CN114083122B - 一种基于视觉定位的激光加工方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于视觉定位的激光加工方法、装置及可读存储介质，其中，激光加工方法包括：获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将外轮廓像素坐标转换为图档坐标；依次根据预设的多个拍照位置，对待加工产品进行拍照，以将待加工产品拍摄完整，并得到每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像；将每一拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；根据激光加工文档，对待加工产品进行激光加工。本发明使得待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差时，对待加工产品的激光加工仍然能够保持较高的加工精度，减小了加工偏差，进一步保证了产品品质。

Description

一种基于视觉定位的激光加工方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，尤其是指一种基于视觉定位的激光加工方法、装置及可读存储介质。
背景技术
激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应进行加工的。常见的激光加工，包括打孔、切割、划片、焊接、钻孔、热处理等。近些年来，激光加工凭借其不需要加工工具、加工速度快、表面变形小、生产效率高、经济效益好等优点，被广泛应用于医学、军事、通信、工业制造等众多领域。
目前，在对待加工产品进行激光加工的过程中，对待加工产品的视觉定位是一项至关重要的工作。传统的激光加工视觉定位流程为：视觉系统抓拍出待加工产品两个或两个以上的标记点的像素坐标(标记点的形状为十字、圆形或其他形状)，并发送至激光加工软件；激光加工软件将每一标记点的像素坐标转换成图档坐标及实际的机械坐标，并与预设的对待加工产品进行拍照的拍照点的机械坐标结合，关联至由每一标记点的像素坐标转换成的图档坐标及实际的机械坐标，最终得出实际的加工位置，以实现视觉定位的功能。基于上述视觉定位流程的激光加工方法，在待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差的情况下，会导致加工精度低、偏差大，产品品质低劣的问题。
因此，有必要对上述基于视觉定位的激光加工方法进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于视觉定位的激光加工方法、装置及可读存储介质，旨在解决待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差时，带来的加工精度低、偏差大，产品品质低劣的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明实施例第一方面提供了一种基于视觉定位的激光加工方法，所述方法应用于激光加工设备，所述方法，包括：
获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，所述拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
将每一所述拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行激光加工。
在一些实施方案中，所述获取待加工产品的外轮廓像素坐标，还包括：
对所述待加工产品的外轮廓像素坐标进行矫正。
在一些实施方案中，所述将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标，具体包括：
新建图档；
在所述图档中，将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
在所述图档中，基于所述图档坐标，添加一个或多个图形作为继承加工对象，以继承所述待加工产品的形状和激光加工的工艺参数，其中，作为所述继承加工对象的图形为圆形、多边形中任一种，所述继承加工对象的命名为数字、字母或特殊字符中任一种。
在一些实施方案中，所述激光加工设备包括CCD相机，所述依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，具体包括：
基于所述待加工产品的大小和CCD相机的视野，设定对所述待加工产品的拍照位置，以及对每一所述拍照位置的拍照次数，以将所述待加工产品拍摄完整；
基于对所述待加工产品的拍照位置，以及对每一所述拍照位置的拍照次数，对所述待加工产品进行拍照，得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像。
在一些实施方案中，所述激光加工文档包括待加工产品的实际加工位置，所述生成激光加工文档之后，还包括：
根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行试加工，得到所述待加工产品的试加工位置；
将所述试加工位置与实际加工位置进行对比，得到所述试加工位置与实际加工位置的偏差；
根据所述试加工位置与实际加工位置的偏差，对所述实际加工位置进行偏差补偿。
本发明实施例第二方面提供了一种基于视觉定位的激光加工装置，包括：
转换模块，用于获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
拍照模块，用于依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，所述拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
生成模块，用于将每一所述拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
加工模块，用于根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行激光加工。
本发明实施例第三方面提供了一种激光加工设备，包括：存储装置及一个或多个处理器，所述存储装置用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如本发明实施例第一方面所述的方法。
本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行指令，所述可执行指令被执行时执行如本发明实施例第一方面所述的方法。
从上述描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
通过获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将外轮廓像素坐标转换为图档坐标后，再与根据预设的多个拍照位置，对待加工产品进行拍照后所得到的每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像进行关联结合的方式，对待加工产品进行激光加工，使得待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差时，对待加工产品的激光加工仍然能够保持较高的加工精度，减小了加工偏差，进一步保证了产品品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的图1中步骤S11的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的待加工产品的外轮廓于图档中的示意图；
图4为本发明实施例提供的图1中步骤S12的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的图1中步骤S13之后的附加步骤的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的基于视觉定位的激光加工装置的模块方框图；
图7为本发明实施例提供的激光加工设备的模块方框图；
图8为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法的流程示意图。
如图1所示，本发明第一实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法，包括：
S11、获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
S12、依次根据预设的多个拍照位置，对待加工产品进行拍照，以将待加工产品拍摄完整，并得到每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
S13、将每一拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
S14、根据激光加工文档，对待加工产品进行激光加工。
需要说明的是，待加工产品的外轮廓像素坐标等数据的交互方式包括但不限于文本读写、数据收发的方式。在进行步骤S11-S14时的通讯协议包括但不限于串口或传输控制协议。
还需要说明的是，本实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法应用于激光加工设备，且该激光加工设备至少包括工作台、振镜、CCD相机及与CCD相机进行数据交互的切割单元和视觉单元。在对待加工产品进行激光加工之前，需要对待加工产品进行标定工作，该标定工作至少包括CCD相机的九点标定、切割单元的CCD像素标定、工作台的移动量标定、振镜的中心标定及CCD相机的中心标定。
本发明第一实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法，通过获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将外轮廓像素坐标转换为图档坐标后，再与根据预设的多个拍照位置，对待加工产品进行拍照后所得到的每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像进行关联结合的方式，对待加工产品进行激光加工，使得待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差时，对待加工产品的激光加工仍然能够保持较高的加工精度，减小了加工偏差，进一步保证了产品品质。
实施例2
请参阅图2、图3以及图4，图2为本发明实施例提供的图1中步骤S11的流程示意图，图3为本发明实施例提供的待加工产品的外轮廓于图档中的示意图，图4为本发明实施例提供的图1中步骤S12的流程示意图。
与本发明第一实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法相比，本发明第二实施例给出了步骤S11及S12的具体步骤流程。
如图2所示，步骤S11具体包括：
S111、获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并对待加工产品的外轮廓像素坐标进行矫正；
S112、新建图档；
S113、在图档中，将外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
S114、在图档中，基于图档坐标，添加一个或多个图形作为继承加工对象，以继承待加工产品的形状和激光加工的工艺参数。
应当理解的是，基于图档坐标，添加一个或多个图形作为继承加工对象时，是在每一图档坐标处添加图形作为继承加工对象，以继承待加工产品的形状和激光加工的工艺参数的。
还应当理解的是，作为继承加工对象的图形为圆形、多边形中的任一种。继承加工对象的命名为数字、字母或特殊字符中的任一种。
另外，为了清楚地理解本实施例提供的步骤S111-S114，在进行步骤S111-S114之后，待加工产品的外轮廓于图档中的示意图可参照图3。
如图4所示，步骤S12具体包括：
S121、基于待加工产品的大小和CCD相机的视野，设定对待加工产品的拍照位置，以及对每一拍照位置的拍照次数，以将待加工产品拍摄完整；
S122、基于对待加工产品的拍照位置，以及对每一拍照位置的拍照次数，对待加工产品进行拍照，得到每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像。
本发明第二实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法，对所得到的待加工产品的外轮廓像素坐标进行矫正，进一步保证了待加工产品的外轮廓像素坐标的精确性。在对待加工产品进行拍照时，是基于待加工产品的大小和CCD相机的视野所设定的拍照位置和拍照次数实现的，能够获得待加工产品的完整图像，有利于后续对待加工产品的激光加工。
实施例3
请参阅图5，图5为本发明实施例提供的图1中步骤S13之后的附加步骤的流程示意图。
与本发明第一实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法相比，本发明第三实施例中的激光加工文档至少包括待加工产品的实际加工位置，且为了满足精度需求，在步骤S13之后增加了额外的步骤。
如图5所示，步骤S13之后，还包括：
S21、根据激光加工文档，对待加工产品进行试加工，得到待加工产品的试加工位置；
S22、将试加工位置与实际加工位置进行对比，得到试加工位置与实际加工位置的偏差；
S23、根据试加工位置与实际加工位置的偏差，对实际加工位置进行偏差补偿。
应当理解的是，利用对激光加工文档中的实际加工位置进行偏差补偿之后所得到的激光加工文档，对待加工产品进行激光加工，能够进一步保证激光加工的精度。
实施例4
为了清楚地理解本发明实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法，本发明第四实施例对本发明第一实施例至第三实施例进行了结合，以下是本发明第四实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法的步骤流程：
S101、获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并对待加工产品的外轮廓像素坐标进行矫正；
S102、新建图档；
S103、在图档中，将外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
S104、在图档中，基于图档坐标，添加一个或多个图形作为继承加工对象，以继承待加工产品的形状和激光加工的工艺参数；
S105、基于待加工产品的大小和CCD相机的视野，设定对待加工产品的拍照位置，以及对每一拍照位置的拍照次数，以将待加工产品拍摄完整；
S106、基于对待加工产品的拍照位置，以及对每一拍照位置的拍照次数，对待加工产品进行拍照，得到每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像；
S107、将每一拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
S108、根据激光加工文档，对待加工产品进行试加工，得到待加工产品的试加工位置；
S109、将试加工位置与实际加工位置进行对比，得到试加工位置与实际加工位置的偏差；
S110、根据试加工位置与实际加工位置的偏差，对实际加工位置进行偏差补偿；
S111、根据对实际加工位置进行偏差补偿后的激光加工文档，对待加工产品进行激光加工。
本发明第四实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法，将外轮廓像素坐标转换为图档坐标，并在每一图档坐标处添加图形作为继承加工对象，以继承待加工产品的形状和激光加工的工艺参数，再将每一拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标、继承加工对象进行关联结合，生成激光加工文档，最后根据生成的激光加工文档，对待加工产品进行激光加工。使得待加工产品没有标记点，或者标记点与实际加工位置的关联精度很差时，对待加工产品的激光加工仍然能够保持较高的加工精度，减小了加工偏差，进一步保证了产品品质。
实施例5
请参阅图6，图6为本发明实施例提供的基于视觉定位的激光加工装置的模块方框图。
如图6所示，以本发明第一实施例提供的基于视觉定位的激光加工方法为基础，本发明第五实施例提供的基于视觉定位的激光加工装置100，包括：
转换模块101，用于获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
拍照模块102，用于依次根据预设的多个拍照位置，对待加工产品进行拍照，以将待加工产品拍摄完整，并得到每一拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
生成模块103，用于将每一拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
加工模块104，用于根据激光加工文档，对所述待加工产品进行激光加工。
实施例6
请参阅图7，图7为本发明实施例提供的激光加工设备的模块方框图。
如图7所示，本发明第六实施例提供的激光加工设备200，包括存储装置201及一个或多个处理器202，存储装置201用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器202执行时，使得一个或多个处理器202执行如本发明第一实施例至第三实施例任一实施例所提供的方法。
需要说明的是，本实施例提供的激光加工设备200还包括总线203，用于存储装置201与一个或多个处理器202之间的通信连接。
实施例7
请参阅图8，图8为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。
如图8所示，本发明第七实施例提供的计算机可读存储介质300上存储有可执行指令301，该可执行指令301被执行时执行如本发明第一实施例至第三实施例任一实施例所提供的方法。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Sol id State Disk)等。
需要说明的是，本发明内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法类实施例而言，由于其与产品类实施例相似，所以描述的比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，在本发明内容中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明内容中所定义的一般原理可以在不脱离本发明内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明内容将不会被限制于本发明内容所示的这些实施例，而是要符合与本发明内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于视觉定位的激光加工方法，其特征在于，所述方法应用于激光加工设备，所述方法，包括：
获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，所述拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
将每一所述拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行激光加工。
2.如权利要求1所述的基于视觉定位的激光加工方法，其特征在于，所述获取待加工产品的外轮廓像素坐标，还包括：
对所述待加工产品的外轮廓像素坐标进行矫正。
3.如权利要求1所述的基于视觉定位的激光加工方法，其特征在于，所述将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标，具体包括：
新建图档；
在所述图档中，将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
在所述图档中，基于所述图档坐标，添加一个或多个图形作为继承加工对象，以继承所述待加工产品的形状和激光加工的工艺参数，其中，作为所述继承加工对象的图形为圆形、多边形中任一种，所述继承加工对象的命名为数字、字母或特殊字符中任一种。
4.如权利要求3所述的基于视觉定位的激光加工方法，其特征在于，所述激光加工设备包括CCD相机，所述依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，具体包括：
基于所述待加工产品的大小和CCD相机的视野，设定对所述待加工产品的拍照位置，以及对每一所述拍照位置的拍照次数，以将所述待加工产品拍摄完整；
基于对所述待加工产品的拍照位置，以及对每一所述拍照位置的拍照次数，对所述待加工产品进行拍照，得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像。
5.如权利要求1所述的基于视觉定位的激光加工方法，其特征在于，所述激光加工文档包括待加工产品的实际加工位置，所述生成激光加工文档之后，还包括：
根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行试加工，得到所述待加工产品的试加工位置；
将所述试加工位置与实际加工位置进行对比，得到所述试加工位置与实际加工位置的偏差；
根据所述试加工位置与实际加工位置的偏差，对所述实际加工位置进行偏差补偿。
6.一种基于视觉定位的激光加工装置，其特征在于，包括：
转换模块，用于获取待加工产品的外轮廓像素坐标，并将所述外轮廓像素坐标转换为图档坐标；
拍照模块，用于依次根据预设的多个拍照位置，对所述待加工产品进行拍照，以将所述待加工产品拍摄完整，并得到每一所述拍照位置的机械坐标和待加工产品的加工图像，其中，所述拍照位置包括待加工产品的外轮廓；
生成模块，用于将每一所述拍照位置的机械坐标、待加工产品的加工图像与图档坐标进行关联结合，生成激光加工文档；
加工模块，用于根据所述激光加工文档，对所述待加工产品进行激光加工。
7.一种激光加工设备，其特征在于，包括：存储装置及一个或多个处理器，所述存储装置用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有可执行指令，所述可执行指令被执行时执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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