[發(fā)明專利]一種基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)和控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710736104.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107457488B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王崎;顏潤明;鄧凱元;祝大植;劉樹成;雷亮;周金運
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/082;B23K26/042;B23K26/70
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，包括激光器、激光打標(biāo)控制卡、上位機、數(shù)據(jù)控制器以及設(shè)置于傳送帶上方的數(shù)字相機和掃描振鏡；所述數(shù)據(jù)控制器分別與所述掃描振鏡、所述激光打標(biāo)控制卡、所述數(shù)字相機連接，所述激光打標(biāo)控制卡還與所述上位機連接；所述數(shù)據(jù)控制器將所述激光打標(biāo)控制卡與所述掃描振鏡之間的數(shù)據(jù)攔截，采用數(shù)據(jù)反補償方式，實現(xiàn)將傳送帶的位移換算成掃描振鏡移動的數(shù)據(jù)，并疊加到X方向進行反向補償；補償數(shù)值ΔN通過激光器開關(guān)控制時間Δt、實際物理長度與振鏡數(shù)據(jù)跨度的比例因子s以及所述傳送帶傳送速度v計算得到，其計算公式為：ΔN＝v·Δt/s；將所述數(shù)字相機拍攝到的待打標(biāo)工件圖片處理以得到仿射變換參數(shù)后，所述數(shù)據(jù)控制器對攔截的加工數(shù)據(jù)進行修正并轉(zhuǎn)換為數(shù)字方波信號發(fā)送至所述掃描振鏡調(diào)整所述激光器進行打標(biāo)；

所述飛行打標(biāo)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

S1獲取數(shù)據(jù)：采集激光打標(biāo)控制卡數(shù)據(jù)并得到X/Y加工數(shù)據(jù)、仿射變換參數(shù)、傳送帶傳送速度v；

S2計算新數(shù)據(jù)：對X/Y數(shù)據(jù)利用仿射變換公式和數(shù)據(jù)反補償算法進行計算，其中仿射變換參數(shù)包括θ、ΔX、ΔY，補償當(dāng)量包括補償數(shù)值ΔN、通過傳送帶傳送速度v換算為實際掃描振鏡的移動當(dāng)量、新坐標(biāo)數(shù)據(jù)X′Y′，其中X′和Y′分別為：

X′＝X·cosθ+Y·sinθ+ΔX+ΔN

Y′＝Y(jié)·cosθ-X·sinθ+ΔY

所述補償數(shù)值ΔN通過激光器開關(guān)控制時間Δt、實際物理長度與振鏡數(shù)據(jù)跨度的比例因子s以及所述傳送帶傳送速度v計算得到，其計算公式為：ΔN＝v·Δt/s；

S3發(fā)送新坐標(biāo)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)控制器模擬XY2-100協(xié)議，將新的數(shù)據(jù)發(fā)送至掃描振鏡調(diào)整激光器打標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，所述激光打標(biāo)控制卡與所述上位機通過USB端口相連通信，所述激光打標(biāo)控制卡和所述掃描振鏡與所述數(shù)據(jù)控制器之間通過DB25接口相連且通過XY2-100協(xié)議通信。

3.如權(quán)利要求1所述基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，所述仿射變換參數(shù)包括待打標(biāo)工件相對標(biāo)準(zhǔn)模板位置的位置參量ΔX、ΔY和旋轉(zhuǎn)參量θ。

4.如權(quán)利要求3所述基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送帶傳送速度v為所述數(shù)字相機對運動的工件連續(xù)拍攝兩張照片之間距離L1和所述數(shù)字相機拍攝兩張照片的時間間隔t1之間比值。

5.一種使用如權(quán)利要求1至4任一所述基于通用振鏡與視覺測速的飛行打標(biāo)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，將加工數(shù)據(jù)攔截，利用通用振鏡協(xié)議獲取加工數(shù)據(jù)，然后采用數(shù)據(jù)補償方式將傳送帶的位移轉(zhuǎn)換成振鏡移動數(shù)據(jù)并疊加到X方向進行反向補償，將位置信息進行采集并得到仿射變換參數(shù)且同步換算成新數(shù)據(jù)，通過通用協(xié)議發(fā)送至掃描振鏡調(diào)整激光器打標(biāo)；

所述飛行打標(biāo)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

S1獲取數(shù)據(jù)：采集激光打標(biāo)控制卡數(shù)據(jù)并得到X/Y加工數(shù)據(jù)、仿射變換參數(shù)、傳送帶傳送速度v；

S2計算新數(shù)據(jù)：對X/Y數(shù)據(jù)利用仿射變換公式和數(shù)據(jù)反補償算法進行計算，其中仿射變換參數(shù)包括θ、ΔX、ΔY，補償當(dāng)量包括補償數(shù)值ΔN、通過傳送帶傳送速度v換算為實際掃描振鏡的移動當(dāng)量、新坐標(biāo)數(shù)據(jù)X′Y′，其中X′和Y′分別為：

X′＝X·cosθ+Y·sinθ+ΔX+ΔN

Y′＝Y(jié)·cosθ-X·sinθ+ΔY

所述補償數(shù)值ΔN通過激光器開關(guān)控制時間Δt、實際物理長度與振鏡數(shù)據(jù)跨度的比例因子s以及所述傳送帶傳送速度v計算得到，其計算公式為：ΔN＝v·Δt/s；

S3發(fā)送新坐標(biāo)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)控制器模擬XY2-100協(xié)議，將新的數(shù)據(jù)發(fā)送至掃描振鏡調(diào)整激光器打標(biāo)。

6.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述仿射變換參數(shù)θ、ΔX、ΔY通過待打標(biāo)工件的當(dāng)前姿勢和標(biāo)準(zhǔn)模板的位置坐標(biāo)確定。

7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述位置坐標(biāo)為圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，所述位置坐標(biāo)的原點為圖像原點。