]一种H型钢切割路径的动态补偿方法

说明书

本发明是一种H型钢切割路径的动态补偿方法，该动态补偿方法包括如下步骤：步骤1：相机内参标定，标定出相机的内参矩阵；步骤2：光平面标定，计算出激光线垂直方向的光平面方程；步骤3：机床标定，建立相机坐标系与机械坐标系之间的转换矩阵；步骤4：中心线提取，提取激光线上的“中心线”；步骤5：H型钢关键部位测量，提取中心线上的目标点集，并对其进行测量；步骤6：切割路径动态补偿，切割系统根据上述测量结果对切割路径进行补偿校正。本发明主要使用图像处理技术实时测量H型钢的三维尺寸和位置信息，切割系统根据视觉测量结果对切割路径进行修正补偿，解决了传统方法依靠传感器来定位带来的效率低、定位不准等问题。

技术领域

本发明属于数控切割技术领域，具体的说是一种H型钢切割路径的动态补偿方法。

背景技术

在H型钢切割过程中，需要对H型钢进行定位以及关键部位的尺寸进行测量，传统的办法是在切割枪头部安装一个“碰撞传感器”，通过接触的方式来获取H型钢的位置，这种方法需要多次碰撞钢体表面，十分耗时，由于在检测过程中会和型钢发生接触，可能导致型钢位置发生变化，从而影响后续的切割工序。针对尺寸测量常用到激光传感器，首先将其安装在切割枪头部，然后枪体带动激光传感器进行扫描，由于激光传感器每次只能获取一个点坐标，扫描出完整的轮廓需要耗费大量的时间，并且由于切割枪运动过程中会发生抖动，可能导致该方法扫描出来的轮廓与实际轮廓不符合。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种H型钢切割路径的动态补偿方法，该方法使用“机器视觉”技术对H型钢进行定位和测量的方法，该方法无接触、测量精度高、效率高。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种H型钢切割路径的动态补偿方法，该动态补偿方法包括如下步骤：

步骤1：相机内参标定，标定出相机的内参矩阵；

步骤2：光平面标定，计算出激光线垂直方向的光平面方程；

步骤3：机床标定，建立相机坐标系与机械坐标系之间的转换矩阵；

步骤4：中心线提取，提取激光线上的“中心线”；

步骤5：H型钢关键部位测量，提取“中心线”上的目标点集，并对其进行测量；

步骤6：切割路径动态补偿，切割系统根据上述测量结果对切割路径进行补偿校正。

本发明的进一步改进在于：所述步骤1中，相机的内参矩阵的标定方法包括如下步骤：

（1）将一块标定板放置在相机视野内，调整曝光和焦距使得成像清晰；

（2）调整标定板角度，进行拍照并存储，一共取不少于12张图片；

（3）利用上述图片和张正友标定法计算出相机的内参矩阵和畸变系数。

本发明的进一步改进在于：所述步骤2中的激光线垂直方向的光平面方程的计算包括如下步骤：

步骤（1）：将棋盘格标定板放置在激光线下，调整曝光至可以清楚地拍摄出标定板，先关闭激光器，然后进行拍照并保存该图片；

步骤（2）：保持标定板位置不动，打开激光器，调整曝光至背景“黑暗”，只留一条清晰的激光线在图片上，然后进行拍照并保存该图片；

步骤（3）：调整标定板在激光线垂直方向的位置，重复步骤（1）和步骤（1），一共记录12组照片，每组照片分别为一张有激光线一张无激光线；