激光切割機(jī)及其封閉檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光切割領(lǐng)域，具體涉及一種可用于數(shù)控加工的激光切割機(jī)，還涉及一種該激光切割機(jī)的封閉檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造行業(yè)，模具的應(yīng)用非常廣泛，不同形狀的工件需要制造不同的模具，尤其在汽車行業(yè)，汽車鈑金模具的邊界、方孔、圓孔的多樣性，需要經(jīng)過多次拉伸整形，才能加工出符合要求的模具，而且在加工過程中，細(xì)微的缺陷就造成模具不符合要求，一般制作七、八套模具才能做出一套符合要求的，模具的生產(chǎn)周期長，成本高，尤其是三維零件的制作，不能適應(yīng)市場多樣化發(fā)展的需求。利用激光切割可以有效解決上述問題。目前，一些規(guī)模較大的汽車生產(chǎn)廠家，率先引進(jìn)了國外先進(jìn)的五軸激光切割機(jī)，大大改善了工藝效果，提供了生產(chǎn)效率，但是該種五軸激光切割機(jī)的價格昂貴，每臺成本在兩百萬以上，對廣大中小型生產(chǎn)廠家是一個難以普及的門檻。
[0003]現(xiàn)在，研宄利用工業(yè)機(jī)器人帶動激光切割頭來代替五軸激光切割器。由于工業(yè)機(jī)器人動作的靈活性，經(jīng)常在工業(yè)機(jī)器人的末端安裝加工設(shè)備實現(xiàn)鉆孔、切割、雕刻等各種加工。但是使用工業(yè)機(jī)器人帶動各加工工具工作，需要離線編程，需要事先標(biāo)定好各加工工具的位置。諸如鉆頭、刀片等加工工具的位置關(guān)系是通過測量機(jī)械軸而實現(xiàn)的，而機(jī)械軸的標(biāo)定是很容易實現(xiàn)的，利用校表之類的機(jī)械測量工具即可測到。但是激光切割頭安裝于工業(yè)機(jī)器人的末端時，因為激光光軸線相對于機(jī)械軸線來說，是不能用校表之類的機(jī)械測量工具測到的，現(xiàn)有的激光切割頭外筒的幾何軸線與其發(fā)出的切割激光的光軸軸線并不一定同軸，這給光軸軸線位置的標(biāo)定帶來了困難，而若如果不標(biāo)定光軸，相當(dāng)于離線編程控制的激光軸線不明確，離線編程加工的實際效果會不好，加工精度低。
[0004]同時，現(xiàn)在鈑金零件加工過程中，通常需要在切割完成之后進(jìn)行封閉檢測。由于在切割之后進(jìn)行檢測，會有廢品的產(chǎn)生。同時在測量時，加工過程的坐標(biāo)系和檢測時候把工件從加工胎具上取下來另外建立坐標(biāo)系，本身不同的坐標(biāo)系也會帶來誤差，造成檢測精度的不準(zhǔn)，需要進(jìn)行多次修正，效率低、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種成本低、加工精度高、效率高的激光切割機(jī)，及該激光切割機(jī)的封閉檢測方法。
[0006]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種激光切割機(jī)，包括工業(yè)機(jī)器人、激光切割組件，所述激光切割組件通過激光切割組件安裝座安裝于工業(yè)機(jī)器人的末端，所述激光切割組件包括直線滑臺和激光切割頭，激光切割頭安裝于直線滑臺，所述直線滑臺通過回轉(zhuǎn)支承安裝于激光切割組件安裝座，激光切割頭的機(jī)械軸線與回轉(zhuǎn)支承的中心線同軸，所述回轉(zhuǎn)支承上還設(shè)有標(biāo)志點定位視覺傳感器。
[0008]該激光切割機(jī)利用回轉(zhuǎn)支承把不可測量的激光軸線轉(zhuǎn)化為可測量的機(jī)械軸線，利用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了激光切割設(shè)備的光軸軸線位置標(biāo)定，以使其用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等數(shù)控設(shè)備上，離線編程所需的光軸位置精確，提高了加工精度，成本低。
[0009]同時，該激光切割機(jī)的回轉(zhuǎn)支承上還設(shè)置標(biāo)志點定位視覺傳感器，在上述光軸軸線位置已知的基礎(chǔ)上，利用標(biāo)志點定位視覺傳感器可有效實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的封閉檢測，可將檢測方法嵌入到試切過程中，這時候沒有真正對工件切割，也就沒有廢品的產(chǎn)生，減少了廢品。同時，檢測過程中，將工件放置到加工胎具上后，在整個檢測和加工過程中無須取下，保證了坐標(biāo)系的統(tǒng)一，相比較傳統(tǒng)的加工、測量、修正，再加工，再測量，再修正多次的工藝更加有效率和成本的優(yōu)勢。
[0010]如上所述的激光切割機(jī)，所述標(biāo)志點定位視覺傳感器為雙目視覺檢測系統(tǒng)，所述雙目視覺檢測系統(tǒng)包括雙目攝像機(jī)。
[0011]如上所述的激光切割機(jī)，所述回轉(zhuǎn)支承為十字交叉滾子軸承。
[0012]如上所述的激光切割機(jī)，所述直線滑臺通過直線滑臺安裝座安裝于回轉(zhuǎn)支承。
[0013]如上所述的激光切割機(jī)，所述直線滑臺包括滑塊、馬達(dá)，所述激光切割頭安裝于滑塊，所述馬達(dá)帶動滑塊往復(fù)運動。
[0014]一種上述所述的激光切割機(jī)的封閉檢測方法，包括以下步驟:
[0015](I)光軸標(biāo)定步驟，回轉(zhuǎn)支承帶動直線滑臺和激光切割頭回轉(zhuǎn)，調(diào)整激光切割頭使激光束在標(biāo)定板上的光斑收斂于一點，此時激光切割組件的光軸與回轉(zhuǎn)支承的中心線同軸，確定工業(yè)機(jī)器人參考坐標(biāo)系下的光軸軸線位置，從而確定光軸軸線與標(biāo)志點定位視覺傳感器的相對位置關(guān)系；
[0016](2)工件標(biāo)定步驟，取一已知理想模型的工件，將該工件放置于工業(yè)機(jī)器人的工作臺上，在該工件的各個位置上設(shè)置若干個標(biāo)志點，利用非接觸測量方面掃描測量該工件，得出該工件在任意坐標(biāo)系下的測量模型，將該測量模型與工業(yè)機(jī)器人中存儲的理想模型比較擬合，得出工件在工業(yè)機(jī)器人參考坐標(biāo)系下的測量模型；
[0017](3)封閉檢測步驟，離線編程任意一光軸的運動軌跡程序，工業(yè)機(jī)器人按照該程序帶動激光切割組件動作，該運動軌跡上取光軸軸線位置X，在X處，標(biāo)志點定位視覺傳感器拍照并圖像處理檢測得出該處的實際光軸軸線位置Y，比較X和Y，若不同，則調(diào)整激光切割組件的光軸軸線位置，繼續(xù)按照上述運動軌跡動作到下一光軸軸線位置，重復(fù)上述檢測步驟，直至標(biāo)志點定位視覺傳感器檢測出的實際光軸軸線位置與離線編程中的光軸軸線位置相同，完成封閉檢測。
[0018]本發(fā)明能夠產(chǎn)生的有益效果:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，把不可測量的激光軸線轉(zhuǎn)化為可測量的機(jī)械軸線，利用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了激光切割設(shè)備的光軸標(biāo)定，成本低，同時，利用本發(fā)明可有效實現(xiàn)光軸標(biāo)定，確定光軸的位置，將該位置用于數(shù)控設(shè)備的離線編程可大大提高加工精度；本發(fā)明可在試切過程中完成封閉檢測，效率高，有效減少廢品的數(shù)量，降低成本。
【附圖說明】
[0019]附圖1為激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖2為激光切割組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]其中:1、直線滑臺；2、激光切割頭；3、回轉(zhuǎn)支承；4、滑塊；5、馬達(dá)；6、直線滑臺安裝座；7、夾持機(jī)構(gòu)；8、標(biāo)志點定位視覺傳感器；9、工業(yè)機(jī)器人；10、激光切割組件；11、激光切割組件安裝座。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]結(jié)合圖1、2說明本實施方式，一種激光切割機(jī)，包括工業(yè)機(jī)器人9