本發(fā)明涉及水射流切割系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)及其切割方法。

背景技術(shù)：

目前水射流切割工件采用夾具定位工件，使工件在夾具中相對(duì)于水射流占有適宜的加工位置，并且使同一批工件在夾具中相對(duì)于水射流具有一致的加工位置。但受到夾具的精度、工件的精度以及定位方式的限制，定位誤差很難達(dá)到0.2mm以內(nèi)。常常需要人工調(diào)整工件的位置，以提高定位精度，減小加工誤差，但這必然存在人工疏忽、重復(fù)性差和效率低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)，能自動(dòng)定位工件，并矯正工件位置誤差，提高水射流切割精度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、圖像采集卡、中央處理器、運(yùn)動(dòng)控制器、水射流器、工件和定位標(biāo)志，定位標(biāo)志設(shè)置于工件上，攝像機(jī)設(shè)置于切割裝置的操作機(jī)構(gòu)上；攝像機(jī)，通過圖像采集卡將攝像機(jī)獲取的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像，并且該數(shù)字圖像傳遞給中央處理器；中央處理器，連接并控制切割裝置的運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)控制其內(nèi)的水射流器進(jìn)而對(duì)工件進(jìn)行切割。

進(jìn)一步地,攝像機(jī)和水射流器連接在操作機(jī)構(gòu)上，同時(shí)工件固定在夾具上。

進(jìn)一步地,操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)攝像機(jī)和水射流器在操作機(jī)構(gòu)與工件的定位標(biāo)志之間移動(dòng)。

上述切割系統(tǒng)的切割方法，至少包括如下步驟：

S1，識(shí)別定位標(biāo)志，在水射流器切割工件之前，將攝像機(jī)移動(dòng)到工件的定位標(biāo)志上，對(duì)工件的定位標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別并獲取圖像信號(hào)，圖像采集卡將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像；

S2，中央處理器計(jì)算定位標(biāo)志與模板圖像上定位標(biāo)志的位置誤差；

S3，中央處理器根據(jù)定位標(biāo)志的位置誤差矯正加工圖形，將矯正后的加工圖形傳給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)使水射流對(duì)工件進(jìn)行精準(zhǔn)切割。

進(jìn)一步地,模板圖像為預(yù)先設(shè)定在中央處理器內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)切割路徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)及其方法，使用攝像機(jī)對(duì)工件的定位標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別并獲取圖像信號(hào)，圖像采集卡將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像，中央處理器計(jì)算得到圖像上定位標(biāo)志與模板圖像上定位標(biāo)志的位置誤差；然后，中央處理器根據(jù)定位標(biāo)志的位置誤差矯正加工圖形，將矯正后的加工圖形傳給運(yùn)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，使水射流對(duì)工件進(jìn)行精準(zhǔn)切割，使定位誤差小于0.01mm，使生產(chǎn)效率提高50%。

附圖說明

圖1為基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)的原理框圖；

圖2為基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)的切割方法的流程；

其中：1-工件，2-定位標(biāo)志，3-操作機(jī)構(gòu)，4-攝像機(jī)，5-圖像采集卡，6-中央處理器，7-運(yùn)動(dòng)控制器，8-水射流器，9-夾具。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

如圖1所示， 基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)，包括攝像機(jī)4、圖像采集卡5、中央處理器6、運(yùn)動(dòng)控制器7、水射流器8、工件1和定位標(biāo)志2，定位標(biāo)志2設(shè)置于工件1上，攝像機(jī)4設(shè)置于切割裝置的操作機(jī)構(gòu)3上；攝像機(jī)4，通過圖像采集卡5將攝像機(jī)4獲取的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像，并且該數(shù)字圖像傳遞給中央處理器6；中央處理器6，連接并控制切割裝置的運(yùn)動(dòng)控制器7，運(yùn)動(dòng)控制器7驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)3，操作機(jī)構(gòu)3控制其內(nèi)的水射流器8進(jìn)而對(duì)工件1進(jìn)行切割。

在上述實(shí)施例中，攝像機(jī)4和水射流器8連接在操作機(jī)構(gòu)3上，同時(shí)工件1固定在夾具9上。操作機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)攝像機(jī)4和水射流器8在操作機(jī)構(gòu)3與工件1的定位標(biāo)志2之間移動(dòng)。

如圖2所示，上述切割系統(tǒng)的切割方法，至少包括如下步驟：

S1，識(shí)別定位標(biāo)志，在水射流器切割工件之前，將攝像機(jī)移動(dòng)到工件的定位標(biāo)志上，對(duì)工件的定位標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別并獲取圖像信號(hào)，圖像采集卡將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像；

S2，中央處理器計(jì)算定位標(biāo)志與模板圖像上定位標(biāo)志的位置誤差；

S3，中央處理器根據(jù)定位標(biāo)志的位置誤差矯正加工圖形，將矯正后的加工圖形傳給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)使水射流對(duì)工件進(jìn)行精準(zhǔn)切割。

在上述實(shí)施例中，模板圖像為預(yù)先設(shè)定在中央處理器內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)切割路徑。

綜合地說，本發(fā)明的基于視覺定位的水射流切割系統(tǒng)，由攝像機(jī)、視頻采集卡、中央處理器、運(yùn)動(dòng)控制器、操作機(jī)構(gòu)、水射流器、工件和夾具等構(gòu)成。其中攝像機(jī)和水射流器固定在操作機(jī)構(gòu)上，工件固定在夾具上。在具體切割工件時(shí)，在水射流器切割工件之前，攝像機(jī)移動(dòng)到工件的定位標(biāo)志上，對(duì)工件的定位標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別并獲取圖像信號(hào)，圖像采集卡將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像，中央處理器計(jì)算得到圖像上定位標(biāo)志與模板圖像上定位標(biāo)志的位置誤差；然后，中央處理器根據(jù)定位標(biāo)志的位置誤差矯正加工圖形，將矯正后的加工圖形傳給運(yùn)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，使水射流對(duì)工件進(jìn)行精準(zhǔn)切割，使定位誤差小于0.01mm，使生產(chǎn)效率提高50%。

本發(fā)明的實(shí)施例公布的是較佳的實(shí)施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實(shí)施例，領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。