CN110270768B - 一种基于两个同轴ccd进行视觉定位的激光加工装置 - Google Patents

一种基于两个同轴ccd进行视觉定位的激光加工装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，包括工作台，所述工作台的上端面上固定连接有支撑杆，所述支撑杆远离工作台的一端上固定连接有顶板，所述顶板的底侧壁上固定连接有第一步进电机。本发明不仅能够对板状和一侧壁是平面类的工件进行快速定位，还能对圆管、圆柱类工件起到良好的固定限位作用，并能适用于不同径向大小的工件，由于是采用两套单独的单向移动机构进行驱动，通过二者相配合的方式实现激光切割装置对工件的快速定位，因此激光加工的精度非常高，且成本低下，另外由于第一步进电机和第二步进电机可以同时工作，协同作业，因此激光加工的工作效率得到了极大的提升。

Description

一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置
技术领域
本发明涉及激光加工装置技术领域，尤其涉及一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置。
背景技术
激光加工已经成为现代制造的重要加工方法，特别是在精密加工、微加工领域，激光加工已经广泛应用在微电子、液晶、分离膜、测量、汽车、航空、纳米材料、航天等领域，随着科学技术的发展，现代精密制造对激光加工的形位精度、柔性适应性、智能化和效率要求越来越高。低要求的激光加工装置没有视觉定位功能，高要求的激光加工装置通常带有基于两个同轴CCD的视觉定位系统。
现有的基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置在对工件的位置进行视觉定位后，需要控制激光切割装置分别沿纵向和横向进行平面移动，才能完成对激光切割装置的位置调整，以便将激光切割装置定位到工件的正上方，但是现有的激光切割装置的移动机构结构复杂，成本高昂，且工作效率低下，并且现有的激光切割装置不能对圆柱、圆管类工件起到良好的定位效果，因此激光加工的精度低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有的基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置在对工件的位置进行视觉定位后，需要控制激光切割装置分别沿纵向和横向进行平面移动，才能完成对激光切割装置的位置调整，以便将激光切割装置定位到工件的正上方，但是现有的激光切割装置的移动机构结构复杂，成本高昂，且工作效率低下，并且现有的激光切割装置不能对圆柱、圆管类工件起到良好的定位效果，因此激光加工的精度低。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，包括工作台，所述工作台的上端面上固定连接有支撑杆，所述支撑杆远离工作台的一端上固定连接有顶板，所述顶板的底侧壁上固定连接有第一步进电机，所述顶板的底侧壁上固定连接有挡板，所述挡板正对第一步进电机设置，所述第一步进电机的输出端上固定连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆远离第一步进电机的一端转动连接在挡板的一侧壁上，所述第一螺纹杆上螺纹连接有安装底座；
所述安装底座的底侧壁上固定连接有激光切割装置，所述工作台的上端面上固定连接有第二步进电机，所述第二步进电机靠近支撑杆设置，所述第二步进电机的输出端上固定连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆上螺纹连接有固定杆，所述固定杆远离工作台的一端上固定连接有置物台，所述置物台的上端面上对称设有多个吸盘，所述固定杆的外侧壁上固定连接有固定环；
所述固定环的两侧对称设有两个第一限位槽，所述置物台上对称设有两个第二限位槽，所述第一限位槽和第二限位槽内均滑动连接有滑杆，所述滑杆远离工作台一端的一侧壁上固定连接有限位杆，所述滑杆靠近工作台的一端内设有活动槽，所述第一限位槽的一侧壁上固定连接有穿过活动槽的第三螺纹杆，所述第三螺纹杆上螺纹连接有旋钮，所述旋钮靠近固定环的一侧壁上固定连接有管套，所述第三螺纹杆转动连接在管套内。
优选的，所述安装底座靠近顶板的一侧壁上设有第一滑槽，所述顶板的底侧壁上固定连接有第一滑轨，所述安装底座滑动连接在第一滑轨的外侧壁上，所述第一滑轨位于第一滑槽内。
优选的，所述固定杆的底侧壁上设有第二滑槽，所述工作台的上端面上固定连接有第二滑轨，所述固定杆滑动连接在工作台的上端面上，所述第二滑轨位于第二滑槽内。
优选的，所述第二滑轨远离第二步进电机一端的一侧壁上固定连接有挡块。
优选的，所述限位杆远离滑杆的一侧壁上设有橡胶防滑垫。
优选的，所述旋钮为十字旋杆。
本发明的有益效果是：本发明不仅能够对板状和一侧壁是平面类的工件进行快速定位，还能对圆管、圆柱类工件起到良好的固定限位作用，并能适用于不同径向大小的工件，由于是采用两套单独的单向移动机构进行驱动，通过二者相配合的方式实现激光切割装置对工件的快速定位，以及对工件进行激光切割时激光切割装置的位置移动，因此激光加工的精度非常高，且成本低下，另外由于第一步进电机和第二步进电机可以同时工作，协同作业，因此激光加工的工作效率得到了极大的提升。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置的正面结构示意图；
图2为图1中A结构的放大图；
图3为本发明提出的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置的安装底座结构的侧视图；
图4为本发明提出的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置的置物台结构的俯视图。
图中：1工作台、2支撑杆、3顶板、4第一步进电机、5挡板、6第一螺纹杆、7安装底座、8第一滑槽、9第一滑轨、10激光切割装置、11第二步进电机、12第二螺纹杆、13固定杆、14第二滑槽、15第二滑轨、16置物台、17吸盘、18固定环、19第一限位槽、20第二限位槽、21滑杆、22限位杆、23活动槽、24第三螺纹杆、25旋钮、26管套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4，一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，包括工作台1，工作台1的上端面上固定连接有支撑杆2，支撑杆2远离工作台1的一端上固定连接有顶板3，顶板3的底侧壁上固定连接有第一步进电机4，顶板3的底侧壁上固定连接有挡板5，挡板5正对第一步进电机4设置，第一步进电机4的输出端上固定连接有第一螺纹杆6，第一螺纹杆6远离第一步进电机4的一端转动连接在挡板5的一侧壁上。
第一螺纹杆6上螺纹连接有安装底座7，安装底座7的底侧壁上固定连接有激光切割装置10，顶板3的底侧壁上还安装有基于两个同轴CCD的视觉定位装置(未图示)，其能够基于两个同轴CCD的图像拍摄和分析，对工件的位置进行精确定位，从而便根据定位结果，控制激光切割装置10对工件进行精确的切割加工，安装底座7靠近顶板3的一侧壁上设有第一滑槽8，顶板3的底侧壁上固定连接有第一滑轨9，安装底座7滑动连接在第一滑轨9的外侧壁上，第一滑轨9位于第一滑槽8内。
借助第一滑轨9，配合第一螺纹杆6对安装底座7的移动进行限位，限制安装底座7仅能做横向直线移动，利用第一滑轨9，减小安装底座7的上端面与顶板3的底侧壁之间的摩擦，进而减小因摩擦所引起的激光切割装置10的震动，从而提高激光加工作业的精度，并确保切面平整光滑，启动第一步进电机4，第一步进电机4通过输出端带动第一螺纹杆6转动，从而通过螺纹连接作用，配合第一滑轨9对安装底座7的限位作用，驱使安装底座7做横向直线移动，以便根据视觉定位装置的定位结果，精确的控制第一步进电机4的转速和工作时间，从而能够精确的调节激光切割装置10的横向位置。
工作台1的上端面上固定连接有第二步进电机11，第二步进电机11靠近支撑杆2设置，第二步进电机11的输出端上固定连接有第二螺纹杆12，第二螺纹杆12上螺纹连接有固定杆13，固定杆13的底侧壁上设有第二滑槽14，工作台1的上端面上固定连接有第二滑轨15，固定杆13滑动连接在工作台1的上端面上，第二滑轨15位于第二滑槽14内，利用第二滑轨15对固定杆13的移动进行限位，限制固定杆13仅能做纵向直线移动，启动第二步进电机11，第二步进电机11的输出端带动第二螺纹杆12转动，从而通过螺纹连接作用，配合第二滑轨15对固定杆13的限位作用，带动固定杆13做纵向直线移动，以便根据视觉定位装置的定位结果，精确的控制第二步进电机11的转速和工作时间，从而能够精确的调节固定杆13的纵向位置。
第二滑轨15远离第二步进电机11一端的一侧壁上固定连接有挡块，放置固定杆13从第二滑轨15及第二螺纹杆12上滑脱，固定杆13远离工作台1的一端上固定连接有置物台16，置物台16的上端面上对称设有多个吸盘17，对于板状和一侧壁是平面的待切割工件，可以直接通过吸盘17将工件吸附固定在置物台16上，从而实现对工件的快速定位，对于圆柱、圆管类的工件，吸盘17也能起到辅助固定的效果。
固定杆13的外侧壁上固定连接有固定环18，固定环18的两侧对称设有两个第一限位槽19，置物台16上对称设有两个第二限位槽20，第一限位槽19和第二限位槽20内均滑动连接有滑杆21，滑杆21远离工作台1一端的一侧壁上固定连接有限位杆22，限位杆22远离滑杆21的一侧壁上设有橡胶防滑垫，增大限位杆22与工件接触时二者之间的摩擦力，滑杆21靠近工作台1的一端内设有活动槽23，第一限位槽19的一侧壁上固定连接有穿过活动槽23的第三螺纹杆24，滑杆21可以沿第一限位槽19和第二限位槽20进行上下方向的滑动，从而能够根据工件的径向大小来调整限位杆22的高度。
第三螺纹杆24上螺纹连接有旋钮25，旋钮25为十字旋杆，旋钮25靠近固定环18的一侧壁上固定连接有管套26，第三螺纹杆24转动连接在管套26内，对待圆管、圆柱类工件，可以将其放置在置物台16上，通过吸盘17对其进行预固定，接着拧动旋钮25，使得旋钮25在螺纹连接作用下不断旋进，进而带动管套26挤压滑杆21，直至两个滑杆21和其顶端的限位杆22牢牢的将工件压合固定在置物台16上，在完成工件的定位工作后，即可通过基于两个同轴CCD的视觉定位装置对工件的位置进行定位。
然后，根据定位结果，将工件的位置分成纵向和横向的两个移动目标，同时启动第一步进电机4和第二步进电机11，以在调整激光切割装置10的横向位置的同时也对放置在置物台16上的工件的位置进行纵向调整，从而能够快速的将激光切割装置10的激光点定位到工件上，通过同时调整工件位置和激光切割装置10位置，来节省激光加工在进行激光加工前的定位过程所需时间，并且在进行激光加工时。
此外，也可以采取两者移动相配合的方式，对工件进行精确加工，由于采用的是两套单独的单向移动机构进行驱动，可以同时工作，因此可以借助计算机系统(使用计算机系统控制来控制步进电机的运转属于现有技术，其工作原理和连接方式在这里不再做详细叙述)来控制第一步进电机4和第二步进电机11的运转，通过两者之间的配合，实现对工件的精确切割。
本发明中，使用者使用该装置时，对于板状和一侧壁是平面的待切割工件，可以直接通过吸盘17将工件吸附固定在置物台16上，对待圆管、圆柱类工件，可以将其放置在置物台16上，通过吸盘17对其进行预固定，接着拧动旋钮25，使得旋钮25在螺纹连接作用下不断旋进，进而带动管套26挤压滑杆21，直至两个滑杆21和其顶端的限位杆22牢牢的将工件压合固定在置物台16上，在完成工件的定位工作后，即可通过基于两个同轴CCD的视觉定位装置对工件的位置进行定位；
根据定位结果，将工件的位置分成纵向和横向的两个移动目标，同时启动第一步进电机4和第二步进电机11，以在调整激光切割装置10的横向位置的同时也对放置在置物台16上的工件的位置进行纵向调整，从而能够快速的将激光切割装置10的激光点定位到工件上，通过同时调整工件位置和激光切割装置10位置，来节省激光加工在进行激光加工前的定位过程所需时间，并且在进行激光加工时，也可以采取两者移动相配合的方式，对工件进行精确加工；
本发明不仅能够对板状和一侧壁是平面类的工件进行快速定位，还能对圆管、圆柱类工件起到良好的固定限位作用，并能适用于不同径向大小的工件，由于是采用两套单独的单向移动机构进行驱动，通过二者相配合的方式实现激光切割装置10对工件的快速定位，以及对工件进行激光切割时激光切割装置10的位置移动，因此激光加工的精度非常高，且成本低下，另外由于第一步进电机4和第二步进电机11可以同时工作，协同作业，因此激光加工的工作效率得到了极大的提升。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)的上端面上固定连接有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)远离工作台(1)的一端上固定连接有顶板(3)，所述顶板(3)的底侧壁上固定连接有第一步进电机(4)，所述顶板(3)的底侧壁上固定连接有挡板(5)，所述挡板(5)正对第一步进电机(4)设置，所述第一步进电机(4)的输出端上固定连接有第一螺纹杆(6)，所述第一螺纹杆(6)远离第一步进电机(4)的一端转动连接在挡板(5)的一侧壁上，所述第一螺纹杆(6)上螺纹连接有安装底座(7)；
所述安装底座(7)的底侧壁上固定连接有激光切割装置(10)，所述工作台(1)的上端面上固定连接有第二步进电机(11)，所述第二步进电机(11)靠近支撑杆(2)设置，所述第二步进电机(11)的输出端上固定连接有第二螺纹杆(12)，所述第二螺纹杆(12)上螺纹连接有固定杆(13)，所述固定杆(13)远离工作台(1)的一端上固定连接有置物台(16)，所述置物台(16)的上端面上对称设有多个吸盘(17)，所述固定杆(13)的外侧壁上固定连接有固定环(18)；
所述固定环(18)的两侧对称设有两个第一限位槽(19)，所述置物台(16)上对称设有两个第二限位槽(20)，所述第一限位槽(19)和第二限位槽(20)内均滑动连接有滑杆(21)，所述滑杆(21)远离工作台(1)一端的一侧壁上固定连接有限位杆(22)，所述滑杆(21)靠近工作台(1)的一端内设有活动槽(23)，所述第一限位槽(19)的一侧壁上固定连接有穿过活动槽(23)的第三螺纹杆(24)，所述第三螺纹杆(24)上螺纹连接有旋钮(25)，所述旋钮(25)靠近固定环(18)的一侧壁上固定连接有管套(26)，所述第三螺纹杆(24)转动连接在管套(26)内。
2.根据权利要求1所述的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，其特征在于,所述安装底座(7)靠近顶板(3)的一侧壁上设有第一滑槽(8)，所述顶板(3)的底侧壁上固定连接有第一滑轨(9)，所述安装底座(7)滑动连接在第一滑轨(9)的外侧壁上，所述第一滑轨(9)位于第一滑槽(8)内。
3.根据权利要求1所述的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，其特征在于，所述固定杆(13)的底侧壁上设有第二滑槽(14)，所述工作台(1)的上端面上固定连接有第二滑轨(15)，所述固定杆(13)滑动连接在工作台(1)的上端面上，所述第二滑轨(15)位于第二滑槽(14)内。
4.根据权利要求3所述的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，其特征在于，所述第二滑轨(15)远离第二步进电机(11)一端的一侧壁上固定连接有挡块。
5.根据权利要求1所述的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，其特征在于，所述限位杆(22)远离滑杆(21)的一侧壁上设有橡胶防滑垫。
6.根据权利要求1所述的一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，其特征在于，所述旋钮(25)为十字旋杆。
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