本發(fā)明涉及激光切割技術領域，一種帶有定位機構的切割頭、切割裝置及切割方法。

背景技術：

目前市面上具有各種批量制作的管件、平面零件加工完成后還需要通過激光切割機對其一件一件的切割下來，形成一個個標準零件。但是由于零件在批量制作過程中位置不一、尺寸不一或者形狀不一等情況，導致無法對零件進行快速的批量的進行下料。導致加工效率低下，并且加工非常困難現象。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有定位機構的切割頭、切割裝置及切割方法，實現了零件的精準切割，解決了切割下料難的重大問題。

為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是：一種帶有定位機構的切割頭，該切割頭的側部設置有視覺成像單元，所述視覺成像單元包括自上而下依次相連的CCD攝像頭、深景鏡頭和環(huán)形光源，且CCD攝像頭的側部設置有升降調節(jié)器，該升降調節(jié)器用于調節(jié)深景鏡頭的升降高度。

在上述技術方案的基礎上，所述CCD攝像頭為130W像素黑白色彩，分辨率為1280*1024。

在上述技術方案的基礎上，所述深景鏡頭的放大倍數為0.48～0.64X，景深為3～5mm，畸變率為0.25％，分辨率為17.5um～23.5um，工作距離為131～154mm。

在上述技術方案的基礎上，所述環(huán)形光源為紫光環(huán)形光源，能夠兼容各種材質不銹鋼、鋁材、銅材的高清打光拍攝。

本發(fā)明還公開一種基于上述切割頭的切割裝置，包括切割頭，以及與該切割頭相連的數控系統(tǒng)，所述數控系統(tǒng)包括傳輸模塊、存儲模塊和定位模塊，其中，傳輸模塊，用于CCD攝像頭和數控系統(tǒng)之間，以及數控系統(tǒng)與用戶之間的數據傳輸；存儲模塊，用于存儲加工圖形和CCD攝像頭拍攝的采集圖片，且加工圖形內含有若干個標記點；定位模塊，用于選定加工圖形的至少兩個標記點為定位點；用于建立工件坐標系，并通過定位點對采集圖片進行定位。

在上述技術方案的基礎上，還包括激光器架系統(tǒng)和切管機架系統(tǒng)，其中，切管機架的頂部設置有旋轉單元和扶正中心單元，且旋轉單元和扶正中心單元相對設置于切管機架系統(tǒng)的兩端；扶正中心單元的外側部還設置有抽塵單元，扶正中心單元的下方設置有接料單元；所述切割頭設置于激光器架系統(tǒng)的頂部，且位于扶正中心單元的上方。

在上述技術方案的基礎上，所述標記點為“十”字形。

本發(fā)明還公開一種基于上述切割裝置的切割方法，包括以下步驟：步驟S1.用戶通過傳輸模塊輸入帶標記點的加工圖形，并存儲至存儲模塊；步驟S2.傳輸模塊將CCD攝像頭拍攝的采集圖片存儲至存儲模塊；步驟S3.定位模塊從存儲模塊中提取加工圖形，并選定加工圖形的至少兩個標記點為定位點；步驟S4.定位模塊從存儲模塊中提取采集圖片，并建立工件坐標系；步驟S5.定位模塊通過定位點對采集圖片進行定位。

本發(fā)明的有益效果在于：

通過應用該技術，在零件加工時，只要對零件上帶有一定標示或者記號的零件、產品進行采集，并且能夠準確傳輸給加工系統(tǒng)，最終由系統(tǒng)實現正確、搞效的下料、加工。該技術的發(fā)明引用，對我國的工業(yè)發(fā)展帶來了一定革命性的突破。針對以前的無法批量進行不規(guī)則批量零件的快速成型加工，取得重大的突破，并且應用簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中切割裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中視覺成像單元的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中數控系統(tǒng)的結構框圖；

圖4為本發(fā)明實施例中加工圖形的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中采集圖片的示意圖。

附圖標記：

1-切割頭；

2-視覺成像單元；21-CCD攝像頭；22-深景鏡頭；23-環(huán)形光源；24-升降調節(jié)器；

3-數控系統(tǒng)；31-傳輸模塊；32-存儲模塊；33-定位模塊；

4-切管機架系統(tǒng)；5-激光器架系統(tǒng)；6-旋轉單元；7-扶正中心單元；8-抽塵單元；9-接料單元。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

參見圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種帶有定位機構的切割頭，該切割頭1的側部設置有視覺成像單元2，所述視覺成像單元2包括自上而下依次相連的CCD攝像頭21、深景鏡頭22和環(huán)形光源23，且CCD攝像頭21的側部設置有升降調節(jié)器24，該升降調節(jié)器24用于調節(jié)深景鏡頭22的升降高度。

具體的，所述CCD攝像頭21為130W像素黑白色彩，分辨率為1280*1024。本實施例中，4.130-CCD攝像機采用千兆以太網接口，推薦搭配帶有intel芯片的千兆網卡或者交換機。外形尺寸為50mm*38mm*38mm。CCD采用標準的C型接口，與搭配的C型深景鏡頭與定制的環(huán)形光源組成圖樣采集模塊。CypView CCD采用全鋁外殼，底端四顆M3螺紋口，正面與背面下方各有兩顆M3螺紋固定孔。上端面是RJ45千兆以太網接口與電源供電接口，下端則是C型接口連接鏡頭專用。

具體的，所述深景鏡頭22的放大倍數為0.48～0.64X，景深為3～5mm，畸變率為0.25％，分辨率為17.5um～23.5um，工作距離為131～154mm。本實施例中，深景鏡頭采用C型螺紋接口與CCD連接。鏡頭最下端距離板材務必在31～154mm的物距范圍以內。并且建議固定CCD的模塊能有±5mm左右的高度調節(jié)范圍。

具體的，所述環(huán)形光源23為紫光環(huán)形光源23，能夠兼容各種材質不銹鋼、鋁材、銅材的高清打光拍攝。本實施例中，環(huán)形光源直接固定在鏡頭的最下端，使用側頂M3螺紋固定在鏡頭的保護座上。

參見圖1和圖3所示，本發(fā)明實施例還提供了一種基于上述切割頭的切割裝置，包括切割頭1，以及與該切割頭1相連的數控系統(tǒng)3，所述數控系統(tǒng)3包括傳輸模塊31、存儲模塊32和定位模塊33，其中，傳輸模塊31，用于CCD攝像頭21和數控系統(tǒng)3之間，以及數控系統(tǒng)3與用戶之間的數據傳輸；存儲模塊32，用于存儲加工圖形和CCD攝像頭21拍攝的采集圖片，且加工圖形內含有若干個標記點，具體的，所述標記點為“十”字形；定位模塊33，用于選定加工圖形的至少兩個標記點為定位點；用于建立工件坐標系，并通過定位點對采集圖片進行定位。

參見圖3所示，具體的，該切割裝置還包括激光器架系統(tǒng)5和切管機架系統(tǒng)4，其中，切管機架的頂部設置有旋轉單元6和扶正中心單元7，且旋轉單元6和扶正中心單元7相對設置于切管機架系統(tǒng)4的兩端；扶正中心單元7的外側部還設置有抽塵單元8，扶正中心單元7的下方設置有接料單元9；所述切割頭1設置于激光器架系統(tǒng)5的頂部，且位于扶正中心單元7的上方。

參見圖4和圖5所示，本發(fā)明實施例還提供了一種基于上述切割裝置的切割方法，包括以下步驟：

步驟S1.用戶通過傳輸模塊31輸入帶標記點的加工圖形，并存儲至存儲模塊32；

步驟S2.傳輸模塊31將CCD攝像頭21拍攝的采集圖片存儲至存儲模塊32；

步驟S3.定位模塊33從存儲模塊32中提取加工圖形，并選定加工圖形的至少兩個標記點為定位點；本實施例中選擇了兩個不同側距離最遠的兩個標記點作為定位點。

步驟S4.定位模塊33從存儲模塊32中提取采集圖片，并建立工件坐標系；本實施例中，將?？奎c設置在四個頂點方向(左上，左下，右上，右下)。最靠近?？奎c的定位點定義為第一定位點。工件坐標系的具體坐標設置是以回零后第一定位點在CCD采集視窗范圍內。即回零后能直接通過CCD圖像采集視窗能直接看到板材上對面定位點的采集圖片。

步驟S5.定位模塊33通過定位點對采集圖片進行定位。

本發(fā)明能夠清晰的采集到圖像，并且通過數據線把圖像傳輸給切割系統(tǒng)。通過系統(tǒng)的自動識別與精確的定位出需要加工的零件位置。切割系統(tǒng)最終輸出行動軌跡與激光等輔助氣源把零件精準完美的加工出來。

本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現有技術。