在激光加工过程中移动材料制造技术

计算机数控机器的可移动头部可以传递足够的电磁能，以引起至少部分地容纳在CNC机器的内部空间内的材料的第一变化。材料的特征可以使用存在于内部空间内的至少一个相机来成像，以更新材料的位置，并且可移动头部可以被对准以传递足以引起材料的第二变化的电磁能，使得第二变化位于与第一次变化一致的材料上，并具有材料的预期的最终外观。描述了方法、系统和制造的物件。

Moving materials in the process of laser processing

The movable head of CNC machine can transmit enough electromagnetic energy to cause at least part of the first change of material in the internal space of CNC machine. The material characteristics of at least one camera can exist in the internal space of the image, to update the material position, and the movable head can be aligned to transmit the electromagnetic material enough to cause a change of second to second, the change in the first change and consistent material, and has the final appearance of the expected material. Describes the methods, systems, and manufactured objects.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在激光加工过程中移动材料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方法，所述制造方法实现机器视觉或由机器视觉辅助，并且包括在制造机器内部移动材料。
技术介绍
制造系统(例如，“3D打印机”、激光切割机、CNC机器等)能够用于创造诸如模造或手工组装的传统制造技术不能创造的复杂物件。这样的自动化方法在机器开始进行构造之前接收指定切割、层、图案等的指令。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，一种方法通过CNC机器的可移动头传送足以引起部分包含在CNC机器的内部空间内的材料的第一变化的电磁能。使用存在于内部空间内的至少一个相机来对材料的特征进行成像，以更新材料的位置。对准移动头以传送足以引起材料第二变化的电磁能，使得第二变化位于与第一变化一致的材料上，并具有材料的期望的最终外观。在第二方面，计算机数控机器包括位于计算机数控机器的内部空间内的可移动头部，其中可移动头部被配置为传送电磁能量。内部空间内有摄像头。存在配置成执行操作的控制器，包括：使可移动头部提供足以引起至少部分地包含在内部空间内的材料的第一变化的第一电磁能量，命令相机对材料的特征进行成像以更新材料的位置，并使得可移动头部对齐以传递足以引起材料第二次变化的电磁能，使得第二变化位于与第一变化一致的材料上，并具有材料的期望的最终外观。在一些变型中，以下特征中的一个或多个可以可选地包括在任何可行的组合中。该特征可以包括第一变化，在第一变化之前的材料的外观的一个方面，材料的拐角，孔和/或边缘，在材料上形成的基准标记。相机可以包括安装在可移动头部上的相机，不安装在可移动头部上的相机，安装在至少部分地限定内部空间的壳体的可打开屏障上的相机。可以确定，基于来自相机的信息，应该捕获材料的附加图像。该材料可以第二次成像以捕获至少一个附加图像。不同的位置可以由用户和/或与计算机的机器相关联的设备的有意移动产生。不同的位置可以由材料的无意的运动引起。可以基于来自计算机数控机器的传感器的数据，确定无意的移动可能已经发生。材料可以移动通过至少部分地限定内部体积的壳体中的贯通狭槽。相机可以包括第一相机和第二相机，其中成像包括移动第二相机以便于从由第一相机产生的图像进一步成像基于材料的信息。图像可以包括特征的视图，并且进一步的成像包括生成特征的更高分辨率图像和/或更近的图像。该功能可以包括材料的一角。第一相机可以安装在部分地限定内部空间的壳体的可打开的屏障上，并且第二相机安装在可移动头上。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机器(CNC机器)的正视图，所述CNC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CNC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CNC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是示意了与本主题的一些实施方式一致的图像的相加的图；图4B是示意了与本主题的一些实施方式一致的图像的相减的图；图4C是示意了与本主题的一些实施方式一致的用于隔离模拟的内部照明效果的图像的差分的图；图5是示意了与当前主题的一些实施方式一致的提供CNC机器中的材料的高分辨率图像的相机的图；图6是示意了与当前主题的一些实现方式一致的集成到头部中的风扇的图；图7是示意了与当前主题的一些实施方式一致的具有安装在门架上的激光器和头部的CNC机器的顶视图；图8是示意了与当前主题的一些实施方式一致的密封光学系统的图；图9是示意了与当前主题的一些实施方式一致的使激光器与壳体对准的缓冲器的端部截面图；图10是与当前主题的一些实施方式一致的由缓冲器从壳体的中心偏移的激光的俯视截面图；图11是与当前主题的一些实施方式一致的缓冲器的顶部截面图，其将激光器与未对准壳体中的孔对准；图12是与当前主题的一些实施方式一致的角度可调节的转向系统的前剖视图；图13是与当前主题的一些实施方式相一致的悬臂式角度可调节的转向系统的前剖视图；图14是与当前主题的一些实施方式相一致的第二悬臂式角度可调节的转向系统的透视图；图15是示意了与当前主题的一些实施方式一致的、通过盖摄像机对由距离寻找光源产生的材料上的光斑进行成像而确定材料厚度的图；图16是与当前主题的一些实施方式一致的通过对激光光斑尺寸成像来确定材料厚度的图；图17是示意了与当前主题的一些实施方式相一致的、由CNC机器进行的切割的相机成像细节的图；图18是示意了与当前主题的一些实施方式相一致的超大尺寸材料上的盖相机成像配准标记的图；图19是示意了与当前主题的一些实施方式一致的实现双面切割的材料的成像特征的图；图20是示意了与当前主题的一些实施方式一致的、参考材料的成像特征以完成双面切割的图；图21是示意了变化切割深度以在多层材料中产生颜色图案的图；和图22是示意了与当前主题的实施方式相一致的方法的特征的处理流程图。在实践时，相似的参考标号指示相似的机构、特征和元件。具体实施例本文描述的主题的一个或多个变体的细节在附图和下面的说明书中列出。根据说明书、附图和权利要求书，本文描述的主题的其他特征和优势将显而易见。尽管可以关于使用用于辅助自动化制造过程(例如，CNC过程)的机器视觉出于示意性目的描述当前公开的主题的某些特征，但是应当容易理解这样的特征不旨在进行限制。当在本文中使用时，术语“切割”可以一般地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过计算机数控机器的可移动头部传送足以引起至少部分地包含在所述计算机数控机器的内部空间内的材料的第一变化的电磁能；使用存在于内部空间内的至少一个相机来对所述材料的特征成像以更新所述材料的位置；和对准可移动头部以传送足以引起所述材料的第二变化的电磁能，使得所述第二变化位于与所述第一变化一致的材料上并且具有所述材料的期望的最终外观。

【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;1.一种方法，包括：通过计算机数控机器的可移动头部传送足以引起至少部分地包含在所述计算机数控机器的内部空间内的材料的第一变化的电磁能；使用存在于内部空间内的至少一个相机来对所述材料的特征成像以更新所述材料的位置；和对准可移动头部以传送足以引起所述材料的第二变化的电磁能，使得所述第二变化位于与所述第一变化一致的材料上并且具有所述材料的期望的最终外观。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征包括所述第一变化。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征包括在所述第一变化之前所述材料的外观的方面。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述特征包括所述材料的拐角、所述材料中的孔和/或所述材料的边缘。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述特征包括在所述材料上形成的基准标记。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个相机包括安装在所述可移动头部上的相机。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个相机包括不安装在所述可移动头部上的相机。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个相机包括安装在至少部分地限定所述内部空间的壳体的可打开屏障上的相机。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括基于来自所述至少一个相机的信息确定应该捕获所述材料的至少一个附加图像。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述不同位置源于由用户和/或与所述计算机数控机器相关联的设备的有意移动。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所述材料移动通过至少部分地限定所述内部体积的壳体中的贯通狭槽。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述不同位置源于所述材料的无意移动。13.根据权利要求12所述的方法，还包括基于来自所述计算机数控机器的一个或多个传感器的数据确定所述无意移动可能已经发生。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括第二次对所述材料进行成像以捕获所述至少一个附加图像。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个相机包括第一相机和第二相机，并且其中，所述成像包括移动所述第二相...

【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