水导激光定位方法、装置、存储介质和水导激光设备制造方法及图纸

技术编号:37582918 阅读:17 留言:0更新日期:2023-05-15 07:56
本申请公开了一种水导激光定位方法、装置、存储介质和水导激光设备。方法包括:对水导激光设备进行标定;控制相机对承载装置进行拍摄,得到工装图像;对工装图像进行处理,确定承载装置在相机坐标系下的第一基准点的基准坐标和第一基准方向;根据第一基准点的基准坐标和第一基准方向,确定发射装置的运动轴方向相对于第一基准方向的校正角度,以及确定发射装置的水射流相对于第一基准点的校正位移;按照校正角度控制承载装置旋转,以使发射装置的运动轴的Y正方向与第一基准方向一致;和/或,按照校正位移控制发射装置移动,以使水射流中心位于第一基准点。从而实现水导激光设备的自动定位,提高加工效率。提高加工效率。提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
水导激光定位方法、装置、存储介质和水导激光设备


[0001]本申请涉及激光加工
,尤其是涉及到一种基于视觉的水导激光定位方法、装置、存储介质和水导激光设备。

技术介绍

[0002]水导激光加工技术同时结合了水射流加工和激光加工技术的优点,具有无需对焦、宽径比大、热影响区小、微裂纹少、无毛刺等特点。水导激光加工的对象通常为难加工材料的微结构,几何尺度一般在微米量级,在加工过程中,对其加工方向和加工位置有着较高的精度要求。由于水导激光加工设备的部件之间,存在一定的装配和加工误差,无法准确保证水射流和加工零件之间的相对位置关系,因此需要进行校准和定位。
[0003]在实际的水导激光加工过程中,通常采用人工手动的方式进行定位,即不断调整待加工零件的安装位置,直至获得合适的加工基准位置和基准方向。这种定位方式主要依赖人工判断完成,准确性和重复性难以保证,耗费时间长,效率低,对操作者要求高,不易满足水导激光加工的定位需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此,本申请提供了一种基于视觉的水导激光定位方法、装置、存储介质和水导激光设备,利用视觉处理方法对承载装置进行特征提取,通过坐标系转换计算得到基准点坐标和基准方向,并进行加工位置和方向的自动校准补偿,有效提高了水导激光加工的性能。
[0005]根据本申请的一个方面,提供了一种基于视觉的水导激光定位方法,包括:对水导激光设备进行标定;控制相机对承载装置进行拍摄,得到工装图像;对工装图像进行处理,确定承载装置在相机坐标系下的第一基准点的基准坐标和第一基准方向;根据第一基准点的基准坐标和第一基准方向,确定发射装置的运动轴方向相对于第一基准方向的校正角度,以及确定发射装置的水射流相对于第一基准点的校正位移;按照校正角度控制承载装置旋转,以使发射装置的运动轴的Y正方向与第一基准方向一致;和/或,按照校正位移控制发射装置移动,以使水射流中心位于第一基准点。
[0006]根据本申请的另一方面,提供了一种基于视觉的水导激光定位装置,包括:标定模块,用于对水导激光设备进行标定;控制模块,用于控制相机对承载装置进行拍摄,得到工装图像;处理模块,用于对工装图像进行处理,确定承载装置在相机坐标系下的第一基准点的基准坐标和第一基准方向;校准模块,用于根据第一基准点的基准坐标和第一基准方向,确定发射装置的运
动轴方向相对于第一基准方向的校正角度,以及确定发射装置的水射流相对于第一基准点的校正位移;控制模块,还用于按照校正角度控制承载装置旋转,以使发射装置的运动轴的Y正方向与第一基准方向一致;和/或,按照校正位移控制发射装置移动,以使水射流中心位于第一基准点。
[0007]根据本申请再一个方面,提供了可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现上述基于视觉的水导激光定位方法的步骤。
[0008]根据本申请又一个方面,提供了一种水导激光设备,包括:发射装置,用于发射水射流,发射装置具有X、Y、Z轴方向的移动自由度;相机,用于拍摄图像;承载装置,用于承载加工件,至少部分承载装置位于相机的视场内,承载装置具有Z轴方向的旋转自由度;处理器,与发射装置、相机、承载装置电连接,处理器用于实现上述基于视觉的水导激光定位方法的步骤。
[0009]借由上述技术方案,水导激光加工前,先对水导激光设备进行标定处理,确定水导激光设备定位相关的各项数据(相机坐标系下的承载装置的旋转中心坐标、发射装置的水射流与相机坐标系中心的相对位置坐标、相机坐标系下发射装置的运动轴方向)。然后利用相机采集承载装置的工装图像,通过对工装图像的处理,确定当前位置下发射装置的水射流相对于承载装置的理论位置(第一基准点的基准坐标)和理论方向(第一基准方向)。以第一基准点的基准坐标和第一基准方向为参照,通过标定得到的各项数据可以计算出发射装置的运动轴方向相对于第一基准方向的校正角度和发射装置的水射流相对于第一基准点的校正位移。最后,按照校正角度控制承载装置旋转,使得发射装置的运动轴的Y正方向与理论的第一基准方向保持一致,并且按照校正位移控制发射装置移动,使得发射装置的水射流中心能够位于理论的第一基准点。由此,以基准坐标和基准方向为参考,通过视觉数据的计算,完成水导激光的加工定位,一方面,无需人工参与即可实现水导激光设备的自动定位,提高了自适应定位的智能化程度;又一方面,只需在每次加工前进行一次定位,无需反复调试水导激光设备,优化了定位校准操作,使得水导激光设备的定位更加迅速,有利于提高水导激光的加工效率;再一方面,通过对加工件的承载装置进行图像识别,可以适应不同种类的加工零件,适应性和通用性较好。
[0010]上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:图1示出了本申请实施例提供的基于视觉的水导激光定位方法的流程示意图;图2示出了本申请实施例提供的基于视觉的水导激光定位装置的结构框图;图3示出了本申请实施例提供的水导激光设备的结构示意图;
图4示出了本申请实施例提供的水导激光定位方法的应用场景示意图。
[0012]附图标记:310发射装置,311运动轴,320相机,321光源,322保护罩,330承载装置,331固定工装,332旋转台,340处理器,400加工件,500水射流。
具体实施方式
[0013]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014]下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
[0015]本
技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“相接”到另一元件时,它可以直接连接或相接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“相接”可以包括无线连接或无线稠接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0016]现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施例。然而,这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是,提供这些实施例是本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述方法应用于水导激光设备,所述水导激光设备包括:相机、发射装置和承载装置,所述相机与所述发射装置同步移动,至少部分所述承载装置位于所述相机的视场内,所述方法包括:对所述水导激光设备进行标定;控制所述相机对所述承载装置进行拍摄,得到工装图像;对所述工装图像进行处理,确定所述承载装置在相机坐标系下第一基准点的基准坐标和第一基准方向;根据所述第一基准点的基准坐标和所述第一基准方向,确定所述发射装置的运动轴方向相对于所述第一基准方向的校正角度,以及确定所述发射装置的水射流相对于所述第一基准点的校正位移;按照所述校正角度控制所述承载装置旋转,以使所述发射装置的运动轴的Y正方向与所述第一基准方向一致;和/或,按照所述校正位移控制所述发射装置移动,以使所述水射流中心位于所述第一基准点。2.根据权利要求1所述的基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述对所述水导激光设备进行标定,具体包括:获取所述相机的像素坐标系与相机坐标系之间的转换关系;标定所述相机坐标系下的所述承载装置的旋转中心坐标;标定所述发射装置的水射流与所述相机坐标系中心的相对位置坐标;标定所述相机坐标系下所述发射装置的运动轴方向。3.根据权利要求2所述的基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述承载装置上设有定位件;所述标定所述相机坐标系下的所述承载装置的旋转中心坐标,具体包括:按照预设次数和预设旋转角度,控制所述承载装置旋转;若所述承载装置完成一次旋转,控制所述相机移动,以使所述定位件位于所述相机的视场内;记录所述发射装置所处位置的运动轴坐标;根据所述运动轴坐标,将第i次所述相机坐标系下所述定位件的圆心坐标转换至第1次所述相机坐标系下,得到第i次的基准圆心坐标,其中,i≤所述预设次数;对所述预设次数的所述基准圆心坐标进行圆拟合处理,得到目标圆心坐标;将所述目标圆心坐标配置为所述旋转中心坐标。4.根据权利要求2所述的基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述承载装置上设有定位件;所述标定所述相机坐标系下所述发射装置的运动轴方向,具体包括:获取所述相机坐标系下所述定位件的第一圆心坐标;根据所述定位件在所述相机的视场内的位置,控制所述相机沿Y轴正方向移动;获取移动后所述相机坐标系下的所述定位件的第二圆心坐标;将第一圆心坐标指向所述第二圆心坐标的方向配置为所述相机坐标系下所述发射装置的运动轴方向。5.根据权利要求2所述的基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述承载装置上设有定位件;所述标定所述发射装置的水射流与所述相机坐标系中心的相对位置坐标,具
体包括:记录所述发射装置所处位置的第一运动轴坐标;控制所述发射装置移动;若所述发射装置的水射流中心位于所述定位件的圆心坐标,记录所述发射装置所处位置的第二运动轴坐标;根据所述定位件的圆心坐标、所述第一运动轴坐标和所述第二运动轴坐标,确定所述相对位置坐标。6.根据权利要求2至5中任一项所述的基于视觉的水导激光定位方法,其特征在于,所述第一基准点包括第一定位点和第二定位点;所述对所述工装图像进行处理,确定所述承载装置在相机坐标系下的第一基准点的基准坐标和第一基准方向,具体包括:对所述工装图像进行预处理,提取所述工装图像中所述承载装置对应的工装区域;对所述工装区域进行边缘识别处理,获得所述工装图像中所述承载装置的边缘轮廓;对所述边缘轮廓进行分割处理,得到多个直线段和多个圆弧段;确定所述多个直线段中每个直线段与所述承载装置的第一边缘线之间的夹角,其中,所述第一边缘线为所述多个直线段中长度最...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅雪
申请(专利权)人:中科德迈沈阳激光技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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