CN107433628A - 一种带视觉识别定位的切割刀头及实现方法 - Google Patents

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刘夏丽
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Abstract

本发明公开了一种带视觉识别定位的切割刀头，包括安装板、相机、环形光源、振动刀和笔；所述振动刀通过刀座固定安装在安装板上；所述相机、环形光源和笔分别通过固定架固定在所述安装板上；所述环形光源分布于所述相机下方。本发明可以实现有印刷图案的材料的自动定位切割，通过工业相机进行定位，在材料放置有小范围偏移、旋转的情况下，不需要人工干预，仍然可以沿着预定轨迹切割。

Description

一种带视觉识别定位的切割刀头及实现方法
技术领域
本发明涉及切割刀头，尤其涉及一种带视觉识别定位的切割刀头及实现方法。
背景技术
现有的切割刀头虽然可以切割各种柔性材料，但是只限于直接根据计算机导出的图形文件进行切割，所切割的加工的图形在材料上的位置取决于材料放置在工作台面的位置，无法实现在有印刷图案的材料(如广告材料、包装纸盒等)上沿着预定印刷轨迹切割。目前虽然已经有可以实现定位切割的激光切割机，但是由于激光切割会有一定的热影响区域，切缝形状差，截面不光洁，并且产生异味、易燃，对于纸箱、广告纸等柔性材料一般不采用激光切割。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种带视觉识别定位的切割刀头及实现方法。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种带视觉识别定位的切割刀头，包括：安装板、相机、环形光源、振动刀和笔；
所述振动刀通过刀座固定安装在安装板上；
所述相机、环形光源和笔分别通过固定架固定在所述安装板上；
所述环形光源分布于所述相机下方。
一种带视觉识别定位切割刀头的实现方法，包括：
A读入需要切割加工的PLT图形文件，获得运动控制坐标；
B将印刷好的材料放置在工作台面上，并将切割刀头分别移动至定位标识处进行定位拍照定义模板；
C计算机经过定位标识处标识点的定位，以及图像坐标与运动控制坐标之间的数据模型，直接输出对位后的运动偏移量，并传给运控***，完成对位；
D根据对位信息，沿预定轨迹加工。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本发明可以实现有印刷图案的材料的自动定位切割，通过工业相机进行定位，在材料放置有小范围偏移、旋转的情况下，不需要人工干预，仍然可以沿着预定轨迹切割。
附图说明
图1是带视觉识别定位的切割刀头立体结构示意图；
图2是具有图案和定位标识点的结构示意图；
图3是定位标识结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，为带视觉识别定位的切割刀头结构，包括：安装板1、相机2、环形光源3、振动刀4和笔5；
所述振动刀通过刀座6固定安装在安装板上；
所述相机、环形光源和笔分别通过固定架固定在所述安装板上；
所述环形光源分布于所述相机下方。
上述振动刀、圆珠笔、相机与PLT文件中的笔号一一对应；所述相机为130万千兆网相机，并采用白光，内径35mm、90度照射环形光源。
上述切割刀头可以实现有印刷图案的材料的自动定位切割，材料上印刷有各种图案21及定位标识22(如图2所示)，包括十字定位标、直角定位标、圆形定位标等，通过工业相机拍照识别定位。切割刀头采用两点定位方法，采集相对位置水平或垂直的两个十字定位标识作为模板，其中点默认为工件零点。
要加工的PLT文件中包括有图案信息和定位标识信息，两者之间的位置关系是确定不变的，其中定位标识点与实际加工材料印刷的标识点一致，通过识别出印刷好的定位标识，与预先得到的PLT文件中的坐标进行对比，根据偏差值对PLT文件中的图案对应的切割路径进行修正，并将获得的实际切割路径传给运控***。
本实施例还提供了一种带视觉识别定位切割刀头的实现方法，包括：
在切割加工一批相同的材料之前，读入需要切割加工的PLT图形文件，获得运动控制坐标；
将印刷好的材料放置在工作台面上，并将切割刀头分别移动至材料上印刷好的两定位标识处，并尽量使相机的中心对准标识处标识点的中心，拍摄得两幅图像，并分别记录下相机的坐标位置，在两幅图像中，分别以定位标识为中心生成模板图像，同时分别记下两个标识处标识点在各自图像中的坐标位置，完成示教。计算机经过标识点的定位，以及图像坐标与运动控制坐标之间的数据模型，直接输出对位后的运动偏移量，并传给运控***，完成对位。根据对位信息，沿预定轨迹加工。
如图3所示，图像中心的十字线中心代表标识点中心位置，黑色方形区域为模板图像。
在此过程中，手动将切割刀头移动至一处定位标识完成拍摄后，可以根据PLT文件中的坐标信息自动移动到另一定位标识处。定位标识可以是左下标识点和右下标识点，也可以选择其他的两个标识点。此外，在放置材料的地方做标记，进行初定位，保证第二次放置在临近位置。
放置第二个材料在做好标记的位置，允许一定范围内的旋转和偏移，但要保证每个标识点仍然处于相机视场范围内。启动视觉定位加工后，切割刀头上的相机会分别移动至两定位标识的示教位置，拍摄到此材料的标识点图像，与示教模板图像进行匹配，找到两定位标识的中心坐标位置。同样将坐标位置转换成机械坐标位置，进行切割加工。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种带视觉识别定位的切割刀头，其特征在于，包括安装板、相机、环形光源、振动刀和笔；
所述振动刀通过刀座固定安装在安装板上；
所述相机、环形光源和笔分别通过固定架固定在所述安装板上；
所述环形光源分布于所述相机下方。
2.如权利要求1所述的带视觉识别定位的切割刀头，其特征在于，所述振动刀、圆珠笔、相机与PLT文件中的笔号一一对应；所述相机为130万千兆网相机，并采用白光，内径35mm、90度照射环形光源。
3.如权利要求1所述的带视觉识别定位的切割刀头，其特征在于，所述切割刀头可对具有图案和定位标识的材料进行自动切割，并通过相机拍照识别定位；所述定位标识包括十字定位标、直角定位标、圆形定位标和圆弧定位标。
4.如权利要求1所述的带视觉识别定位的切割刀头，其特征在于，所述切割刀头采用两点定位法采集相对位置水平或垂直的两个十字定位标识作为定位模板。
5.一种带视觉识别定位切割刀头的实现方法，其特征在于，所述方法包括：
A读入需要切割加工的PLT图形文件，获得运动控制坐标；
B将印刷好的材料放置在工作台面上，并将切割刀头分别移动至定位标识处进行定位拍照定义模板；
C计算机经过定位标识处标识点的定位，以及图像坐标与运动控制坐标之间的数据模型，直接输出对位后的运动偏移量，并传给运控***，完成对位；
D根据对位信息，沿预定轨迹加工。
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