DMV双摄像视觉系统在激光切割定位的应用

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

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。

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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