基于视觉定位的切割系统和方法

文档序号:78110 发布日期:2021-10-08 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 基于视觉定位的切割系统和方法 (Cutting system and method based on visual positioning ) 是由 陈立波 邓永隆 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种基于视觉定位的切割系统和方法,其包括以下步骤:基于识别装置获取指定物品切割面上的待切割图像并转发至控制装置;根据待切割图像获取切割路径;所述识别装置的识别速度大于所述第一切割装置的切割速度;启动第一切割装置从切割路径的首端开始对切割面进行移动切割;启动第二切割装置从切割路径的尾端开始对切割面进行移动切割;所述识别装置与所述第二切割装置同步移动。本申请具有助于提高在对图像内容较多类指定物品进行切割加工时激光切割机的工作效率的效果。(The application relates to a cutting system and a method based on visual positioning, which comprises the following steps: acquiring an image to be cut on the cutting surface of the specified object based on the identification device and forwarding the image to the control device; acquiring a cutting path according to an image to be cut; the recognition speed of the recognition device is greater than the cutting speed of the first cutting device; starting a first cutting device to perform movable cutting on a cutting surface from the head end of a cutting path; starting a second cutting device to perform movable cutting on the cutting surface from the tail end of the cutting path; the identification device moves synchronously with the second cutting device. The laser cutting machine has the effect of improving the working efficiency of the laser cutting machine when the designated objects with more types of image contents are cut.)

基于视觉定位的切割系统和方法

技术领域

本申请涉及视觉定位的领域,尤其是涉及一种基于视觉定位的切割系统和方法。

背景技术

目前激光切割机是将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束;随着光束与工件相对位置的移动,最终使材料形成切缝,从而达到切割的目的。

激光切割机系统一般由激光切割头、工作台、识别装置和计算机等部分组成;激光切割头和识别装置安装于一个横梁上,横梁水平安装于工作台上;同时横梁还可以在工作台上沿X轴的方向移动,激光切割头和识别装置可通过同步在横梁上滑移实现Y轴方向的移动;当需对指定的物品进行预设形状的切割时,通过识别装置对指定物品上的图案进行识别后将图像发送至计算机内,由计算机对图像进行处理后形成激光切割头的切割路线,切割完成后,识别装置开始下一区域的图像识别,从而便于激光切割头根据切割路线将指定物品按照预设形状进行切割。

针对上述中的相关技术,发明人认为;由于识别装置识别图像仅需移动至预设位置进行拍照即可完成识别工作,从而可知识别装置的工作速度大于激光切割头的切割速度,若识别装置和激光切割头同步运动,则会导致识别装置识别图像以及切割均所消耗的时间均会延长,从而导致激光切割机的工作效率降低。

发明内容

为了有助于提高在对图像内容较多类指定物品进行切割加工时激光切割机的工作效率,本申请提供了一种基于视觉定位的切割系统和方法。

第一方面,本申请提供一种基于视觉定位的切割系统,采用如下的技术方案:

一种基于视觉定位的切割系统,包括安装于指定物品外缘侧并罩设切割面的导轨架和设置于导轨架上的驱动装置,所述导轨架上滑移连接有第一横梁和第二横梁,所述第一横梁和第二横梁的长度方向均与x-y坐标系的x轴方向平行,所述第一横梁和第二横梁沿x-y坐标系的y轴方向往返移动;所述第一横梁上滑移连接有第一切割装置;所述第二横梁上滑移连接有第二切割装置和识别装置;所述驱动装置用于带动第一切割装置沿第一横梁的长度方向往返移动,所述驱动装置还用于带动第二切割装置和识别装置沿第二横梁的长度方向往返移动。

通过采用上述技术方案,当启动第一切割装置沿第一切割路径对切割面进行切割时,驱动装置带动第一横梁在导轨架上y轴的方向上移动,第一切割装置在第一横梁上沿x轴的方向上往返移动;识别装置处于获取待切割图像的状态时,驱动装置带动第二横梁在导轨架上y轴的方向上移动,识别装置在第二横梁上沿x轴的方向上往返移动;第二切割装置沿第二子径对切割面进行切割时,驱动装置带动第二横梁在导轨架上y轴的方向上移动,第二切割装置在第二横梁上沿x轴的方向上往返移动。

可选的,所述第一切割装置包括至少两个并排滑移于第一横梁上的第一激光件;所述第二切割装置包括滑移设置于第二横梁上的第二激光件,所述第一激光件和第二激光件呈相同设置;所述第二激光件和识别装置并排设置。

通过采用上述技术方案,由第一激光件和第二激光件在第一横梁上沿x轴的方向往返移动,从而实现第一激光件和第二激光件对第一区域内的并排切割,从而进一步提高切割指定物品的工作效率。

可选的,所述导轨架上设置有避让区,所述避让区环绕设置于切割面的外缘侧。

通过采用上述技术方案,设置避让区可供识别装置处于使用状态时,供第一切割装置或第二切割装置移入,从而避免识别装置和第二切割装置干涉;也有利于第二切割装置处于使用状态时,识别装置移入避让区,避免于第二切割装置干涉。

第二方面,本申请提供一种基于视觉定位的切割方法,采用如下的技术方案:

一种应用于权利要求1-3任一项所述的基于视觉定位的切割系统的切割方法,包括以下步骤:

基于识别装置获取指定物品切割面上的待切割图像并转发至控制装置;

根据待切割图像获取切割路径;所述识别装置的识别速度大于所述第一切割装置的切割速度;

启动第一切割装置从切割路径的首端开始对切割面进行移动切割;

启动第二切割装置从切割路径的尾端开始对切割面进行移动切割;所述识别装置与所述第二切割装置同步移动。

通过采用上述技术方案,当识别装置对切割面的待切割图像完成识别后,由于识别装置的识别速度大于第一切割装置的切割速度;即可由第二切割装置自切割路径的尾端开始对指定物品进行切割,第一切割装置和第二切割装置由切割路径的首尾两端对指定物品进行同步切割,从而减少切割所消耗的时间,从而提高在对图像内容较多类指定物品进行切割加工时激光切割机的工作效率。

可选的,所述根据待切割图像获取切割路径的步骤具体包括以下步骤:

获取切割面尺寸;

根据切割面尺寸建立以切割面中心点为原点的x-y坐标系;

将待切割图像划分为多个面积相等的切割单元;

将多个切割单元沿x轴和y轴的延伸方向排列于x-y坐标系内;

依次获取多个切割单元内的单元路径;

排列多个单元路径形成切割路径。

通过采用上述技术方案,采用识别装置对切割单元内的待切割图像进行获取,并将切割单元在x-y坐标系内进行紧密排列后,防止识别单元重复识别,从而提高识别装置在获取切割面待切割图像时的速度。

可选的,所述启动第一切割装置从切割路径的首端开始对切割面进行移动切割的步骤之前还包括以下步骤:

根据指定物品切割面的尺寸将切割面分为第一区域和第二区域;

识别装置依次获取第一区域、第二区域内的单元路径;

所述切割路径包括第一切割路径和第二切割路径;

获取第一区域内所有单元路径并组成第一切割路径;

获取第二区域内所有单元路径并组成第二切割路径;

根据第一切割路径发送第一启动指令至驱动装置,所述第一启动指令包括第一切割路径。

通过采用上述技术方案,当识别装置将第一区域内的待切割图像识别完成后,即可通过控制装置将第一区域内的待切割图像转换为第一切割路径,从而便于在识别装置仍处于识别状态时启动第一切割装置进行切割,从而提高识别、切割指定物品的加工效率。

可选的,所述启动第二切割装置从切割路径的尾端开始对切割面进行移动切割的步骤具体包括以下步骤:

获取第二区域中点的坐标;

根据第二区域中点的坐标将第二区域划分为沿y轴方向并列的第一子域和第二子域;所述第一子域远离第二子域的一侧为第一区域;所述第二切割路径包括第一子域内的第一子径和第二子域内的第二子径;

逆向移动第二切割装置于第二子域靠近第一子域的一侧;

获取第二子径;

发送第二启动指令至驱动装置,所述第二启动指令包括第二子径;

第二切割装置根据第二移动指令开始对第二子域内的切割面移动切割。

通过采用上述技术方案,当识别装置对切割面内所有切割单元的待切割图像完成识别获取后,移动第二切割装置至第二区域内的中间部分开设进行切割路径尾端部分的切割,从而避免第一切割装置与第二切割装置处于相反的运行方向,从而避免第一切割装置与第二切割装置相撞。

可选的,所述发送第二启动指令至第二切割装置的步骤之前还包括以下步骤:

移动识别装置进入避让区。

通过采用上述技术方案,便于第二横梁上的第二切割装置对第二子域内的切割单元进行逐个切割,从而避免第二切割装置运行时与识别装置发生碰撞。

可选的,所述第二切割装置根据第二移动指令开始对第二子域内的切割面移动切割的步骤之后还包括以下步骤:

获取第一切割路径内的未切割长度;

判断第一切割路径内的未切割长度是否等于0;

若为0,则认为切割完成结果,若不为0,则认为切割未完成结果;

根据切割完成结果发送第一子径;

根据切割未完成结果重复步骤获取第一切割路径的未切割长度。

通过采用上述技术方案,当第一切割路径完成后,即可向第一切割装置发生第一子域内的第一子径,从而便于第一切割装置对第一子域内的第一子径进行切割。

可选的,所述基于识别装置获取指定物品切割面上的待切割图像并转发至控制装置的步骤之前包括以下步骤:

预设环绕于切割面外缘侧的避让区;

移动第一横梁进入避让区;

移动第二切割装置进入避让区;

启动识别装置。

通过采用上述技术方案,有利于识别装置从切割面首端至尾端内的多个切割单元进行逐一识别,从而避免识别装置运行时与第一切割装置和第二切割装置发生碰撞,从而提高识别装置处于使用状态时的安全性。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

第一切割装置和第二切割装置由切割路径的首尾两端对指定物品进行同步切割,从而减少切割所消耗的时间,从而提高在对图像内容较多类指定物品进行切割加工时激光切割机的工作效率;

当启动第一切割装置沿第一切割路径对切割面进行切割时,驱动装置带动第一横梁在导轨架上y轴的方向上移动,第一切割装置在第一横梁上沿x轴的方向上往返移动;

有利于识别装置从切割面首端至尾端内的多个切割单元进行逐一识别,从而避免识别装置运行时与第一切割装置和第二切割装置发生碰撞,从而提高识别装置处于使用状态时的安全性。

附图说明

图1是本申请中视觉定位的切割系统的整体结构示意图;

图2是本申请中视觉定位的切割系统的控制原理框图;

图3是指定物品的切割面示意图;

图4是本申请中第一激光件的整体结构示意图;

图5是本申请中驱动装置的控制原理框图;

图6是本申请中视觉定位的切割方法的步骤流程图。

附图标记说明:1、平台;2、导轨架;21、切割区域;211、放置区;212、避让区;22、第一横梁;23、第二横梁;3、驱动装置;31、控制器;32、电机;4、控制装置;5、第一切割装置;51、第一激光件;511、导向块;512、激光发射头;6、第二切割装置;61、第二激光件;7、识别装置;8、激光发生器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-6及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种基于视觉定位的切割系统。

参照图1和图2,一种基于视觉定位的切割系统包括平台1、导轨架2、驱动装置3和控制装置4;其中平台1的上表面可以用于放置待切割的指定物品以及安装导轨架2,驱动装置3安装于导轨架2上,且驱动装置3的信号输入端与控制装置4的第一信号输出端通讯连接,导轨架2整体环绕于平台1上表面的外缘边侧,中间部分为中空设置形成供指定物品放置的切割区域21;切割区域21内包括可供指定物品放置的放置区211和环绕于放置区211外缘侧的避让区212。

参照图1和图3,导轨架2上滑移连接有互相平行设置的第一横梁22和第二横梁23,控制装置4(见图2)内建立以切割区域21中点为原点的x-y坐标系,第一横梁22和第二横梁23的长度方向均与x-y坐标系的x轴方向平行;驱动装置3可以带动第一横梁22和第二横梁23沿x-y坐标系的y轴方向往返移动。

参照图1和图4,第一横梁22上滑移连接有第一切割装置5,第一切割装置5包括两个第一激光件51,两个第一激光件51并排设置于第一横梁22的长度方向上,且驱动装置3可以分别带动两个第一激光件51在第一横梁22的长度方向上往返移动;第一激光件51包括滑移连接于第一横梁22上的导向块511和激光发射头512,导向块511与驱动装置3的输出端固定连接。

第二横梁23上滑移连接有第二切割装置6和识别装置7,第二切割装置6包括和识别装置7并排设置的第二激光件61,第二激光件61与第一激光件51呈相同设置,且平台1上安装有激光发生器8,多个激光发射头512的输入端均与激光发生器8的激光输出端连接,激光发生器8的信号输出端与控制装置4的第二信号输出端通讯连接;第一切割件和第二切割件的激光输出端均可对指定物品的切割面进行激光切割;识别装置7的识别速度大于第一切割装置5的切割速度。

除此之外,本实施例中第一切割装置5和第二切割装置6还可以采用振镜。

识别装置7用于对指定物品物品的切割面内的切割图像进行拍照,识别装置7可以采用任一具有摄像功能的设备,本实施例中采用相机,相机滑移安装于第二横梁23上,且识别装置7的信号输出端与控制装置4的信号输入端无线连接,避让区212可供识别装置7、第一切割装置5和第二切割装置6同时滑入。

参照图1和图5,驱动装置3包括控制器31和多个电机32;多个电机32均安装于导轨架2上,多个电机32分别用于驱动第一横梁22、第二横梁23、两个第一激光件51、第二激光件61和识别装置7;控制器31的多个信号输出端分别与多个电机32的信号输出端通讯连接,控制器31的信号输入端与控制装置4的信号输出端通讯连接;本实施例中电机可以是任一种可以进行直线运动的驱动设备。

本申请实施例还公开一种基于视觉定位的切割方法。

参照图1和图6,一种基于视觉定位的切割方法包括以下步骤:

S100:准备工作:

S110:获取指定物品切割面的长、宽尺寸;

S120:获取第一切割件、第二切割件以及识别装置7的外缘尺寸;

S130:预设环绕于切割面外缘侧的避让区212,避让区212可供第一切割件、第二切割件以及识别装置7同时或单独滑入;

S140:移动第一横梁22进入避让区212;

S150:移动第二切割装置6进入避让区212。

S200:切割面划分区域:

S210:控制装置4根据指定物品切割面的尺寸将切割面分为第一区域和第二区域;

S220:控制装置4将第一区域和第二区域内的切割面划分为多个面积相等的切割单元;

S230:将多个切割单元沿x轴和y轴的延伸方向排列于x-y坐标系内。

S300:获取切割路径:

S310:控制装置4发送识别启动指令至识别装置7,识别装置7根据识别启动指令依次对多个切割单元内的待切割图像进行拍照获取并转发至控制装置4;

S320:控制装置4根据多个切割单元内的待切割图像依次获取多个切割单元内的单元路径;

S330:排列多个单元路径形成切割路径;切割路径沿y轴的长度方向分为首端、中端和尾端;切割路径包括位于第一区域内的第一切割路径和位于第二区域内的第二切割路径。

S400:启动第一切割装置5:

S410:控制装置4发送第一启动指令;第一启动指令内包括第一切割路径。

S420:驱动装置3根据第一启动指令将第一切割装置5从避让区212移动进入放置区211上方并且根据第一切割路径带动第一切割装置5在切割面上方移动;

S430:激光发生器8根据第一切割路径间歇开启两个第一激光件51;从而实现第一切割装置5从切割路径的首端开始对切割面进行移动切割;

S420和S430同步进行。

S500:获取第二切割路径:

S510:识别装置7继续获取第二区域内的待切割图像;

S520:控制装置4根据第二区域内的待切割图像获取第二切割路径,将第一切割路径和第二切割路径结合获取完成的切割路径;控制装置4发送识别远离指令至驱动装置3;

S530:驱动装置3根据识别远离指令将识别装置7移动进入避让区212。

S400和S500同步进行。

S600:启动第二切割装置6:

S610:控制装置4根据第二切割路径获取第二区域中点的坐标;

S620:根据第二区域中点的坐标将第二区域划分为沿y轴方向并列的第一子域和第二子域;第一子域远离第二子域的一侧为第一区域;第二切割路径包括第一子域内的第一子径和第二子域内的第二子径;

S630:控制装置4发送逆向移动指令至驱动装置3;

S640:驱动装置3根据逆向移动指令将第二切割装置6移动至第二子域靠近第一子域的一侧;

S650:控制装置4发送第二启动指令,第二启动指令内包括第二子径;

S660:驱动装置3根据第二启动指令将第二切割装置6从避让区212移动进入放置区211上方并且根据第二子径带动第二切割装置6在切割面上方移动;

S670:激光发生器8根据第二子径间歇开启第二激光件61;从而实现第二切割装置6从切割路径的尾端开始对切割面进行移动切割。

S700:继续启动第一切割装置:

S710:获取第一切割路径内的未切割长度;

S720:判断第一切割路径内的未切割长度是否等于0;

S730:若为0,则认为切割完成结果,若不为0,则认为切割未完成结果;

S740:控制装置4根据切割完成结果发送第一子径;

S750:驱动装置3根据第一子径带动第一切割装置5从第一区域进入第二区域内的第一子域,并根据第一子径带动第一切割装置5在切割面上方移动;

S760:激光发生器8根据第一子径间隙开启两个第一激光件51,从而实现两个第一激光件51根据第一子径对切割面的中端进行移动切割;

S770:激光发生器8根据切割未完成结果重复S710。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

15页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种钻石激光切割角度旋转设备

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!