CN210231944U - 一种基于三维机器视觉的3d激光切割系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，包括送料机构、三维相机、三维激光切割机、计算机和机架，其中三维相机和三维激光切割机均安装在机架内，送料机构穿过机架，送料机构用于输送物料，送料机构输送的物料依次经过三维相机的拍摄位置和三维激光切割机的切割位置，三维相机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输，三维激光切割机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输。本实用新型，三维相机和计算机能构成三维机器视觉系统，即三维相机通过拍摄物料，并将拍摄的数据传输到计算机中，计算机再根据拍摄的数据计算出物料的三维模型。由此，本实用新型能适用于各种具有多个自由曲面的物体的三维模型获取和激光切割。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光切割领域，尤其是涉及一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统。
背景技术
切割加工是一种常见的加工方式，而随着技术的发展，如今切割加工可以采用不同的介质来作为切割的刀具，常见的主要有利用金属进行切割加工的，利用含有金刚砂的高压水进行切割加工的，还有利用激光进行切割加工的。常见的金属切割加工的精度较低，切割效率也较低，而且切割时容易产生较大的污染。常见的含有金刚砂的高压水的切割加工，虽然切割效率相对于金属切割加工较高，但切割效率依然很难让人满意，并且其在切割柔性材料或者比较薄的材料时容易出现较大误差。激光切割加工则具有高效、环保、高精度等优点。
现有的激光切割通常只能对已知模型的物体进行切割，来便于对激光切割中激光头的移动轨迹进行规划，以保证切割位置的准确。但是，实际生产加工中，往往难以预先了解物体的具体模型，尤其是对于具有多个自由曲面的物体，其三维模型也无法有效获得，这使得激光切割加工受到了很大的局限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，可以解决上述问题的一个或者多个。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，包括送料机构、三维相机、三维激光切割机、计算机和机架，所述三维相机和三维激光切割机均安装在机架内，所述送料机构穿过机架，所述送料机构用于输送物料，所述送料机构输送的物料依次经过三维相机的拍摄位置和三维激光切割机的切割位置，所述三维相机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输，所述三维激光切割机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中，三维相机和三维激光切割机均通过导线或者网络与计算机连接，使得三维相机和三维激光切割机均能与计算机进行有线或者无线式的数据传输，而三维相机和计算机能构成三维机器视觉系统，即三维相机通过拍摄物料，并将拍摄的数据传输到计算机中，计算机再根据拍摄的数据计算出物料的三维模型。而用户能根据上述三维机器视觉系统获得的物料的三维模型规划出需要进行物料的切割轨迹，并以此通过计算机控制三维激光切割机来对物料进行切割，保证切割的准确性。由此，本实用新型能适用于各种物体，甚至是具有多个自由曲面的物体的三维模型获取和激光切割，大大增加了激光切割的适用范围。
在一些实施方式中，所述送料机构为带传动机构、链传动机构或者机械臂送料机构中的一种。由此，能保证送料机构能平稳地对物料进行输送。
在一些实施方式中，所述带传动机构包括电机、传送带和曳引轮组，所述传送带绕于曳引轮组上，所述电机和曳引轮组相连。由此，电机能通过曳引轮组带动传送带移动，使得传送带的移动能带动物料的随动。
在一些实施方式中，所述三维相机包括第一三维相机、支臂和相机架，所述支臂固定安装在机架上，所述相机架安装在支臂上，所述第一三维相机安装在相机架上，所述送料机构输送的物料经过第一三维相机的拍摄位置，所述第一三维相机与计算机数据交换。由此，第一三维相机能对经过的物料进行拍摄，并将其拍摄数据传输到计算机中。
在一些实施方式中，所述第一三维相机为双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种。上述均为常见可靠的三维相机，由此，可以保证第一三维相机的工作可靠性。
在一些实施方式中，所述三维相机还包括第二三维相机，所述第二三维相机固定安装在相机架上，所述送料机构输送的物料经过第二三维相机的拍摄位置，所述第二三维相机与计算机数据交换。由此，第二三维相机能对经过的物料进行拍摄，并将其拍摄数据传输到计算机中，并且配合第一三维相机能进一步提高获取到的物料三维数据。
在一些实施方式中，所述第二三维相机为双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种。上述均为常见可靠的三维相机，由此，可以保证第二三维相机的工作可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施方式的基于三维机器视觉的3D激光切割系统的正视图结构示意图。
图2为图1的基于三维机器视觉的3D激光切割系统未安装机架的结构示意图。
图3为图1的基于三维机器视觉的3D激光切割系统的三维相机的结构示意图的正视图。
图4为图1的基于三维机器视觉的3D激光切割系统的原理方框图。
图中：1.送料机构、2.三维相机、3.三维激光切割机、4.计算机、5.机架、6.物料、21.第一三维相机、22.支臂、23.相机架、24.第二三维相机、11.电机、12.传送带。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
参考图1、图2、图3和图4，本实用新型的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，包括送料机构1、三维相机2、三维激光切割机3、计算机4和机架5。
送料机构1可以为带传动机构、链传动机构或者机械臂送料机构中的一种，其用于输送物料6。本实施例中，送料机构1优选为带传动机构，带传动机构包括电机11、传送带12和曳引轮组，传送带12绕于曳引轮组上，电机11和曳引轮组相连，使得电机11可以通过曳引轮组带动传送带12移动，另外，电机11和曳引轮组均能安装在机架5上，且送料机构1穿过机架5，以便于物料6于送料机构1上的放置和取下。
三维相机2包括第一三维相机21、支臂22、相机架23和第二三维相机24，第一三维相机21可以为市售的双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种，第二三维相机24可以为市售的双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种，本实施例中，第一三维相机21和第二三维相机24均优选为单目面阵立体相机。支臂22通过螺栓固定安装在机架5上，相机架23通过螺栓固定安装在支臂22上，第一三维相机21和第二三维相机24均通过螺栓固定安装在相机架23上，且第一三维相机21和第二三维相机24的镜头均对着送料机构1的传送带12上，使得送料机构1输送的物料6会经过第一三维相机21和第二三维相机24的拍摄位置。第一三维相机21和第二三维相机24均能通过导线或者网络与计算机4连接，使得第一三维相机21和第二三维相机24均能与计算机4进行数据交换，本实施例中，第一三维相机21和第二三维相机24优选地通过网络与计算机4连接。
三维激光切割机3也通过螺栓固定安装在机架5上，且三维激光切割机3的激光切割头与送料机构1的传送带12相对，则送料机构1输送的物料6能经过三维激光切割机3的切割位置。且三维激光切割机3的设置位置位于三维相机2的设置位置后，使得送料机构1输送的物料6会依次通过三维相机2的拍摄位置和三维激光切割机3的切割位置。三维激光切割机3能通过导线或者网络与计算机4连接，使得三维激光切割机3能与计算机4进行数据交换，本实施例中，三维激光切割机3优选地通过网络与计算机4连接。
本实用新型在使用时，待激光切割的物料6能放置在送料机构1的传送带12上，然后启动电机11，电机11通过曳引轮组带动传送带12的移动，则物料6能随着传送带12的移动依次通过三维相机2的拍摄位置和三维激光切割机3的切割位置。
当物料6经过三维相机2的拍摄位置时，三维相机2的第一三维相机21和第二三维相机24能对物料6进行拍摄，并将其拍摄数据传输到计算机4中，计算机4能根据拍摄数据获取到物料6的三维模型，用户可以根据物料6的三维模型和最终物料所需要的样式来规划三维激光切割机3的切割轨迹。
则当物料6经过三维激光切割机3的切割位置时，计算机4能根据规划好的切割轨迹控制三维激光切割机3的切割，以此对物料6进行激光切割加工。
本实用新型能适用于具有不同自由曲面的物料6的激光切割，并且无需预先得知物料6的三维模型，适用范围广，实用性强。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，包括送料机构、三维相机、三维激光切割机、计算机和机架，所述三维相机和三维激光切割机均安装在机架内，所述送料机构穿过机架，所述送料机构用于输送物料，所述送料机构输送的物料依次经过三维相机的拍摄位置和三维激光切割机的切割位置，所述三维相机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输，所述三维激光切割机与计算机通过导线或者网络连接进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述送料机构为带传动机构、链传动机构或者机械臂送料机构中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述带传动机构包括电机、传送带和曳引轮组，所述传送带绕于曳引轮组上，所述电机和曳引轮组相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述三维相机包括第一三维相机、支臂和相机架，所述支臂固定安装在机架上，所述相机架安装在支臂上，所述第一三维相机安装在相机架上，所述送料机构输送的物料经过第一三维相机的拍摄位置，所述第一三维相机与计算机数据交换。
5.根据权利要求4所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述第一三维相机为双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种。
6.根据权利要求3所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述三维相机还包括第二三维相机，所述第二三维相机固定安装在相机架上，所述送料机构输送的物料经过第二三维相机的拍摄位置，所述第二三维相机与计算机数据交换。
7.根据权利要求6所述的一种基于三维机器视觉的3D激光切割系统，其特征在于，所述第二三维相机为双目面阵立体相机、单目面阵立体相机或者线结构光三维相机中的一种。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111889972A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-06 | 湖北坚丰科技股份有限公司 | 一种轴类零件用多方位切割的加工方法 |
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| CN115026396A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 天津杰福德自动化技术有限公司 | 基于3d视觉引导的引熄弧板切割系统 |
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