[发明专利]一种基于机器视觉的激光切割机导正系统

说明书

本发明提供一种基于机器视觉的激光切割机导正系统，包括分布设置在切割平台两侧的N个导正机构、安装在切割平台下料端部的前定位装置、安装在切割平台上方的拍摄装置和安装有图像处理软件的处理装置。本发明能够采用机器视觉算法作为辅助手段，在每次工件导正之前，首先对导正机构进行定位，使同一侧的导正机构位于同一条直线上且连线与切割平台端部垂直，在导正工件的同时，建立切割坐标系，结合移动距离计算得到每个工件的形态特征和位置信息，使激光切割机能够根据待切割工料的形状调整切割路径，尽可能减少废料产生量。

技术领域

本发明涉及激光切割机领域，具体而言涉及一种基于机器视觉的激光切割机导正系统。

背景技术

目前存在激光切割系统，在切割平台两侧安装导正机构以使切割平台上的工料导正后再执行切割工序，并且通常会预留一定量的余裕工料，避免误差过大导致切割处理失败。

但这种方式仍然存在以下问题：第一，长时间的使用会导致机械结构松脱、老化，使导正机构本身出现位置误差，从而造成工件定位误差日益增大。第二，对于这部分余裕工料，在切割完成后会视为切割废料直接废弃。当切割量较大时，造成了大批工料浪费。并且，由于这部分工料面积较小，也难以再做他用。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于机器视觉的激光切割机导正系统，采用机器视觉算法作为辅助手段，在每次工件导正之前，首先对导正机构进行定位，使同一侧的导正机构位于同一条直线上且连线与切割平台端部垂直，在导正工件的同时，建立切割坐标系，结合移动距离计算得到每个工件的形态特征和位置信息，使激光切割机能够根据待切割工料的形状调整切割路径，尽可能减少废料产生量。

为达成上述目的，本发明提出一种基于机器视觉的激光切割机导正系统，所述激光切割机的切割平台包括一定量平行设置的导辊，待切割工料借助导辊自切割平台的上料端部向与之相对的下料端部移动；

所述导正系统包括分布设置在切割平台两侧的N个导正机构、安装在切割平台下料端部的前定位装置、安装在切割平台上方的拍摄装置和安装有图像处理软件的处理装置；

所述前定位装置包括M个定位气缸，所述M个定位气缸均匀分布在下料端部上，M个定位气缸的连线为一直线且垂直于待切割工料的移动方向；

所述处理装置以切割平台的下料端部的任意一个顶点为原点建立切割坐标系，切割坐标系为一平面坐标系，其中，待切割工料的移动方向为X方向，切割平台的下料端部的延伸方向为Y方向；

所述处理装置响应于任意一个定位气缸与待切割工料接触，停止工料移动，驱使N个导正机构恢复初始位置，并且采用拍摄装置拍摄N个导正机构的图像信息，对拍摄得到的图像信息进行处理，分析每个切割平台侧边的导正机构是否位于同一条直线，以及同一侧边的导正机构的连线是否与下料端部垂直：

如果同一侧边的导正机构的连线不是直线或者连线虽然为一直线但不与下料端部垂直，则根据预设的调整策略对导正机构的位置进行调节，直至所有导正机构满足要求后，驱使导正机构沿Y方向移动，对待切割工料进行导正处理，当工料导正后，驱使其余定位气缸沿X方向移动，使所有定位气缸抵接在待切割工料的顶端；

所述处理装置根据导正机构和定位气缸的移动距离计算得到定位气缸、导正机构的位置坐标，将计算得到的发送至激光切割机的控制平台，以构建待切割工料的形态信息；

所述M和N为大于1的正整数。

进一步地，所述预设的调整策略包括：

选择每一侧边上距离工料最近的导正机构作为标准点，绘制两个标准点至切割平台下料端部的垂线；

移动其余导正机构至对应垂线或垂线的延长线上，将移动后的位置作为该导正机构调整后的初始位置。

进一步地，所述根据导正机构和定位气缸的移动距离计算得到定位气缸、导正机构的位置坐标的过程包括以下步骤：