[发明专利]二氧化碳激光切割模切板缝宽图像实时检控装置及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳激光切割模切板缝宽图像实时检控装置，其特征在于，包括位于激光切割头(8)下端的辅助光源组件和位于激光切割头(8)一侧的旁轴光学镜头组件，其中辅助光源组件包括支架(9)和三个辅助光源(10)，支架(9)固连于激光切割头(8)的下端，三个辅助光源(10)固连在支架(9)上且呈等距分布，其出射光的交点位于切割点上；所述旁轴光学镜头组件包括相机上支架(2)、相机下支架(3)、相机托架(4)、CCD相机(5)、滤光片(6)和工业远心镜头(7)，其中相机上支架(2)固定于机床固定板(1)上，相机上支架(2)的下端设置相机下支架(3)，相机下支架(3)上设置相机托架(4)，相机托架(4)上固连CCD相机(5)，CCD相机(5)的前端设置工业远心镜头(7)，CCD相机(5)和工业远心镜头(7)之间设置滤光片(6)；其中相机下支架(3)与相机上支架(2)的下端活动连接，相机托架(4)与相机下支架(3)活动连接；其中辅助光源(10)包括LED灯珠及聚光透镜(11)、金属基底(12)和散热铝管(13)，金属基底(12)固连在散热铝管(13)的末端，金属基底(12)上设置LED灯珠及聚光透镜(11)；所述辅助光源(10)中的LED灯珠为380nm波长3W LED，聚光透镜材质为PMMA，LED灯珠发光角度为8°；辅助光源光轴方向与水平面的夹角为25°～35°；滤光片(6)为380nm滤光片。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳激光切割模切板缝宽图像实时检控装置，其特征在于，相机下支架(3)与相机上支架(2)之间用六角螺丝固定，相机托架(4)与相机下支架(3)之间用六角螺丝固定。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳激光切割模切板缝宽图像实时检控装置，其特征在于，相机上支架(2)包括水平段(2-1)、竖直段(2-2)和弯折段(2-3)，该弯折段(2-3)为相机上支架(2)的下端，其中水平段(2-1)与竖直段(2-2)的夹角为90°，该弯折段(2-3)和水平段(2-1)在底部投影的夹角为45°。

4.一种基于权利要求1所述二氧化碳激光切割模切板缝宽图像实时检控装置的检控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定波长窗口，用光纤光谱仪检测二氧化碳激光切割模切板时切割点处的光谱图，并通过分析光谱曲线，选取380nm辅助光源与滤光片；

步骤2、相机标定，将标准标定板置于远心镜头焦距上，用CCD相机对其进行多组拍摄，得到目标单位宽度对应的像素平均值；

步骤3、割缝图像采集，用CCD相机对准切割区域，并使切割点位于图像中心，拍摄激光切割后形成的包含割缝的连续图像；

步骤4、缝宽检测，对步骤3中得到的割缝图像，通过增强、滤波、二值化、开运算、边缘检测、区域灰度值累加得到缝宽在图像中对应的像素值；

步骤5、对缝宽实际值进行计算，得到缝宽实际宽度值；

步骤6、缝宽控制，利用检测所得缝宽值与预设缝宽值的差值对切割头进行控制，实现缝宽的随动控制。

5.根据权利要求4所述的检控方法，其特征在于，步骤2中所述标准标定板型号为CG-038-T-0.2。

6.根据权利要求4所述的检控方法，其特征在于，步骤5对缝宽实际值进行计算，所用公式为：

d1＝△dp/dp

式中，d1为缝宽实际值，dp为标定板1mm宽度对应的像素平均值，△dp为距切割点1mm处的缝宽对应的像素值。