用于激光加工的视觉预览制造技术

一种计算机数字控制机器可以包括可移动头部，所述可移动头部被配置为将电磁能量传送到工作区域的一部分，在所述工作区域中所述可移动头部可以受命令以引起电磁能量的传送。所述内部空间可以由壳体限定并且可以包括可打开屏障，当所述可打开屏障处于闭合位置时所述可打开屏障衰减所述内部空间和所述计算机数字控制机器的外部之间的光的传输。所述计算机数字控制机器可以包括互锁件，在检测到所述可打开屏障未处于闭合位置时所述互锁件阻止电磁能量的发射。所述命令可以导致所述计算机数字控制机器执行运动计划的操作，以引起可移动头部移动，从而传送电磁能量以引起至少部分包含在所述内部空间中的材料的改变。

Visual preview for laser processing

A computer digital control machine can include a movable head, and the movable head is configured to transmit electromagnetic energy to a part of the working area. In the working area, the movable head can be ordered to cause the transmission of electromagnetic energy. The inner space can be defined by the shell and can include an open barrier. When the opening barrier is in a closed position, the open barrier can attenuate the transmission of light between the inner space and the outer part of the computer digital control machine. The computer digital control machine can include interlocking parts. When interlocking is detected in the closed position, the interlocking blocks prevent electromagnetic energy emission. The command can cause the computer digital control machine to perform motion plan operation to cause mobile head movement, thereby transmitting electromagnetic energy to cause changes in at least part of the material contained in the internal space.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于激光加工的视觉预览相关申请的交叉引用本申请主张下述申请的优先权：2015年2月12日提交的美国临时专利申请No.62/115,562；2015年2月12日提交的美国临时专利申请No.62/115,571；2015年9月23日提交的美国临时专利申请No.62/222,756；以及2015年9月23日提交的美国临时专利申请62/222,757；以及2015年9月23日提交的美国临时专利申请No.62/222,758。通过引用将上述所有申请的书面描述、权利要求和附图并入于此。
本文描述的主题涉及制造过程，所述制造过程实施机器视觉或由机器视觉辅助，机器视觉与制造机器内部的广角观察系统结合。
技术介绍
计算机控制的制造系统(例如，“3D打印机”、激光切割机/雕刻机、CNC铣床等)能够用于创造像模造或手工组装的传统制造技术不能创造的复杂物件。这样的自动化方法基于指定切割、层、图案和要执行的其他动作的指令进行操作。所述指令可以以计算机文件的形式被传输到机器的计算机控制器的存储器并且在运行时被解译以在制造过程中提供一系列步骤。
技术实现思路
在一个方面，一种计算机数字控制机器包括可移动头部，所述可移动头部配置为将电磁能量传送到工作区域的一部分，所述工作区域由极限限定，所述可移动头部受命令以在所述极限内引起电磁能量的传输。所述工作区域在激光计算机数字控制机器的内部空间的内部。所述内部空间由包括可打开屏障的壳体限定，当所述可打开屏障处于闭合位置时所述可打开屏障衰减所述内部空间和所述计算机数字控制机器的外部之间的光的传输。所述计算机数字控制机器包括互锁件，在检测到所述可打开屏障未处于闭合位置时所述互锁件阻止电磁能量的发射。命令导致所述计算机数字控制机器执行运动计划的操作，以引起可移动头部移动，从而传送电磁能量以引起至少部分包含在所述内部空间中的材料的改变。借助至少一个相机产生包括所述工作区域的至少一半的图像。当所述互锁件不阻止电磁能量的发射时发生所述产生。在另一个方面，一种计算机数字控制机器包括可移动头部，所述可移动头部配置为将电磁能量传送到工作区域的一部分，所述工作区域由极限限定，所述可移动头部受命令以在所述极限内引起电磁能量的传输。所述工作区域在激光计算机数字控制机器的内部空间的内部。所述内部空间由包括可打开屏障的壳体限定，当所述可打开屏障处于闭合位置时所述可打开屏障衰减所述内部空间和所述计算机数字控制机器的外部之间的光的传输。所述命令导致所述计算机数字控制机器执行运动计划的操作，以引起可移动头部移动，从而传送电磁能量以引起至少部分包含在所述内部空间中的材料的改变。暂时阻止电磁能量的发射。并且，借助至少一个相机产生包括所述工作区域的至少一半的图像。当可打开屏障处于闭合位置并且在暂时阻止电磁能量的发射的过程中发生所述产生。在一些变型中，下述特征中的一个或多个可以可选地包括在任何可行组合中。材料的改变可以包括切割、蚀刻、漂白、固化和燃烧中的至少一种。可以处理所述图形以去除失真。失真可以包括色差。可以通过增加对比度增强图像。可以将图像中的像素映射到工作区域内的对应物理位置。所述一个相机不安装到可移动头部或相机附接到可打开屏障。所述相机可以是不安装到可移动头部的单个相机。所述单个相机可以安装在所述内部空间内并且与工作区域相对或附接到可打开屏障。当可打开屏障不处于闭合位置时可以借助所述单个相机摄取图像，附加的图像可以包括所述内部空间外部的物体。所述内部空间外部的物体可以是计算机数字控制机器的用户。所述相机能够运动。运动可以包括到各个位置的平移、旋转和沿一个或多个轴倾斜。所述相机可以安装到能够平移的支撑件。能够平移的支撑件可以包括可移动头部。产生图像可以包括通过相机捕获子图像，并且所述产生可以包括组装子图像以产生所述图像。在至少相机相对于第一子图像的运动之后可以捕获第二子图像。所述组装可以包括拼接多个子图像以产生所述图像。可以处理所述图像以产生与在图像中捕获的计算机数字控制机器的可移动部件的位置、位置的高阶导数、速度、加速度、异常状况和非异常状况中的一个或多个相关的数据。基于产生的数据动作可以发起或终止另一动作。所述可移动部件可以以与可移动头部的固定空间关系设置，其中所述方法还可以包括借助可移动头部位置和其高阶导数利用数据更新控制计算机数字控制机器的操作的软件。所述可移动部件可以包括可移动头部上的可识别标记。所述可移动部件可以包括可移动头部和/或门架。可以利用对所述图像和工作区域的附加图像的一个或多个数学运算来处理所述图像。所述数学运算可以产生相对于所述图像自身的用于分析图像中被成像物体的改进的图像。可以连同引起计算机数字控制机器的部件的操作的改变来捕获工作区域的附加图像。操作的改变可以包括在摄取所述图像和附加图像之间改变灯的光输出。可以在摄取所述图像和附加图像之间改变部件的位置，并且在摄取所述图像和/或附加图像时振动相机。改进的图像可以包括相对于所述图像锐化、校正照明伪像、平均、边缘检测和噪声消除。可以借助所述内部空间内部的光源产生的不同照明条件来产生所述图像。所述光源可以包括由于激光器的操作导致的光。可以基于来自集成到计算机数字控制机器中的传感器的信号触发相机，其中传感器不是用户可操作的相机控件。本主题的实施方式可以包括但不限于与本文提供的描述一致的方法以及包括有形地实现的机器可读介质的物件，所述有形地实现的机器可读介质可操作成使得一个或多个机器(例如，计算机等)产生实现一个或多个描述的特征的操作。类似地，也描述了计算机系统，其可以包括一个或多个处理器和耦接到一个或多个处理器的一个或多个存储器。可以包括计算机可读存储介质的存储器可以包括、编码、存储或使得一个或多个处理器执行本文描述的一个或多个操作的一个或多个程序。与本主题的一个或多个实施方式一致的计算机实施的方法可以通过驻存在单个计算系统或多计算系统中的一个或多个数据处理器实施。这样的多计算系统可以经由一个或多个连接、经由多计算系统中的一个或多个之间的直接连接等被连接并且可以交换数据和/或命令或其他指令等，所述一个或多个连接包括但不限于通过网络(例如，互联网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)的连接。附图说明结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的附图示出了本文公开的主题的某些方面，并且这些附图与说明书一起帮助解释与公开的实施方式相关联的一些原理。附图中，图1是与本主题的一些实施方式一致的计算机数字控制机器(CNCmachine)的正视图，所述计算机数字控制机器具有定位成捕获整个材料床的图像的相机和定位成捕获材料床的一部分的图像的另一相机；图2是图1所示的计算机数字控制机器的实施方式的俯视图；图3A是示意了与本主题的一些实施方式一致SVG源文件的一个示例的图；图3B是与本主题的一些实施方式一致的计算机数字控制机器中的切割路径的图形表示的示例；图3C是示意了与本主题的一些实施方式一致的与切割路径和源文件对应的机器文件的图；图4A是示出了与本主题的一些实施方式一致的图像的相加的图；图4B是示出了与本主题的一些实施方式一致的图像的相减的图；图4C是示出了与本主题的一些实施方式一致的图像的差分以隔离模拟的内部照明效果的图；图5是示出了了与本主题的一些实施方式一致的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实施的方法，包括：命令包括可移动头部的计算机数字控制机器，所述可移动头部被配置为将电磁能量传送到由极限限定的工作区域的一部分，所述可移动头部能够在所述极限内引起电磁能量的传送，所述工作区域在激光计算机数字控制机器的内部空间的内部，所述内部空间由包括可打开屏障的壳体限定，当所述可打开屏障处于闭合位置时所述可打开屏障衰减所述内部空间和所述计算机数字控制机器外部之间的光的传输，所述计算机数字控制机器包括互锁件，在检测到所述可打开屏障未处于闭合位置时所述互锁件阻止电磁能量的发射，所述命令导致所述计算机数字控制机器执行运动计划的操作，以引起所述可移动头部移动，从而传送电磁能量以引起至少部分包含在所述内部空间中的材料的改变；以及借助至少一个相机产生包括所述工作区域的至少一半的图像，当所述互锁件不阻止电磁能量的发射时发生所述产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.12 US 62/115,571;2015.02.12 US 62/115,562;1.一种计算机实施的方法，包括：命令包括可移动头部的计算机数字控制机器，所述可移动头部被配置为将电磁能量传送到由极限限定的工作区域的一部分，所述可移动头部能够在所述极限内引起电磁能量的传送，所述工作区域在激光计算机数字控制机器的内部空间的内部，所述内部空间由包括可打开屏障的壳体限定，当所述可打开屏障处于闭合位置时所述可打开屏障衰减所述内部空间和所述计算机数字控制机器外部之间的光的传输，所述计算机数字控制机器包括互锁件，在检测到所述可打开屏障未处于闭合位置时所述互锁件阻止电磁能量的发射，所述命令导致所述计算机数字控制机器执行运动计划的操作，以引起所述可移动头部移动，从而传送电磁能量以引起至少部分包含在所述内部空间中的材料的改变；以及借助至少一个相机产生包括所述工作区域的至少一半的图像，当所述互锁件不阻止电磁能量的发射时发生所述产生。2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中材料的所述改变包括切割、蚀刻、漂白、固化和燃烧中的至少一种。3.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，还包括处理所述图像以去除失真。4.根据权利要求3所述的计算机实施的方法，其中，所述失真包括色差。5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，还包括通过增加对比度增强所述图像。6.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，还包括将所述图像中的像素映射到所述工作区域内对应的物理位置。7.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述至少一个相机不安装到所述可移动头部。8.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述至少一个相机附接到所述可打开屏障。9.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述至少一个相机是不安装到所述可移动头部的单个相机。10.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中，所述单个相机安装在所述内部空间内并且与所述工作区域相对。11.根据权利要求9-10中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述单个相机附接到所述可打开屏障。12.根据权利要求9-11中任一项所述的计算机实施的方法，还包括借助所述单个相机在所述可打开屏障不处于闭合位置时摄取图像，所述附加图像包括所述内部空间的外部的物体。13.根据权利要求12所述的计算机实施的方法，其中，所述内部空间的外部的所述物体是所述计算机数字控制机器的用户。14.根据前述权利要求中任一项所述的计算机控制的方法，其中，所述至少一个相机能够运动。15.根据权利要求14所述的计算机实施的方法，其中，所述运动包括到多个位置的平移、旋转和沿一个或多个轴倾斜中的一种或多种。16.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述至少一个相机安装到能够平移的支撑件。17.根据权利要求16所述的计算机实施的方法，其中，所述能够平移的支撑件包括所述可移动头部。18.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，其中，产生所述图像包括：通过所述至少一个相机捕获多个子图像，并且所述产生还包括组合所述多个子图像以产生所述图像。19.根据权利要求18所述的计算机实施的方法，其中，所述多个子图像中的第二个在所述至少相机相对于所述多个子图像中的第一个运动之后被捕获。20.根据权利要求18-19中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述组合包括拼接所述多个子图像以形成所述图像。21.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，还包括处理所述图像以产生与在所述图像中捕获的所述计算机数字控制机器的可移动部件的位置、位置的高阶导数、速度、加速度、异常状况和非异常状况中的一个或多个相关的数据。22.根据权利要求21所述的计算机实施的方法，还包括基于产生的数据发起或终止动作。23.根据权利要求22所述的计算机实施的方法，其中，所述可移动部件以与所述可移动头部的固定空间关系设置，并且其中所述方法还包括借助可移动部件位置和其高阶导数中的一个或多个利用数据更新控制所述计算机数字控制机器的操作的软件。24.根据权利要求21-23中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述可移动部件包括在所述可移动头部上的可识别标记。25.根据权利要求21-24中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述可移动部件包括所述可移动头部和/或门架。26.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施的方法，还包括利用对所述图像和所述工作区域的一个或多个附加图像的一个或多个数学运算处理所述图像，所述数学运算产生相对于所述图像自身的用于分析所述图像中被成像物体的改进的图像。27.根据权利要求26所述的计算机实施的方法，包括结合引起所述计算机数字控制机器的部件的操作的改变来捕获所述工作区域的所述一个或多个附加图像。28.根据权利要求27所述的计算机实施的方法，其中，操作的改变包括下列中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·夏皮罗，M·戈瑟兰，A·莱特，D·帕特尼，T·埃利斯，L·班卡，
申请(专利权)人：格罗弗治公司，
类型：发明
国别省市：美国,US