DMV双摄像视觉系统在激光切割定位的应用

发布时间:2021-08-16 阅读量:4193 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

一、DMV双摄像机检测原理 激光切割机是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。 客户目前的需要激光切割的板材尺寸约为1m×1.2m,需要利用激光切割出如图1的一个个小矩形,切割精度要求为0.05mm。由于被切割材料本体比较长,在上料的时候,往往很难保证其一致性,所以需要考虑采用视觉(又称CCD)来检测板材的倾斜角度以及偏移量。


二、系统配置


DMV双摄像视觉系统在激光切割定位的应用


三、方案实施 由于材料本体尺寸比较大,如果将被测物完全拍摄到,则其检测精度必然无法达到要求。所以考虑只拍摄该板材上的上下两个MARK(标记)的位置,获知两个MARK点的偏移量后可通过推导得出该板材的整体偏移量以及旋转角度。 为确保检测精度,所以考虑采用一个相机各拍摄一个MARK的方法。本系统中采用2个相机和4个光源的架构。


DMV双摄像视觉系统在激光切割定位的应用


在材料无任何旋转以及偏移的情况下,两个MARK点的理论坐标为X1,Y1与X2,Y2。在实际上料以后,相机拍摄后会获取实际的坐标X3,Y3和X4,Y4。由此就可得:ΔX1=X1-X3;ΔX2=X2-X4;ΔY1=Y1-Y3;ΔY2=Y2-Y2 根据上位机软件的计算,实际坐标之间的连线与理论坐标的连线就可获知该板材的旋转角度θ角。结合水平ΔX1,ΔX2以及垂直方向的ΔY1以及ΔY2,就可准确获知板材的整体偏移及旋转角度。由于本案检测精度要求较高,MARK点的设置也变的尤为重要,经过多方讨论,最终确定MARK采用如下方案:


二、由于拍摄距离客户要求330mm的物距,以及考虑到检测精度要求,所以采用2个增倍镜头以及接环。本项目都采用80万像素的相机,分辨率为1024×768,可根据分布像素推算检测精度: 4mm/1024pixel= 0.004mm/pixel(一个像素值代表0.003mm);考虑到系统存在检测误差以及外部光源干扰与振动干扰,可以计算,本系统检测精度在0.012mm。 可使用“边形匹配”工具,定位Mark点的位置。接着使用“边缘位置”工具,检测Mark点的交叉点X,Y轴坐标。 同时,本DMV系统支持以太网通讯功能,可将检测到的坐标偏移量,通过以太网通讯的方式送到上位机,并进行处理。本案中客户采用的上位机是工业电脑。四、实施效果 在本切割系统中,视觉定位为其精度的切割提供了最前端的检测数据。为其最终获得满足要求的切割精度提供了保证。


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