CN215393247U - 一种基于视觉识别的激光切割机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于视觉识别的激光切割机，包括加工平台、龙门架和拍摄装置；加工平台用于切割被加工工件，龙门架安装在加工平台并位于加工平台上方，拍摄装置设置在龙门架上，拍摄装置的拍摄方向朝向加工平台，拍摄装置在加工平台上的拍摄范围与拍摄装置到拍摄平面的距离呈正相关，加工平台位于拍摄装置到加工平台的距离对应的拍摄区域内。本申请具有基于视觉识别的激光切割机工作效率提高的效果。

Description

一种基于视觉识别的激光切割机

技术领域

本申请涉及激光切割技术领域，尤其是涉及一种基于视觉识别的激光切割机。

背景技术

目前激光切割技术已经广泛应用于金属或者非金属材料的加工中，激光切割是将从激光切割器中发出的激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

现有的基于视觉识别的激光切割机，识别摄像头与激光切割器设置在同一个移动模块上。在一个待切割工件上的多个切割轮廓进行切割时，先对其中一个切割轮廓进行识别，当识别的轮廓与电脑中预设的轮廓一致时，激光机开始对该轮廓进行切割，切割完毕后移动至下一个切割图案，继续识别图像轮廓，图像符合的再进行切割。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有基于视觉识别的激光切割机整体工作效率较低的缺陷。

实用新型内容

为了解决上述基于视觉识别的激光切割机整体工作效率较低的缺陷，本申请提供一种基于视觉识别的激光切割机。

本申请提供的一种基于视觉识别的激光切割机，采用如下的技术方案：一种基于视觉识别的激光切割机，包括加工平台、龙门架和拍摄装置；所述加工平台用于切割被加工工件，所述龙门架安装在所述加工平台并位于所述加工平台上方，所述拍摄装置设置在所述龙门架上，所述拍摄装置的拍摄方向朝向所述加工平台，所述拍摄装置在所述加工平台上的拍摄范围与所述拍摄装置到拍摄平面的距离呈正相关，所述加工平台位于所述拍摄装置到所述加工平台的距离对应的拍摄区域内。

通过采用上述技术方案，将拍摄装置固定在加工平台上方，增加了拍摄装置的视野范围，能够使拍摄装置拍摄到整个加工平台表面，识别加工工件轮廓时，减少了重复拍照的流程，提高了整体切割的效率。

优选的，所述加工平台包括承载板、移动装置和切割装置，所述加工平台包括承载板、移动机构和激光切割器，所述承载板用于固定被加工工件；所述移动机构包括纵向移动组件和横向移动组件，所述纵向移动组件与所述承载板纵向滑移连接；所述横向移动组件安装在所述纵向移动组件上，并与所述纵向移动组件横向滑移连接，所述切割装置固定在所述横向驱动组件上。

通过采用上述技术方案，当加工工件被固定在承载板上后，移动装置可以带动切割装置在水平面上运动，进而能够实现工件整体的平面切割的效果。

优选的，所述龙门架包括相互平行设置的两个支撑柱以及连接两个支撑柱同一侧端部的支撑梁；激光切割机包括调节组件，所述调节组件包括竖向调节杆、横向调节杆和纵向调节块，所述竖向调节杆的两端分别竖向滑移连接于所述龙门架的两个支撑柱，所述横向调节杆呈水平设置，所述横向调节杆垂直设置在所述竖向调节杆上且与所述竖向调节杆横向滑移连接，所述纵向调节块纵向滑移连接于所述横向调节杆上，所述拍摄装置固定在所述纵向调节块朝向加工平台的底面上。

通过采用上述技术方案，拍摄装置的位置能够在水平方向和竖直方向上改变，可以根据被加工工件的大小来调整拍摄装置的位置，从而达到拍摄装置视野范围与加工工件大小一致，增加识别轮廓的精度。

优选的，还包括驱动机构，所述驱动机构包括竖向驱动组件、横向驱动组件和纵向驱动组件；所述竖向驱动组件设置于所述龙门架的两个支撑柱上以用于驱动竖向调节杆竖向滑移，所述横向驱动组件设置在所述竖向调节杆上以用于驱动所述横向调节杆横向滑移，所述纵向驱动组件固设置在所述横向调节杆上以用于驱动所述纵向调节块纵向滑移。

通过采用上述技术方案，驱动机构能够驱动调节机构进行运动，避免了因人工手动调整流程复杂的缺陷。

优选的，所述龙门架的两个支撑柱相对内侧分别设置有竖向凹槽，所述竖向驱动组件设置在所述竖向凹槽中，所述竖向驱动组件包括竖向电机和竖向丝杆，所述竖向丝杆与所述竖向电机同轴连接，所述竖向调节杆两端部均设有螺纹孔，所述竖向丝杆穿过螺纹孔与所述竖向调节杆螺纹配合，所述竖向电机正转或反转用于驱动竖向调节杆上升或下降。

通过采用上述技术方案，实现了竖向调节杆在竖直方向上精准调节，而且还避免了在竖向位置调节过程中竖向电机和竖向丝杆因裸露而存在安全隐患的问题。

优选的，所述竖向驱动组件还包括竖向联轴器，所述竖向电机输出轴和所述竖向丝杆的一端分别固定在所述竖向联轴器上。

通过采用上述技术方案，竖向电机和竖向丝杆是可拆卸连接，便于社保安装固定或者拆卸。

优选的，所述竖向调节杆的底面开设有横向凹槽，所述横向驱动件设置在所述横向凹槽中，所述横向驱动组件包括横向电机和横向丝杆，所述横向丝杆与所述横向电机同轴连接，所述横向调节杆上固定有连接部，所述连端部设有与横向丝杆配合的螺纹孔，所述横向丝杆穿过螺纹孔与所述连接部螺纹配合，所述横向电机正转或反转用于驱动横向调节杆在横向上往返运动。

通过采用上述技术方案，实现了横向调节杆在横向上精准调节，而且还避免了在横向位置调节过程中横向电机和横向丝杆因裸露而存在安全隐患的问题。

优选的，所述横向驱动组件还包括横向联轴器，所述横向电机输出轴和所述横向丝杆的一端分别固定在所述横向联轴器上。

通过采用上述技术方案，横向电机和横向丝杆是可拆卸连接，便于社保安装固定或者拆卸。

优选的，所述横向调节杆的底面设置有纵向凹槽，所述纵向调节块设置在所述纵向凹槽中，所述纵向驱动组件包括纵向电机和纵向丝杆，所述纵向丝杆与所述纵向电机同轴连接，所述纵向调节块上设有与纵向丝杆配合的螺纹孔，所述纵向丝杆穿过螺纹孔与所述纵向调节块螺纹配合，所述纵向驱动组件用于驱动纵向调节杆在纵向上往返运动。

通过采用上述技术方案，实现了纵向调节块在纵向上精准调节，而且还避免了在纵向位置调节过程中纵向电机和纵向丝杆因裸露而存在安全隐患的问题。

优选的，所述纵向驱动组件还包括纵向联轴器，所述纵向电机输出轴和所述纵向丝杆的一端分别固定在所述纵向联轴器上。

通过采用上述技术方案，纵向电机和纵向丝杆是可拆卸连接，便于社保安装固定或者拆卸。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.拍摄装置能够拍摄到整个加工平面，提高整体的拍摄识别的效率；

2.拍摄装置的位置能够水平方向和竖直方向调节，能够适用于不同尺寸工件的轮廓识别；

3.能够实现拍摄装置位置的精准调节，使得拍摄装置拍摄出加工工件的轮廓更加清晰。

附图说明

图1是本实施例整体结构示意图。

图2是本实施例中加工平台结构示意图。

图3是图2中A部分的局部放大图。

图4是图2中B部分的局部放大图。

图5是本实施例中整体结构后视剖面图。

图6是图5中C部分的局部放大图。

图7是图5中D部分的局部放大图。

图8是本实施例中整体结构右视剖面图。

图9是图8中E部分的局部放大图。

附图标记说明：1、加工平台；11、承载板；111、导轨；12、移动机构；121、纵向移动组件；1211、滑轨；1212、纵向移动座；1213、纵向驱动电机；1214、纵向滚轮；122、横向移动组件；1221、横向移动座；1222、横向驱动电机；1223、横向滚轮；13、激光切割器；2、龙门架；21、支撑柱；211、竖向凹槽；22、支撑梁；3、拍摄装置；4、调节组件；41、竖向调节杆；411、横向凹槽；42、横向调节杆；421、连接部；422、纵向凹槽；43、纵向调节块；5、驱动机构；51、竖向驱动组件；511、竖向电机；512、竖向丝杆；513、竖向联轴器；52、横向驱动组件；521、横向电机；522、横向丝杆；523、横向联轴器；53、纵向驱动组件；531、纵向电机；532、纵向丝杆；533、纵向联轴器。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于视觉识别的激光切割机。参照图1，基于视觉识别的激光切割机包括加工平台1、龙门架2、拍摄装置3、调节组件4和驱动机构5。龙门架2用于支撑固定拍摄装置3，拍摄装置3用于识别工件上需要切割的轮廓，调节组件4用于调整拍摄装置3的位置，驱动机构5用于驱动调节组件4的位置改变。龙门架2固定在加工平台1中部上方，调节组件4滑动连接在龙门架2上，拍摄装置3固定在调节组件4上，驱动机构5设置在龙门架2上以及调节组件4上。本实施例中，拍摄装置3为带镜头的工业相机。

加工平台1包括承载板11、移动机构12和激光切割器13。承载板11用于固定需要被切割的工件，移动机构12用于带动激光切割器13进行水平运动，激光切割器13用于对工件轮廓的激光切割。移动机构12设置在承载板11上，激光切割器13固定在移动机构12上。

参照图2，承载板11呈板状，承载板11上设置有相对平行的两条导轨111，分别由其两端的支撑座固定在承载板11上，且两条导轨111沿纵向方向设置，在两侧导轨111中间，形成了一个可以放置加工工件的区域。

参照图1和图3，移动机构12包括纵向移动组件121和横向移动组件122，纵向移动组件121可以在承载板11上纵向滑移，横向组件可以在承载板11上横向滑移，两侧导轨111上均滑移连接有纵向移动组件121。纵向移动组件121包括滑轨1211、纵向移动座1212、纵向驱动电机1213和纵向滚轮1214，纵向移动座1212一侧固定有纵向驱动电机1213，另一侧设置有纵向滚轮1214，纵向滚轮1214与纵向驱动电机1213输出轴同轴固定，纵向滚轮1214与承载板11上的导轨111相配合使得纵向移动座1212能够沿着导轨111纵向滑移；滑轨1211的两端均固定有纵向移动座1212。

参照图4，横向移动组件122包括横向移动座1221、横向驱动电机1222和横向滚轮1223。横向移动座1221一侧固定有横向驱动电机1222，另一侧设置有横向滚轮1223，横向滚轮1223与横向驱动电机1222输出轴同轴固定，横向滚轮1223与纵向移动组件121上的滑轨1211相配合使得横向移动座1221能够沿着滑轨1211横向滑移。

激光切割器13固定在横向移动座1221上，本实施例中，激光切割器13为激光振镜。

参照图5和图6，龙门架2包括支撑柱21和支撑梁22。支撑柱21呈竖向方向固定在承载板11上，支撑梁22的两端分别固定有支撑柱21，且支撑梁22位置支撑柱21的上方。两个支撑柱21相对内侧均开设有竖向凹槽211。

参照图1和图6，调节组件4包括竖向调节杆41、横向调节杆42和纵向调节块43。竖向调节杆41用于调节工业相机的高度，横向调节杆42用于调节工业相机在横向上的位置，纵向调节块43用于调节工业相机在纵向上的位置。竖向调节杆41的底面开设有横向凹槽411，竖向调节杆41的两端设置在两个支撑柱21相对内侧竖向凹槽211中，竖向调节杆41的端部设置有竖向螺纹孔，竖向调节杆41的端部与支撑柱21的竖向凹槽211配合，使得竖向调节杆41能够相对两个支撑柱21进行竖向滑移。

参照图7，横向调节杆42上表面设置有连接部421，连接部421顶端设有横向螺纹孔，横向调节杆42底面设置有纵向凹槽422，连接部421顶端与竖向调节杆41的横向凹槽411配合，横向调节杆42与竖向调节杆41之间呈垂直设置，使得横向调节杆42在竖向调节杆41底面横向滑移。

参照图8和图9，纵向调节块43的顶端设有纵向螺纹孔，纵向调节块43顶端与横向调节杆42的纵向凹槽422配合，使得纵向调节块43在横向调节杆42底面纵向滑移。纵向调节块43的底端设置有用于安装工业相机的安装座。

参照图1和图8，驱动机构5包括竖向驱动组件51、横向驱动组件52和纵向驱动组件53。竖向驱动组件51用于驱动竖向调节杆41竖向往返运动，横向驱动组件52用于驱动横向调节杆42横向往返运动，纵向调节组件4用于驱动纵向调节块43纵向往返运动。

参照图5和图6，竖向驱动组件51设置在支撑柱21的竖向凹槽211中。竖向驱动组件51包括竖向电机511、竖向丝杆512和竖向联轴器513。竖向电机511和竖向丝杆512通过竖向联轴器513进行同轴固定，竖向丝杆512与竖向调节杆41端部的竖向螺纹孔配合，通过竖向电机511的正转或者反转实现竖向调节杆41的竖向往返运动。

参照图6和图7，横向驱动组件52设置在竖向调节杆41的横向凹槽411中。横向驱动组件52包括横向电机521、横向丝杆522和横向联轴器523。横向电机521和横向丝杆522通过横向联轴器523进行同轴固定，横向丝杆522与横向调节杆42上连接部421的横向螺纹孔配合，通过横向电机521的正转或者反转实现横向调节杆42的横向往返运动。

参照图8和图9，纵向驱动组件53设置在横向调节杆42的纵向凹槽422中。纵向驱动组件53包括纵向电机531、纵向丝杆532和纵向联轴器533，纵向电机531和纵向丝杆532通过纵向联轴器进行同轴固定，纵向丝杆532与纵向调节块43顶部的纵向螺纹孔配合，通过纵向电机531的正转或者反转实现纵向调节块43的纵向往返运动。

本申请实施例一种基于视觉识别的激光切割机的实施原理为：将工业相机固定在纵向调节块43的底端，使工业相机拍摄视野范围包括整体加工平台1表面。再通过竖向驱动组件51、横向驱动组件52和纵向驱动组件53依次驱动竖向调节杆41、横向调节杆42和纵向调节块43，从而调节工业相机的位置使得工业相机的视野范围能够根据加工工件大小进行调整。当工业相机拍摄加工工件整体并识别轮廓后，再由纵向移动组件121和横向移动组件122共同运动带动激光切割器13进行激光切割。

以上实施例为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：包括加工平台(1)、龙门架(2)和拍摄装置(3)；所述加工平台(1)用于切割被加工工件，所述龙门架(2)安装在所述加工平台(1)并位于所述加工平台(1)上方，所述拍摄装置(3)设置在所述龙门架(2)上，所述拍摄装置(3)的拍摄方向朝向所述加工平台(1)，所述拍摄装置(3)在所述加工平台(1)上的拍摄范围与所述拍摄装置(3)到拍摄平面的距离呈正相关，所述加工平台(1)位于所述拍摄装置(3)到所述加工平台(1)的距离对应的拍摄区域内。

2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述加工平台(1)包括承载板(11)、移动机构(12)和激光切割器(13)，所述承载板(11)用于固定被加工工件；所述移动机构(12)包括纵向移动组件(121)和横向移动组件(122)，所述纵向移动组件(121)与所述承载板(11)纵向滑移连接；所述横向移动组件(122)安装在所述纵向移动组件(121)上，并与所述纵向移动组件(121)横向滑移连接；所述激光切割器(13)固定在所述横向移动组件(122)上。

3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述龙门架(2)包括相互平行设置的两个支撑柱(21)以及连接两个支撑柱(21)同一侧端部的支撑梁(22)；激光切割机包括调节组件(4)，所述调节组件(4)包括竖向调节杆(41)、横向调节杆(42)和纵向调节块(43)，所述竖向调节杆(41)的两端分别竖向滑移连接于所述龙门架(2)的两个支撑柱(21)，所述横向调节杆(42)呈水平设置，所述横向调节杆(42)垂直设置在所述竖向调节杆(41)上且与所述竖向调节杆(41)横向滑移连接，所述纵向调节块(43)纵向滑移连接于所述横向调节杆(42)上，所述拍摄装置(3)固定在所述纵向调节块(43)朝向加工平台(1)的一侧。

4.根据权利要求3所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：还包括驱动机构(5)，所述驱动机构(5)包括竖向驱动组件(51)、横向驱动组件(52)和纵向驱动组件(53)；所述竖向驱动组件(51)设置于所述龙门架(2)的两个支撑柱(21)上用于驱动竖向调节杆(41)竖向滑移，所述横向驱动组件(52)设置在所述竖向调节杆(41)上用于驱动所述横向调节杆(42)横向滑移，所述纵向驱动组件(53)固设置在所述横向调节杆(42)上以用于驱动所述纵向调节块(43)纵向滑移。

5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述龙门架(2)的两个支撑柱(21)相对内侧分别设置有竖向凹槽(211)，所述竖向驱动组件(51)设置在所述竖向凹槽(211)中，所述竖向驱动组件(51)包括竖向电机(511)和竖向丝杆(512)，所述竖向丝杆(512)与所述竖向电机(511)同轴连接，所述竖向调节杆(41)两端部均设有螺纹孔，所述竖向丝杆(512)穿过螺纹孔与所述竖向调节杆(41)螺纹配合，所述竖向电机(511)正转或反转用于驱动竖向调节杆(41)上升或下降。

6.根据权利要求5所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述竖向驱动组件(51)还包括竖向联轴器(513)，所述竖向电机(511)输出轴和所述竖向丝杆(512)的一端分别固定在所述竖向联轴器(513)上。

7.根据权利要求4所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述竖向调节杆(41)的底面开设有横向凹槽(411)，所述横向驱动件设置在所述横向凹槽(411)中，所述横向驱动组件(52)包括横向电机(521)和横向丝杆(522)，所述横向丝杆(522)与所述横向电机(521)同轴连接，所述横向调节杆(42)上固定有连接部(421)，所述连接部(421)设有与横向丝杆(522)配合的螺纹孔，所述横向丝杆(522)穿过螺纹孔与所述连接部(421)螺纹配合，所述横向电机(521)正转或反转用于驱动横向调节杆(42)在横向上往返运动。

8.根据权利要求7所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述横向驱动组件(52)还包括横向联轴器(523)，所述横向电机(521)输出轴和所述横向丝杆(522)的一端分别固定在所述横向联轴器(523)上。

9.根据权利要求4所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述横向调节杆(42)的底面设置有纵向凹槽(422)，所述纵向调节块(43)设置在所述纵向凹槽(422)中，所述纵向驱动组件(53)包括纵向电机(531)和纵向丝杆(532)，所述纵向丝杆(532)与所述纵向电机(531)同轴连接，所述纵向调节块(43)上设有与纵向丝杆(532)配合的螺纹孔，所述纵向丝杆(532)穿过螺纹孔与所述纵向调节块(43)螺纹配合，所述纵向驱动组件(53)用于驱动纵向调节杆在纵向上往返运动。

10.根据权利要求9所述的基于视觉识别的激光切割机，其特征在于：所述纵向驱动组件(53)还包括纵向联轴器(533)，所述纵向电机(531)输出轴和所述纵向丝杆(532)的一端分别固定在所述纵向联轴器(533)上。

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