CN114799551A - 一种盆栽幼苗co2激光修剪设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，包括运输组件、CCD视觉***、光路组件、CCD检测***，所述运输组件沿着运输方向划分为位置检测区域和激光加工区域；所述CCD视觉***设置在运输组件的一侧且对应所述位置检测区域，用于对盆栽幼苗扫描、三维成像，把图像信息传给控制***；所述光路组件设置在运输组件的一侧且对应所述激光加工区域，用于完成激光加工；所述CCD检测***设置在所述光路组件输出端的一侧，对***所标识的坐标点，激光加工完后，实时检测该坐标点的加工情况。本发明采用CO2激光对幼苗进行修剪的方式，实现自动扫描成像、检测、定位、标识、运输、激光修剪，可大大减低人工成本，有效提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备。
背景技术
随着科技的进步和发展，人们生活水平的提高，越来越多人喜欢在室内养植盆栽，市场需求越来越大，对盆栽幼苗的培养效率要求越来越高。在盆栽养植业中，对幼苗成长期的修剪尤为重要，传统方式是采用人工修剪，这种方式效率低，且人工成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，采用CO2激光对幼苗进行修剪的方式，实现自动扫描成像、检测、定位、标识、运输、激光修剪，可大大减低人工成本，有效提高生产效率。
本发明的技术方案如下：
一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，包括运输组件、CCD视觉***、光路组件、CCD检测***，所述运输组件沿着运输方向划分为位置检测区域和激光加工区域；
所述CCD视觉***设置在运输组件的一侧且对应所述位置检测区域，用于对盆栽幼苗扫描、三维成像，把图像信息传给控制***，由***检测计算出需要修剪的幼苗坐标位置，标识好相应坐标位置供激光加工；
所述光路组件设置在运输组件的一侧且对应所述激光加工区域，用于完成激光加工；
所述CCD检测***设置在所述光路组件输出端的一侧，对***所标识的坐标点，激光加工完后，实时检测该坐标点的加工情况，若检测未加工好，则再次对该坐标点进行激光加工，若检测已加工好，***则开始对下一坐标点进行激光加工。
进一步的，所述运输组件沿着运输方向依次划分为待加工区域、位置检测区域、激光加工区域和已加工区域。
进一步的，所述运输组件包括支架、输送带、第一挡料装置、感应装置、第二挡料装置、后挡板，所述输送带设置在支架上，所述输送带设有中空部，所述中空部内沿着运输方向依次设置有第一挡料装置和第二挡料装置，所述输送带的输入端与第一挡料装置之间形成待加工区域，所述第二挡料装置与第一挡料装置之间形成激光加工区域和位置检测区域，所述感应装置设置在输送带的一侧且对应所述激光加工区域，所述输送带的输出端设置有后挡板，所述后挡板与第二挡料装置之间形成已加工区域。
进一步的，所述激光加工区域沿着运输方向依次划分为第一区域、第二区域和第三区域，所述运输组件还包括第三挡料装置和第四挡料装置，所述第二挡料装置设置在第一区域与第二区域之间，所述第三挡料装置设置在第二区域与第三区域之间，所述第四挡料装置设置在第三区域与已加工区域之间，所述感应装置包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器分别对应第一区域、第二区域和第三区域。
进一步的，所述第一挡料装置、第二挡料装置、第三挡料装置、第四挡料装置均由气缸和挡料板组成，所述气缸的气缸轴朝上并设置有挡料板。
进一步的，该设备还包括机架组件，所述机架组件设置在运输组件的一侧，所述机架组件包括底座、工作台、显示器、控制按钮、工控机，所述底座的顶端设置有工作台，所述显示器、控制按钮、CCD视觉***、光路组件设置在工作台上，所述工控机设置在底座内。
进一步的，所述CCD视觉***包括立架、第一支座、第一导向轴、第一光源、第一锁紧把手、第二锁紧把手、第二支座、第二导向轴、第一相机、第三锁紧把手、第四锁紧把手，所述第二支座、第一支座上下活动设置在立架上，所述第一导向轴活动穿设于第一支座上，所述第一导向轴的前端设置有第一光源，所述第一锁紧把手、第二锁紧把手相对设置在第一支座的两侧，所述第一锁紧把手对应立架，所述第二锁紧把手对应第一导向轴，所述第二导向轴活动穿设于第二支座上，所述第二导向轴的前端设置有第一相机，所述第三锁紧把手、第四锁紧把手相对设置在第二支座的两侧，所述第三锁紧把手对应立架，所述第四锁紧把手对应第二导向轴。
进一步的，所述光路组件包括Z轴模组、CO2激光器、扩束镜座体、振镜、聚焦镜头，所述CO2激光器活动设置在Z轴模组上，所述CO2激光器的激光输出端通过扩束镜座体连接振镜，所述振镜的底端设置有聚焦镜头，所述CCD检测***设置在扩束镜座体的一侧。
进一步的，所述CCD检测***包括CCD安装板和第二相机，所述第二相机通过CCD安装板与CO2激光器连接。
进一步的，所述激光加工区域的相对两侧设置有第二光源和第三光源。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明可自动扫描、检测、标识需要修剪的幼苗坐标位置；
2、本发明可适用于大幅面幼苗培养皿，通过分域依次定位、加工各区域幼苗；
3、本发明可根据标识坐标，激光自动对焦、加工；
4、本发明可实时检测产品加工情况；
5、本发明可实现半自动化加工，提高生产效率，减少人工成本；
6、本发明采用激光修剪，绿色环保，品质一致性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备的结构示意图；
图2为本发明所述运输组件的结构示意图；
图3为本发明所述机架组件的结构示意图；
图4为本发明所述CCD视觉***的结构示意图；
图5为本发明所述光路组件的结构示意图；
图6为本发明所述CCD检测***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例
请参阅图1，本实施例提供一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，包括运输组件1、机架组件2、CCD视觉***3、光路组件4和CCD检测***5。
结合图2所示，运输组件1包括支架11、输送带12、第一挡料装置13、感应装置14、第二挡料装置15、第三挡料装置16、第四挡料装置17和后挡板18，输送带12设置在支架11上，输送带12沿着运输方向依次划分为待加工区域、位置检测区域、激光加工区域和已加工区域，输送带12设有中空部，中空部内沿着运输方向依次设置有第一挡料装置13、第二挡料装置15、第三挡料装置16、第四挡料装置17，第一挡料装置13、第二挡料装置15、第三挡料装置16、第四挡料装置17均由气缸和挡料板组成，气缸的气缸轴朝上并设置有挡料板，输送带12的输入端与第一挡料装置13之间形成待加工区域，第二挡料装置15与第一挡料装置13之间形成激光加工区域和位置检测区域，激光加工区域沿着运输方向依次划分为第一区域、第二区域和第三区域，第二挡料装置15设置在第一区域与第二区域之间，第三挡料装置16设置在第二区域与第三区域之间，第四挡料装置17设置在第三区域与已加工区域之间，感应装置14设置在输送带12的一侧且对应激光加工区域，感应装置14包括第一传感器141、第二传感器142和第三传感器143，第一传感器141、第二传感器142、第三传感器143分别对应第一区域、第二区域和第三区域，输送带12的输出端设置有后挡板18，后挡板18与第二挡料装置15之间形成已加工区域。结构原理：输送带12，用于运输产品；第一挡料装置13，用于拦截待加工产品，待前面产品加工完成后，气缸带动挡料板缩回，输送带12将待加工产品往前运输；将激光加工区域均分成3个区域，采用3组挡料装置(第二挡料装置15、第三挡料装置16、第四挡料装置17)依次先后定位产品，每次定位，激光加工相对区域里的幼苗；其中，第二挡料装置15，用于第一区域激光加工定位，当第一传感器141检测到产品进入第一区域时，气缸带动挡料板伸出，拦截定位产品；第三挡料装置16，用于第二区域激光加工定位，当第二传感器142检测到产品进入第二区域时，气缸带动挡料板伸出，拦截定位产品；第四挡料装置17，用于第三区域激光加工定位，当第三传感器143检测到产品进入第三区域时，气缸带动挡料板伸出，拦截定位产品；后挡板18，用于拦截加工完的产品，防止产品掉出输送带12。
机架组件2设置在运输组件1的一侧，结合图3所示，机架组件2包括底座21、工作台22、显示器23、控制按钮24、工控机，底座21的顶端设置有工作台22，显示器23、控制按钮24、CCD视觉***3、光路组件4设置在工作台22上，工控机设置在底座21内。
CCD视觉***3位于运输组件1的一侧且对应位置检测区域，用于对盆栽幼苗扫描、三维成像，把图像信息传给控制***，由***检测计算出需要修剪的幼苗坐标位置，标识好相应坐标位置供激光加工。结合图4所示，CCD视觉***3包括立架301、第一支座302、第一导向轴303、第一光源304、第一锁紧把手305、第二锁紧把手306、第二支座307、第二导向轴308、第一相机309、第三锁紧把手310、第四锁紧把手311；第二支座307、第一支座302上下活动设置在立架301上，第一导向轴303活动穿设于第一支座302上，第一导向轴303的前端设置有第一光源304，第一锁紧把手305、第二锁紧把手306相对设置在第一支座302的两侧，第一锁紧把手305对应立架301，第二锁紧把手306对应第一导向轴303；旋松第一锁紧把手305，第一支座302可以沿立架301上下调节，调好后旋紧第一锁紧把手305固定；旋松第二锁紧把手306，可以推动第一导向轴303前后调节，调好后旋紧第二锁紧把手306固定；第二导向轴308活动穿设于第二支座307上，第二导向轴308的前端设置有第一相机309，第三锁紧把手310、第四锁紧把手311相对设置在第二支座307的两侧，第三锁紧把手310对应立架301，第四锁紧把手311对应第二导向轴308；旋松第三锁紧把手310，第二支座307可以沿立架301上下调节，调好后旋紧第三锁紧把手310固定；旋松第四锁紧把手311，可以推动第二导向轴308前后调节，调好后旋紧第四锁紧把手311固定。
光路组件4位于运输组件1的一侧且对应激光加工区域，用于完成激光加工。结合图5所示，光路组件4包括Z轴模组41、CO2激光器42、扩束镜座体43、振镜44、聚焦镜头45，CO2激光器42活动设置在Z轴模组41上，CO2激光器42的激光输出端通过扩束镜座体43连接振镜44，振镜44的底端设置有聚焦镜头45，CCD检测***5设置在扩束镜座体43的一侧。结构原理：振镜44，振镜控制卡控制振镜44内的镜片转动，以改变激光光路传输方向，激光束经过聚焦镜头45聚焦，由于光路传输方向的改变，使聚焦焦点在产品表面按要求在X、Y方向运动，形成要加工的轨迹，完成激光加工；扩束镜座体43，内部装有扩束镜，激光经过扩束镜整形，把带有细小发散角的激光，光斑直径变大，变成平行激光束(或微小发散角的激光束)，利于激光传输。
CCD检测***5设置在光路组件4输出端的一侧，对***所标识的坐标点，激光加工完后，实时检测该坐标点的加工情况，若检测未加工好，则再次对该坐标点进行激光加工，若检测已加工好，***则开始对下一坐标点进行激光加工。结合图6所示，CCD检测***5包括CCD安装板51和第二相机52，第二相机52通过CCD安装板51与CO2激光器42连接。激光加工区域的相对两侧设置有第二光源6和第三光源7。
工作流程：
1)人工将产品放到输送带12的上料位上；
2)输送带输送产品；
3)产品经过CCD视觉***5扫描、三维成像；
4)***对图像进行检测，标识需要加工的坐标点；
5)第一传感器141检测到产品，第二挡料装置15定位产品，激光自动对焦、加工第一区域被标识的各个坐标点，CCD检测***5对各个坐标点实时检测是否已加工好；
6)第二传感器142检测到产品，第三挡料装置16定位产品，激光自动对焦、加工第二区域被标识的各个坐标点，CCD检测***5对各个坐标点实时检测是否已加工好；
7)第三传感器143检测到产品，第四挡料装置17定位产品，激光自动对焦、加工第二区域被标识的各个坐标点，CCD检测***5对各个坐标点实时检测是否已加工好；
8)激光加工完成，输送带12将产品送到下料位，人工下料；
9)重复步骤1)到8)。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：包括运输组件、CCD视觉***、光路组件、CCD检测***，所述运输组件沿着运输方向划分为位置检测区域和激光加工区域；
所述CCD视觉***设置在运输组件的一侧且对应所述位置检测区域，用于对盆栽幼苗扫描、三维成像，把图像信息传给控制***，由***检测计算出需要修剪的幼苗坐标位置，标识好相应坐标位置供激光加工；
所述光路组件设置在运输组件的一侧且对应所述激光加工区域，用于完成激光加工；
所述CCD检测***设置在所述光路组件输出端的一侧，对***所标识的坐标点，激光加工完后，实时检测该坐标点的加工情况，若检测未加工好，则再次对该坐标点进行激光加工，若检测已加工好，***则开始对下一坐标点进行激光加工。
2.根据权利要求1所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述运输组件沿着运输方向依次划分为待加工区域、位置检测区域、激光加工区域和已加工区域。
3.根据权利要求2所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述运输组件包括支架、输送带、第一挡料装置、感应装置、第二挡料装置、后挡板，所述输送带设置在支架上，所述输送带设有中空部，所述中空部内沿着运输方向依次设置有第一挡料装置和第二挡料装置，所述输送带的输入端与第一挡料装置之间形成待加工区域，所述第二挡料装置与第一挡料装置之间形成激光加工区域和位置检测区域，所述感应装置设置在输送带的一侧且对应所述激光加工区域，所述输送带的输出端设置有后挡板，所述后挡板与第二挡料装置之间形成已加工区域。
4.根据权利要求3所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述激光加工区域沿着运输方向依次划分为第一区域、第二区域和第三区域，所述运输组件还包括第三挡料装置和第四挡料装置，所述第二挡料装置设置在第一区域与第二区域之间，所述第三挡料装置设置在第二区域与第三区域之间，所述第四挡料装置设置在第三区域与已加工区域之间，所述感应装置包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器分别对应第一区域、第二区域和第三区域。
5.根据权利要求4所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述第一挡料装置、第二挡料装置、第三挡料装置、第四挡料装置均由气缸和挡料板组成，所述气缸的气缸轴朝上并设置有挡料板。
6.根据权利要求1所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：该设备还包括机架组件，所述机架组件设置在运输组件的一侧，所述机架组件包括底座、工作台、显示器、控制按钮、工控机，所述底座的顶端设置有工作台，所述显示器、控制按钮、CCD视觉***、光路组件设置在工作台上，所述工控机设置在底座内。
7.根据权利要求1或6所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述CCD视觉***包括立架、第一支座、第一导向轴、第一光源、第一锁紧把手、第二锁紧把手、第二支座、第二导向轴、第一相机、第三锁紧把手、第四锁紧把手，所述第二支座、第一支座上下活动设置在立架上，所述第一导向轴活动穿设于第一支座上，所述第一导向轴的前端设置有第一光源，所述第一锁紧把手、第二锁紧把手相对设置在第一支座的两侧，所述第一锁紧把手对应立架，所述第二锁紧把手对应第一导向轴，所述第二导向轴活动穿设于第二支座上，所述第二导向轴的前端设置有第一相机，所述第三锁紧把手、第四锁紧把手相对设置在第二支座的两侧，所述第三锁紧把手对应立架，所述第四锁紧把手对应第二导向轴。
8.根据权利要求1或6所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述光路组件包括Z轴模组、CO2激光器、扩束镜座体、振镜、聚焦镜头，所述CO2激光器活动设置在Z轴模组上，所述CO2激光器的激光输出端通过扩束镜座体连接振镜，所述振镜的底端设置有聚焦镜头，所述CCD检测***设置在扩束镜座体的一侧。
9.根据权利要求8所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述CCD检测***包括CCD安装板和第二相机，所述第二相机通过CCD安装板与CO2激光器连接。
10.根据权利要求1所述的一种盆栽幼苗CO2激光修剪设备，其特征在于：所述激光加工区域的相对两侧设置有第二光源和第三光源。
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