視覺系統(tǒng)在激光切割機(jī)上的應(yīng)用

劉愛偉

（江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司，江蘇 揚州 225009）

0 引言

激光切割機(jī)在板材加工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。實際生產(chǎn)中，根據(jù)板材上的孔識別板材位置，以便對板材進(jìn)行邊框切割，是一種迫切需要研究和解決的問題。本文主要對視覺系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

1 工作原理

激光切割機(jī)視覺系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 激光切割機(jī)視覺系統(tǒng)安裝簡圖

由圖可見，攝像頭和攝像頭光源安裝在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌和氣缸分別安裝在固定座體上。當(dāng)切割機(jī)工作臺運行到機(jī)床內(nèi)部停止后，氣缸推動攝像頭向下運動，精確識別定位孔的位置，從而確定板材在機(jī)身內(nèi)部的位置。識別完成后，攝像頭向上移動避免切割過程中的飛濺物污染攝像頭或光源，然后開始切割。

2 測試方法

（1）如圖2 所示，將試驗材料放置在激光切割機(jī)加工區(qū)域，利用激光切割機(jī)在工件上加工4 個?10mm 的圓孔。

圖2 板材上加工的孔

（2）將板材分別放在工作臺6 個位置（位置如圖3 所示），利用視覺系統(tǒng)對板材進(jìn)行二次定位并加工出外圍輪廓。

圖3 板材放在工作臺上的位置

（3）使用游標(biāo)卡尺測量孔到邊距離并記錄數(shù)據(jù)。

（4）更換試驗材料，重復(fù)步驟1～3。

3 測試數(shù)據(jù)及分析

測試數(shù)據(jù)采集及分析如表1、2、3、4 所示。

表1 1mm 碳鋼板數(shù)據(jù)

表2 1mm 不銹鋼板數(shù)據(jù)

表3 1mm 鍍鋅板數(shù)據(jù)

由于在試驗過程中不考慮不同試驗材料的激光割縫和機(jī)床本身加工精度對工件的影響，所以取多次測量的平均值（作為測量參考基準(zhǔn)，利用絕對偏差來分析利用視覺系統(tǒng)實現(xiàn)板材二次定位功能的定位精度。

4 結(jié)論

（1）1mm 碳鋼、不銹鋼、鍍鋅板、鋁板，利用視覺系統(tǒng)作二次定位的精度為±0.15mm，滿足機(jī)床使用需求。

表4 1mm 鋁板數(shù)據(jù)

（2）加工材料表面特性和光源對視覺系統(tǒng)二次定位精度有一定程度的干擾。經(jīng)測試，不銹鋼板和鋁板的精度要優(yōu)于鍍鋅板和碳鋼板。

（3）在測試過程中發(fā)現(xiàn)，激光同軸調(diào)整和鏡頭裝卸需對相機(jī)和激光的偏移重新設(shè)定。