[發明專利]一種基于計算機視覺的自動激光雕刻系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201110421907.1
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102490523A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 趙儉輝;李秀斌;章登義;劉克仁
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B44B1/02
• 分類號: B44B1/02;B44B1/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于計算機視覺的自動激光雕刻系統，其特征在于，包括：

一運動軌道：用于承載并帶動產品在生產過程中往復運動；

一圖像捕捉模塊：用于獲取產品在運動軌道上某一位置的視頻圖像；

一激光雕刻機：對產品進行激光雕刻；

一控制模塊：發出控制信號分別控制所述運動軌道、圖像捕捉模塊和激光雕刻機的啟停；

一上位機：通過與控制模塊的指令交互控制所述運動軌道的運動，從圖像捕捉模塊獲取圖像后進行產品的匹配識別與定位，并控制激光雕刻機對產品進行激光雕刻；

一電源模塊：為所述運動軌道、圖像捕捉模塊、激光雕刻機、控制模塊和上位機提供電源。

2.?一種權利要求1所述的基于計算機視覺的自動激光雕刻系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，生產準備步驟：即對所述圖像捕捉模塊進行畸變校正與坐標系調整，運動軌道坐標系調整，設置生產參數，并記錄與生產中產品定位相關的匹配信息；

步驟2，生產步驟：產品通過運動軌道輸送至拍攝區由圖像捕捉模塊進行拍攝，并將拍攝的圖像信息與步驟1中的匹配信息進行匹配對比，獲取雕刻的圖案位置信息，然后產品由運動軌道輸送至激光雕刻機處對產品進行激光雕刻，完畢后結束一輪生產。

3.?根據權利要求2所述的一種基于計算機視覺的自動激光雕刻系統的使用方法，其特征在于，所述步驟1中的圖像捕捉模塊采用工業相機，生產準備步驟具體操作如下：

步驟1.1，使用校正板校正相機畸變，并統一相機坐標系和激光雕刻機坐標系的主軸方向和單位長度，保證兩個坐標系的方向和單位長度一致；

步驟1.2，調整運動軌道單位距離，使運動軌道坐標系與激光雕刻機坐標系的單位長度和方向一致，保證產品在生產線上能夠精確移動；

步驟1.3，設置生產參數，主要包括產品在流水線上運動的方式，相機位置，激光雕刻機位置，產品數量，產品分布，雕刻圖案；

步驟1.4，通過鼠標選取圖像中目標區域以獲取標準產品模板，并記錄標準模板在坐標系中的橫向坐標x，縱向坐標y和角度a，用于生產過程中產品的匹配定位；

步驟1.5，獲得標準產品模板的雕刻位置坐標，將產品運動到激光雕刻機下，調整激光雕刻圖案位置與角度至滿意程度，然后記錄雕刻圖案在坐標系中的橫向坐標Tx’，縱向坐標Ty’和角度Ta’。

4.?根據權利要求2所述的一種基于計算機視覺的自動激光雕刻系統的使用方法，其特征在于，所述步驟2中的圖像捕捉模塊采用工業相機，生產步驟具體操作如下：

步驟2.1，將一組產品放置到運動軌道上，通知上位機產品裝載完成；

步驟2.2，運動軌道在上位機的控制下將產品運動到相機下，并通知相機產品已經到位，可以進行拍攝；

步驟2.3，相機對產品進行拍照，上位機從相機獲取產品圖像，并與標準產品模板進行匹配，得到產品在坐標系中的橫向坐標x’，縱向坐標y’和角度a’；

步驟2.4，計算激光雕刻機對產品進行雕刻的圖案位置坐標，即模板雕刻位置坐標加上產品位置坐標和產品模板坐標的差，該產品雕刻圖案位置坐標為(X,Y,A)=(x’,y’,a’)-(x,y,a)+(Tx’,Ty’,Ta’)，運動軌道在上位機的控制下將產品運動到激光雕刻機下，激光雕刻機根據產品雕刻圖案位置坐標和雕刻圖案對產品進行雕刻；

步驟2.5，運動軌道在上位機的控制下將產品運送到生產線終點，一輪生產結束。

5.根據權利要求2所述的一種基于計算機視覺的自動激光雕刻系統的使用方法，其特征在于，所述步驟2完成后，還包括以下步驟：

判斷是否所有生產都已結束，如果還有產品雕刻任務沒有完成，則轉到步驟2繼續執行；否則，全部生產結束。