[发明专利]一种应用CCD进行板材定位的激光切割机的实现方法

说明书

本发明公开了一种应用CCD进行板材定位的激光切割机以及实现方法，属于特种加工技术领域，将精确测量过的CCD装置与切割头之间的相对位置与角度信息以参数的形式保存于CCD装置的数据区。当CCD装置通过拍摄得到板材的放置位置和角度信息后，将结果与之前存储于CCD装置内的相对于切割头的偏移信息叠加运算就能得到板材相对于切割头的位置信息。再将运算的到的位置信息通过网络通讯传输给数控系统，数控系统就能快速得到板材零点信息。在CCD最高像素确定的前提下，缩小拍摄识别范围能够增加单位尺寸的像素点数从而提高识别精度。因此从经济和精度方面考虑，CCD装置需要进行视频识别的范围根据批量工作时人工快速上料能够保证的板材零点偏移位置范围确定。

技术领域

本发明属于特种加工技术领域，特别涉及一种应用CCD进行板材定位的激光切割机。本发明还涉及一种应用CCD进行板材定位的激光切割机的实现方法。

背景技术

平面激光切割机通常是在一张矩形板材上使用激光进行图形切割工作。切割图形或加工路径是由提前使用CAM软件生成的NC程序文件确定的。NC程序文件中加工路径的位置坐标都是相对于板材的零点坐标确定的，而激光切割机的位置坐标是相对与机器的零点坐标确定的。在实际使用中特别是对于较大或较厚的板料，如果期望人工上料实现每一块加工板料的零点及坐标与机床的零点及坐标重合费时费力。所以在激光切割机上通常需要采取方法确定板材零点相对于机器零点的相对位置和偏转角度反馈给数控系统，数控系统根据得到的数据进行运算处理将实际运动轨迹修正为期望值。从而实现加工程序文件中的相对位置坐标与机床绝对位置坐标的统一。

如图6所示为现有激光切割机的板材定位原理，目前在激光切割机中普遍使用的方法是利用激光切割头在板材内靠近机床零点位置由板材内向板材外移动，当经过板材边缘的时候，安装在切割头内的电容传感器信号发生跳变就可以确定板材边上某一点的位置坐标。利用上述原理重复3次分别确定矩形一条长边上两个点的位置坐标和一条相邻短边上的点坐标，由矩形板材的长边和短边所组成的角的位置（即板材零点位置）以及角的偏转角度就可以确定了。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种应用CCD进行板材定位的激光切割机，目前使用电容传感器虽然能够解决自动识别板材零点位置以及板材偏转角度的问题但是目前还存在如下问题需要改进：

1、整体识别的时间比较长：首先使用电容传感器寻找板材边界需要切割头贴近板材表面缓慢移动以便在切割头移出板材范围时电容传感器有足够的反应时间确认板材边界，往往还需要在第一次移出板材范围后再次回到板材范围内以更慢的速度移出二次确认板材位置。再加上整个识别过程需要完成三个点的识别，耗时基本需要30秒以上；

2、识别精度不高：使用电容方式寻边时，电容传感器接收的数值来自切割头末端的圆形喷嘴体与板材表面的感应电容。往往需要切割头移动到板材边缘外一段距离时，变化值才足以被传感器检测到，因此寻边精度基本要在1mm以上；

3、容易收干扰：电容值的精确反馈需要板材通过与机床的接触最终实现与大地的可靠连接。从而实现切割头与板材之间的电容值实际反应的是切割头与大地之间的电容值。由于种种原因在板材与大地连接不好时，电容值变化不稳定，寻边精度也会收到影响。

激光切割机的加工时间特别是薄板的加工效率不断提高，原有电容寻边方式30秒的寻边时间已经不能满足高效生产的需要。从提升激光切割机整体效率的角度考虑，寻边时间需要缩短。另外传统电容寻边的加工精度在激光行业整体市场需求的提升的背景下，也逐步落伍。为了适应市场需求，识别精度需要提高。