一种基于机器视觉的激光加工方法、系统、设备及介质与流程

    专利查询2025-12-19  9


    本技术涉及激光加工,尤其是涉及一种基于机器视觉的激光加工方法、系统、设备及介质。


    背景技术:

    1、在现代制造业中,激光加工技术发挥着至关重要的作用。激光加工技术不仅广泛应用于材料的切割、雕刻、打标及结构加工,而且随着工业自动化和智能制造的不断进步,对加工的精度和速度提出了更高的标准。

    2、目前,激光切割设备中集成的机器视觉系统能够自动识别工件的位置和特征,实现对工件的快速定位和加工路径的自动规划。通过机器视觉的校正补偿,可以大幅提高振镜激光加工系统的精度,在一定程度上提高了激光加工的精度和自动化水平,减少了对人工操作的依赖。

    3、但是,现有技术在对多面的加工物件的切割轨迹的识别精度不足,尤其是在激光束输出功率波动、模式不稳定或光束发散等问题都可能导致切割轨迹的精确性不稳定的情况下,对切割轨迹的实时校正能力有限。


    技术实现思路

    1、本技术目的一是提供一种基于机器视觉的激光加工方法,能够在加工物件切割的过程中,校正由于激光束的不稳定而导致的切割路径的偏移,以提高激光切割的精度。

    2、本技术提供一种基于机器视觉的激光加工方法,采用如下的技术方案:

    3、一种基于机器视觉的激光加工方法,包括:

    4、识别加工物体的所有平面,将预设切割路径映射到每个平面;

    5、根据所述预设切割路径,获取激光切割头的焦点移动路径;

    6、获取实际在加工物体切割的光斑移动路径;

    7、根据所述光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正;

    8、将校正后的所述预设切割路径反馈到激光切割控制系统中,动态调整激光切割头的位置。

    9、通过采用上述技术方案,由于激光切割头射出的激光束的光斑直接接触到加工物体的切割表面,对光斑的直接定位能够更加准确地反映出实际的切割路径,将光斑移动路径和焦点移动路径进行拟合校正,有效补偿了由于激光束不稳定或工件表面不平整导致的切割路径偏移,进而提高激光切割的精度。

    10、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述获取实际在加工物体切割的光斑移动路径的步骤,包括:

    11、获取实际在加工物体切割的光斑圆心的位置;

    12、将所述加工物体每一平面的若干所述光斑圆心进行连接,获取每一平面的所述光斑移动路径。

    13、通过采用上述技术方案,精确到以光斑圆心连接而成的光斑移动路径,与焦点移动路径进行对比,进一步提高了激光切割的精度。

    14、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述获取实际在加工物体切割的光斑圆心的位置的步骤,包括:

    15、对所述拍摄装置拍摄的图像进行图像处理,判断所述光斑是否为圆形或椭圆形;

    16、若所述光斑为圆形或椭圆形,计算获取所述光斑圆心的位置;

    17、若所述光斑不为圆形或椭圆形,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置。

    18、通过采用上述技术方案,能够获取不同形状的加工物件的光斑移动路径,精确校正激光切割路径。

    19、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述若所述光斑不为圆形或椭圆形,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置的步骤,包括:

    20、判断所述光斑出现在实际加工物体的平面位置的数量,若所述光斑出现在一个平面,则生成切割异常的预警信息;

    21、若所述光斑出现在多个平面,则获取所述光斑在实际加工物体的平面位置,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置。

    22、通过采用上述技术方案,在一个平面上出现非圆形或椭圆形的光斑,则认为是在由于激光束的不稳定产生的光斑,能够及时发出切割异常的预警信息进行提醒,而在多个平上出现非圆形或椭圆形的光斑,则认为是激光束移动到了加工物体多个平面的交合处,能够通过光斑的中心点类比为光斑圆心,减少光斑移动路径发生丢失的情况。

    23、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述若所述光斑出现在多个平面,则获取所述光斑在实际加工物体的平面位置,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置的步骤,包括:

    24、通过质心算法对所述光斑的轮廓进行分析,获取所述光斑的中心点。

    25、通过采用上述技术方案,通过质心算法计算出的光斑的中心点来还原光斑圆心所在的平面位置,将光斑的中心点与其他光斑圆心进行连接,减少光斑移动路径发生丢失的情况。

    26、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述根据光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正的步骤之前,还包括:

    27、根据所述光斑圆心所在平面的空间位置,调取所述光斑所在平面的焦点移动路径。

    28、通过采用上述技术方案,针对每个平面对激光切割路径进行校正,以提高对激光切割路径校正的精确度。

    29、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为:所述根据光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正的步骤,包括:

    30、将所述光斑所在平面的焦点移动路径与所述光斑移动路径进行拟合,计算所述光斑移动路径和焦点移动路径的误差;

    31、利用机器学习算法,根据若干所述光斑移动路径和焦点移动路径的误差,对所述预设切割路径进行校正。

    32、通过采用上述技术方案,利用机器学习算法学习每一平面的激光切割路径的误差,实现实时自动校正激光切割路径。

    33、第二方面,本技术提供一种基于机器视觉的激光加工系统,采用如下的技术方案:

    34、一种基于机器视觉的激光加工系统,包括:

    35、预设路径匹配模块:用于识别加工物体的所有平面,将预设切割路径映射到每个平面;

    36、预设路径模拟模块:用于根据所述预设切割路径,获取激光切割头的焦点移动路径;

    37、实际路径获取模块:用于获取实际在加工物体切割的光斑移动路径;

    38、预设路径校正模块:用于根据所述光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正;

    39、实际路径校正模块:用于将校正后的所述预设切割路径反馈到激光切割控制系统中,动态调整激光切割头的位置。

    40、第三方面,本技术提供一种电子设备,采用如下技术方案:

    41、一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种基于机器视觉的激光加工方法的步骤。

    42、第四方面,本技术提供一种计算机存储介质,如下技术方案:

    43、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种基于机器视觉的激光加工方法的步骤。

    44、综上所述,本技术具有以下有益技术效果:

    45、由于激光束的光斑直接接触加工物体的平面进行切割工作,光斑移动轨迹能够反映出实际的切割轨迹,本技术通过对光斑移动路径和焦点移动路径进行拟合和校正,可以有效地校正因激光束不稳定或工件表面不平整导致的切割路径偏移,进而提高激光切割的精度。


    技术特征:

    1.一种基于机器视觉的激光加工方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取实际在加工物体切割的光斑移动路径的步骤,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取实际在加工物体切割的光斑圆心的位置的步骤,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述若所述光斑不为圆形或椭圆形,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置的步骤,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述若所述光斑出现在多个平面,则获取所述光斑在实际加工物体的平面位置,获取所述光斑的中心点作为光斑圆心,并获取所述光斑的中心点的位置的步骤,包括:

    6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正的步骤之前,还包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正的步骤,包括:

    8.一种基于机器视觉的激光加工系统,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种基于机器视觉的激光加工方法的计算机程序。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种基于机器视觉的激光加工方法的计算机程序。


    技术总结
    本申请涉及一种基于机器视觉的激光加工方法、系统、设备及介质,涉及激光加工技术领域,其包括:识别加工物体的所有平面,将预设切割路径映射到每个平面;根据所述预设切割路径,获取激光切割头的焦点移动路径;获取实际在加工物体切割的光斑移动路径;根据所述光斑移动路径和焦点移动路径,对所述预设切割路径进行校正;将校正后的所述预设切割路径反馈到激光切割控制系统中,动态调整激光切割头的位置。本申请能够在加工物件切割的过程中,校正由于激光束的不稳定而导致的切割路径的偏移,以提高激光切割的精度。

    技术研发人员:蒋华君
    受保护的技术使用者:广东永锢电子机械科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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