[發明專利]一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測與激光切割軌跡規劃方法

有效

• 申請號: 202010091306.8
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111299815B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 要義勇;王世超;辜林風;高射
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;B23K26/03;B23K26/38;B25J9/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測與激光切割軌跡規劃方法，利用機器視覺方法實現橡膠墊飛邊輪廓檢測，并根據視覺檢測結果進行激光切割完成橡膠墊飛邊切除。該方法由圖像采集，全局圖像定位，局部圖像輪廓提取，幾何輪廓擬合，激光切割軌跡規劃等步驟組成。通過以上步驟，構建了一種面向低灰度圖像工件自動識別加工的方法，提高生產效率。

【技術領域】

本發明屬于智能制造領域，涉及一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測與激光切割軌跡規劃方法。

【背景技術】

橡膠減震墊是高鐵平穩運行關鍵零件。橡膠墊加工過程是采用注塑成型工藝，其特點在于橡膠墊是一個平面型的對象，其外觀基本輪廓為方形，其表面分布有圓形凸起與條形凹槽。由于注塑成型工藝要求，導致橡膠墊產生飛邊，因此需要對橡膠墊進行二次加工將飛邊切除。

目前針對橡膠墊飛邊的切除問題，基本采用人工切除的方法，人工成本高，且加工性能差。橡膠墊因其柔性特征，難以夾持固定。因此構建一種自動定位，非接觸加工的智能制造方法顯得十分必要。采用機器視覺檢測輪廓特征和激光切割對橡膠墊飛邊進行切割，填補橡膠墊自動化飛邊切除的空白顯得十分必要。

機器視覺技術近年得到廣泛的應用，所謂機器視覺是指利用計算機信息技術和圖像采集技術完成計算機對客觀世界場景的展示，識別和認知。而機器檢測技術是指利用機器視覺技術在工業現場實現對工件的檢測、測量的新一代智能測繪技術。橡膠墊加工過程中，視覺檢測特征識別的必要性體現在：橡膠墊加工過程需要進行實時定位，研究確定基準點位置和方位角視覺方法，并根據基準點位置確定輪廓位置，因此視覺檢測技術十分必要。

根據視覺檢測的輪廓特征，分析激光切割特點，構建激光切割軌跡的方法同樣十分必要。激光切割應當遵循高效，靈活，準確的原則，針對橡膠墊切割特點，基于最短路徑原則和橡膠墊多維變形的特點，提出激光切割的軌跡優化方法，并得到激光切割軌跡。

【發明內容】

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測與激光切割軌跡規劃方法，該該方法利用機器視覺方法實現橡膠墊飛邊輪廓的識別，利用智能算法實現切割軌跡的規劃，完成橡膠墊的激光切割，提高生產效率。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測與激光切割軌跡規劃方法，包括以下步驟：

步驟1，對橡膠墊全局及局部進行圖像采集；

步驟2，通過全局圖像定位，實現橡膠墊在工位上的粗定位；通過分析橡膠墊結構特點，利用橡膠墊的兩個橢圓實現幾何特征定位；

步驟3，利用圖像去噪和圖像分割的方法獲取輪廓邊緣的分割點，實現橡膠墊飛邊輪廓的精確定位；

步驟4，根據輪廓提取結果，進行加工幾何圖像輪廓擬合，對分割點集進行圓弧和直線擬合；

步驟5，根據視覺檢測與幾何擬合結果進行激光切割的軌跡規劃，根據最短路徑原則利用遺傳蟻群算法進行切割軌跡規劃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.本發明直接面向的技術對象是橡膠減震墊，其目的是應用自動化技術解決橡膠墊飛邊切割問題。利用機器視覺技術對橡膠墊的飛邊進行視覺檢測，獲得待切割輪廓，然后分析切割過程的實質，完成軌跡規劃，解決了橡膠墊自動化切割過程中的難題。

2.本發明應用機器視覺技術對橡膠制品進行了檢測，其整體思路為先整體，后局部，先粗糙，后精細，該思路對于其他精密檢測的具有啟發作用。利用整體定位的結果作為參考，通過標記部件上的關鍵部位，利用數控系統對關鍵部位進行高精度的局部圖像采集與處理，獲得高精度的檢測結果。