專利名稱：基于機器視覺的混合圖形切割工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)基于機器視覺的激光切割機的操作方法為第一步、攝像頭拍攝目標圖案A，設(shè)置模板A ；第二步、設(shè)計矢量圖形，用戶根據(jù)拍攝的圖像設(shè)計需加工的矢量圖形A ；第三步、開始進行全自動攝像加工環(huán)節(jié)；該環(huán)節(jié)順序為攝像頭自動查找目標圖案A，查找成功后根據(jù)設(shè)計的圖形A進行切割，完成或查找不成功到則自動移動攝像頭到下一個區(qū)域， 繼續(xù)查找圖案A，進行切割，如此直到?jīng)]有匹配的目標為止。如圖1所示，其為繪有單種圖案的待切割物體，物體100表面繪有一種圖案101，傳統(tǒng)基于機器視覺的激光切割機的操作方法一般適用在如圖1所示的單種圖案加工的情況。如圖2所示，其為繪有多種圖案的待切割物體。物體200表面繪有包括圖案201、 圖案202、圖案203及圖案204等的混合圖形。對于圖2所示的物體，以目前的切割工藝而言，切割過程為攝像系統(tǒng)拍攝目標圖案A，根據(jù)獲得的圖像設(shè)置對應(yīng)于圖案A的模板A，模板中記錄用于機器視覺識別圖案的參數(shù)，攝像系統(tǒng)可根據(jù)模板來識別圖案，模板還可用來生成矢量圖形，通過軟件設(shè)計矢量圖形A，啟動機器根據(jù)矢量圖形A自動切割這種圖案A， 這樣為一次操作；一次操作完成后，需手動移動攝像頭的位置，攝像系統(tǒng)拍攝另外一個目標圖案B，再根據(jù)獲得的圖像設(shè)置模板B，設(shè)計圖案B的矢量圖形，啟動機器自動切割圖案 B；......如此進行多個操作。在如圖2所示這樣多種圖案混合的情況下，采用目前的切割工藝進行切割的問題為1.多個混合圖形的切割比較繁瑣，需要多次操作；2.全程需要手動干預(yù)，無法實現(xiàn)批量化自動加工。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的基于機器視覺的混合圖形切割工藝全程需要手動干預(yù)、無法實現(xiàn)批量化加工的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝，包括步驟 11、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板，記錄各個圖案的位置；步驟12、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形；步驟13、啟動切割機，攝像頭按各模板的順序級別和記錄的圖案位置逐一移動到目標位置，每次移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。其中，步驟13中，每次移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割。其中，每次移動后，首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。
本發(fā)明還提供了一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝，包括步驟21、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板；步驟 22、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形；步驟23、設(shè)置加工的幅面范圍，啟動切割機，攝像頭按區(qū)域有規(guī)律逐步移動，每步移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。其中，步驟23中，每步移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割。其中，每步移動后，首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。綜上所述，本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝減少了手動操作步驟、自動化程度比較高，實現(xiàn)一次性批量化自動化完成混合圖形切割。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖中，圖1為繪有單種圖案的待切割物體；圖2為繪有多種圖案的待切割物體；圖3為本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝的工作原理示意圖；圖4為本發(fā)明中一基于機器視覺的混合圖形切割工藝的流程圖；圖5為本發(fā)明中又一基于機器視覺的混合圖形切割工藝的流程圖；圖6為對應(yīng)于圖4的一較佳實施例的工藝流程圖；圖7為對應(yīng)于圖5的一較佳實施例的工藝流程圖；圖8為按圖6所示工藝流程進行切割時攝像頭的走向圖；圖9為按圖7所示工藝流程進行切割時攝像頭的走向圖；圖10為執(zhí)行圖6所示工藝流程圖中的自動攝像加工環(huán)節(jié)的控制程序流程圖；圖11為執(zhí)行圖7所示工藝流程圖中的自動攝像加工環(huán)節(jié)的控制程序流程圖。
具體實施例方式如圖3所示，其為本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝的工作原理示意圖。 使用本發(fā)明的切割工藝時，首先在激光切割機控制系統(tǒng)的軟件上做好設(shè)計準備工作，然后啟動機器，具有混合圖案的待切割的目標物體53(目標圖案可以為任意圖案，假設(shè)目標圖案為圓形圖案、方形圖案、三角形圖案)可由工作平臺52進行送料，激光切割頭與攝像系統(tǒng)51在激光切割機的橫梁導(dǎo)軌上作同步運動，攝像系統(tǒng)51首先識別工作平臺52表面上的目標物體53，確定各種參數(shù)，然后機器根據(jù)攝像系統(tǒng)51所獲取的數(shù)據(jù)給激光切割頭發(fā)送指令，激光切割頭開始切割工作。圖3中虛線部分表示攝像系統(tǒng)51的攝像頭的有效拍攝范圍討，其隨攝像系統(tǒng)51的移動而變化位置，通過逐步移動攝像系統(tǒng)51來逐步拍攝待切割的目標物體53的整個表面，從而實現(xiàn)對待切割的目標物體53的整個表面的機器視覺識別。如圖4、6及8所示，圖4為本發(fā)明中一基于機器視覺的混合圖形切割工藝的流程圖，圖6為對應(yīng)于圖4的一較佳實施例的工藝流程圖，圖8為按圖6所示工藝流程進行切割時攝像頭的走向圖。圖4所示的基于機器視覺的混合圖形切割工藝包括步驟11、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板，記錄各個圖案的位置。例如，攝像頭拍攝圓形圖案A，設(shè)置圖案A的模板， 產(chǎn)生模板A，同時記錄保存各圓形圖案的位置；手動移動攝像頭的位置，在當前范圍內(nèi)拍攝方形圖案B，設(shè)置圖案B的模板，產(chǎn)生模板B，記錄保存各方形圖案的位置；再手動移動攝像頭的位置，設(shè)置三角形圖案C的模板，產(chǎn)生模板C，記錄保存各三角形圖案C的位置。步驟12、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形。根據(jù)模板設(shè)計矢量圖形，設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形。這里根據(jù)拍攝到的圖像分別設(shè)計矢量圖形A、矢量圖形B及矢量圖形C，分別對應(yīng)于模板A、模板B及模板C。步驟13、啟動切割機，攝像頭按各模板的順序級別和記錄的圖案位置逐一移動到目標位置，每次移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。步驟13中，每次移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割；每次移動后，首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。此步驟中開始進行自動攝像加工環(huán)節(jié)，啟動機器后該環(huán)節(jié)順序為攝像頭根據(jù)模板的順序級別和記錄的位置參數(shù)移動到目標位置，自動查找與模板X(注X為某一個)相匹配的圖案X，查找成功根據(jù)設(shè)計的相對應(yīng)矢量圖形X進行切割，完成則根據(jù)記錄的位置參數(shù)自動移動攝像頭，繼續(xù)查找其他圖案進行切割，直至完成。按照此工藝流程操作，由于攝像頭為按預(yù)先保存的各圖案的位置移動，因此形成如圖8所示的攝像頭走向圖。圖8中的箭頭走向表示攝像頭按所記錄保存的位置自動移動到目標位置。使用圖4所示的切割工藝，只需進行一次性手動操作設(shè)置每種圖案的模板， 手動移動攝像頭記錄保存各個圖案的位置，設(shè)計每種模板相對應(yīng)的矢量圖形。然后就可以啟動機器，按之前記錄的位置移動攝像頭進行自動切割混合圖案，實現(xiàn)一次性批量化自動化完成混合圖形的切割。如圖5、7及9所示，圖5為本發(fā)明中又一基于機器視覺的混合圖形切割工藝的流程圖，圖7為對應(yīng)于圖5的一較佳實施例的工藝流程圖，圖9為按圖7所示工藝流程進行切割時攝像頭的走向圖。圖5所示的基于機器視覺的混合圖形切割工藝包括步驟21、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板。例如，攝像頭拍攝圓形圖案A，設(shè)置圖案A的模板，產(chǎn)生模板A ；手動控制移動攝像頭的位置，拍攝方形圖案B，設(shè)置圖案B的模板，產(chǎn)生模板B ；再手動移動攝像頭的位置，設(shè)置三角形圖案C的模板，產(chǎn)生模板C。步驟22、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形。根據(jù)模板設(shè)計矢量圖形，設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形。根據(jù)拍攝到的圖像分別設(shè)計矢量圖形A、矢量圖形B及矢量圖形C，分別對應(yīng)于模板A、模板B及模板C。步驟23、設(shè)置加工的幅面范圍，啟動切割機，攝像頭按區(qū)域有規(guī)律逐步移動，每步移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。步驟23中，每步移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割；每步移動后，首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。此步驟中開始進行自動攝像加工環(huán)節(jié)，首先設(shè)置加工的幅面范圍，啟動機器后該環(huán)節(jié)順序為攝像頭在當前點逐步移動，自動查找與模板 x(注x為某一個)相匹配的圖案X，查找成功根據(jù)設(shè)計的相對應(yīng)矢量圖形X進行切割，完成則從當前位置逐步自動移動攝像頭，繼續(xù)查找其他圖案進行切割，直至完成。按照此工藝流程操作，攝像頭為按區(qū)域有規(guī)律逐步移動，形成如圖9所示的攝像頭走向圖。圖9中的箭頭走向表示攝像頭按從左到右(或從右到左)的順序有規(guī)律的逐步按區(qū)域移動。除按圖9的方式外，也可采用其它規(guī)律移動攝像頭，如從上到下或從下到上， 只要最終攝像頭移動經(jīng)過了整個加工區(qū)域即可。使用圖5所示的切割工藝，只需進行一次性手動操作設(shè)置每種圖像的模板，設(shè)計每種模板相對應(yīng)的矢量圖形，設(shè)置加工幅面區(qū)域。 然后就可以啟動機器，按區(qū)域有規(guī)律的移動攝像頭進行自動切割混合圖案，實現(xiàn)一次性批量化自動化完成混合圖形的切割。圖4和圖5所示的基于機器視覺的混合圖形切割工藝都僅需一次性的手動操作， 在不同程度上減少了一些手動操作步驟，自動化程度比較高；可以有效處理混合圖形的切割問題，做到一次性批量化自動化完成。本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝在執(zhí)行圖6或圖7的工藝流程的自動攝像加工環(huán)節(jié)時(對應(yīng)于圖4中的步驟13或圖5中的步驟23)，可利用軟件程序控制切割機一次性完成，其控制機理為程序獲取所有模板的參數(shù)值和圖案加工位置參數(shù)，確定模板的切割先后順序，并獲得啟動指令后，開始尋獲目標圖案；根據(jù)模板的參數(shù)，識別所需的目標圖案后，再確定當前的位置和參數(shù)，同時獲取與圖案相對應(yīng)的矢量圖形參數(shù)，開始切割圖案，直到?jīng)]有匹配的目標圖案為止。具體參見圖10，其為執(zhí)行圖6所示工藝流程圖中的自動攝像加工環(huán)節(jié)的控制程序流程圖，顯示了根據(jù)預(yù)先記錄的圖案位置進行自動攝像加工控制的流程；以及參見圖11，其為執(zhí)行圖7所示工藝流程圖中的自動攝像加工環(huán)節(jié)的控制程序流程圖，顯示了按區(qū)域移動攝像頭進行自動攝像加工控制的流程。綜上所述，本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝減少了手動操作步驟、自動化程度比較高，實現(xiàn)一次性批量化自動化完成混合圖形切割。以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，包括步驟11、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板，記錄各個圖案的位置；步驟12、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形；步驟13、啟動切割機，攝像頭按各模板的順序級別和記錄的圖案位置逐一移動到目標位置，每次移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。
2.如權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，步驟13中，每次移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割。
3.如權(quán)利要求2所述的基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，每次移動后， 首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。
4.一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，包括步驟21、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板；步驟22、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形；步驟23、設(shè)置加工的幅面范圍，啟動切割機，攝像頭按區(qū)域有規(guī)律逐步移動，每步移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。
5.如權(quán)利要求4所述的基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，步驟23中，每步移動后，攝像系統(tǒng)將攝像頭在當前位置拍攝的目標圖案與所有模板一一進行匹配，獲取匹配成功的目標圖案的當前位置并根據(jù)相應(yīng)的矢量圖形進行自動切割。
6.如權(quán)利要求5所述的基于機器視覺的混合圖形切割工藝，其特征在于，每步移動后， 首先判斷攝像頭的位置是否超出加工幅面的范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝，包括步驟11、手動控制移動攝像頭定位，攝像頭在目標物體有效范圍內(nèi)拍攝圖案，設(shè)置每種圖案的模板，記錄各個圖案的位置；步驟12、設(shè)計每種模板對應(yīng)的矢量圖形；步驟13、啟動切割機，攝像頭按各模板的順序級別和記錄的圖案位置逐一移動到目標位置，每次移動后自動切割當前攝像頭位置對應(yīng)的圖案，直至完成所有圖案的切割。本發(fā)明還提供了另一種基于機器視覺的混合圖形切割工藝。本發(fā)明基于機器視覺的混合圖形切割工藝減少了手動操作步驟、自動化程度比較高，實現(xiàn)一次性批量化自動化完成混合圖形切割。
文檔編號B23K26/42GK102229025SQ20111014831
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者唐鳳, 唐太平, 宋義方, 張進, 王軍 申請人:廣東大族粵銘激光科技股份有限公司