視覺系統(tǒng)在激光切割機上的應(yīng)用

劉愛偉

（江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司，江蘇 揚州 225009）

0 引言

激光切割機在板材加工行業(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

激光切割機視覺系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 激光切割機視覺系統(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)切割機工作臺運行到機床內(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加工區(qū)域，利用激光切割機在工件上加工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和激光的偏移重新設(shè)定。