[發明專利]一種板材輪廓提取的方法

有效

• 申請號: 201710252956.4
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107240090B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 周志祥;徐超
• 申請（專利權）人: 上海柏楚電子科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/80
• 代理公司: 上?；坳现R產權代理事務所(普通合伙) 31343
• 代理人: 蘇蕾;徐桂鳳

本發明涉及數控激光切割領域，具體的說是一種板材輪廓提取的方法。包括如下步驟：1）相機標定；2）采集背光圖像；3）基于亮度均衡矯正原理進行圖像處理；4）基于相機標定獲取的轉換矩陣在機械坐標系下擬合出板材輪廓的二維信息圖；5）設置電容尋邊特征點；6）對每一個電容尋邊特征點尋找與之對應的輪廓邊界點；7）對所有的輪廓邊界點進行邊界擬合，重新生成出板材輪廓的二維信息圖。本發明同現有技術相比，采用機器視覺技術進行板材輪廓的粗提取，再利用電容傳感原理進行板材輪廓的精提取，大幅度提高了板材輪廓提取精度；基于板材多邊形輪廓特性，智能生成尋邊特征點，提高精定位效率；出邊過程中實時獲取電容信號，捕獲電容突變點，實現輪廓邊界點的精提取。

技術領域

本發明涉及數控激光切割領域，具體的說是一種板材輪廓提取的方法。

背景技術

在激光切割加工過程中，板材的輪廓提取一直是一個基本問題；特別是對上一次加工任務結束后余料的輪廓提取，直接影響到下一次加工任務的有效進行。如果不能精準的提取板材或余料的輪廓，將直接導致加工文件的排布不準，帶來的后果是當加工文件幅面遠小于板材實際輪廓時，板材利用率不高；當加工文件幅面超出板材實際輪廓時，甚至會損壞激光切割頭或機床。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，設計一種可以有效提高板材利用率且避免損壞激光切割頭或機床的板材輪廓提取方法。

為實現上述目的，設計一種板材輪廓提取的方法，包括激光切割機，其特征在于：所述激光切割機的激光頭上設有電容傳感器，激光切割機的兩側分別一塊豎直放置的幅面擋板，所述幅面擋板向內的一側設有背光LED燈；

輪廓提取方法包括如下步驟：

1）步驟1，相機標定，建立機械坐標系與相機坐標系之間的轉換矩陣；

2）步驟2，開啟背光LED燈，采集背光圖像；

3）步驟3，基于亮度均衡矯正原理進行圖像處理；

4）步驟4，根據處理后的圖像提取板材輪廓，基于相機標定獲取的轉換矩陣在機械坐標系下擬合出板材輪廓的二維信息圖；

5）步驟5，設置電容尋邊特征點；

6）步驟6，采用電容信號傳感器，對每一個電容尋邊特征點尋找與之對應的輪廓邊界點；

7）步驟7，對所有的輪廓邊界點進行邊界擬合，重新生成出板材輪廓的二維信息圖。

所述步驟2包括如下步驟：1）將光照不均勻圖像進行區域分割，并對每一個子區域進行亮度均值處理，獲得每個子區域的亮度均值，由此獲得子區域亮度均值矩陣；2）用均值矩陣中每個元素值減去采集圖像的整體亮度均值，獲得子區域亮度差值矩陣；3）利用圖像插值法將子區域亮度差值矩陣重新采樣成與采集圖像一致的矩陣，得到亮度均衡矯正后的圖像。

所述步驟6包括如下步驟：1）控制激光頭運動到尋邊特征點附近，且此時激光頭必須在板材輪廓內；2）控制激光頭沿X或Y軸方向中出邊距離最短的一個方向移動；3）利用激光頭上的電容傳感器采集電容信號，獲取電容值突變的點的二維坐標，此坐標即為輪廓邊界點。

本發明同現有技術相比，采用機器視覺技術進行板材輪廓的粗提取，再利用電容傳感原理進行板材輪廓的精提取，大幅度提高了板材輪廓提取精度；在輪廓粗提取中，利用機床兩側LED燈的輔助機構采集特征更明顯的背光圖像；在電容傳感尋邊中，基于板材多邊形輪廓特性，智能生成尋邊特征點，提高精定位效率；出邊過程中實時獲取電容信號，捕獲電容突變點，實現輪廓邊界點的精提取。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的正視圖。

圖3為本發明的工藝流程圖。