视觉系统在激光切割机上的应用

刘爱伟

（江苏金方圆数控机床有限公司，江苏 扬州 225009）

0 引言

激光切割机在板材加工行业得到广泛应用。实际生产中，根据板材上的孔识别板材位置，以便对板材进行边框切割，是一种迫切需要研究和解决的问题。本文主要对视觉系统的应用进行研究分析。

1 工作原理

激光切割机视觉系统如图1 所示。

图1 激光切割机视觉系统安装简图

由图可见，摄像头和摄像头光源安装在导轨上，导轨和气缸分别安装在固定座体上。当切割机工作台运行到机床内部停止后，气缸推动摄像头向下运动，精确识别定位孔的位置，从而确定板材在机身内部的位置。识别完成后，摄像头向上移动避免切割过程中的飞溅物污染摄像头或光源，然后开始切割。

2 测试方法

（1）如图2 所示，将试验材料放置在激光切割机加工区域，利用激光切割机在工件上加工4 个ø10mm 的圆孔。

图2 板材上加工的孔

（2）将板材分别放在工作台6 个位置（位置如图3 所示），利用视觉系统对板材进行二次定位并加工出外围轮廓。

图3 板材放在工作台上的位置

（3）使用游标卡尺测量孔到边距离并记录数据。

（4）更换试验材料，重复步骤1～3。

3 测试数据及分析

测试数据采集及分析如表1、2、3、4 所示。

表1 1mm 碳钢板数据

表2 1mm 不锈钢板数据

表3 1mm 镀锌板数据

由于在试验过程中不考虑不同试验材料的激光割缝和机床本身加工精度对工件的影响，所以取多次测量的平均值（作为测量参考基准，利用绝对偏差来分析利用视觉系统实现板材二次定位功能的定位精度。

4 结论

（1）1mm 碳钢、不锈钢、镀锌板、铝板，利用视觉系统作二次定位的精度为±0.15mm，满足机床使用需求。

表4 1mm 铝板数据

（2）加工材料表面特性和光源对视觉系统二次定位精度有一定程度的干扰。经测试，不锈钢板和铝板的精度要优于镀锌板和碳钢板。

（3）在测试过程中发现，激光同轴调整和镜头装卸需对相机和激光的偏移重新设定。