1  DMV雙攝像機檢測原理

激光切割機是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化
、汽化
、燒(shao)蝕(shi)或(huo)達(da)到(dao)燃(ran)點(dian)，同(tong)時(shi)借(jie)助(zhu)與(yu)光(guang)束(shu)同(tong)軸(zhou)的(de)高(gao)速(su)氣(qi)流(liu)吹(chui)除(chu)熔(rong)融(rong)物(wu)質(zhi)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)將(jiang)工(gong)件(jian)割(ge)開(kai)。激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)屬(shu)於(yu)熱(re)切(qie)割(ge)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)。客(ke)戶(hu)目(mu)前(qian)的(de)需(xu)要(yao)激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)的(de)板(ban)材(cai)尺(chi)寸(cun)約(yue)為(wei)1m×1.2m，需要利用激光切割出如圖1的一個個小矩形，切割精度要求為0.05mm。由於被切割材料本體比較長，在上料的時候，往往很難保證其一致性，所以需要考慮采用視覺（又稱CCD）來檢測板材的傾斜角度以及偏移量。

圖1 板材切割形狀

由於材料本體尺寸比較大
，如果將被測物完全拍攝到
，則其檢測精度必然無法達到要求。所以考慮隻拍攝該板材上的上下兩個MARK（標記）的位置，獲知兩個MARK點的偏移量後可通過推導得出該板材的整體偏移量以及旋轉角度。

為確保檢測精度，所以考慮采用一個相機各拍攝一個MARK的方法。本係統中采用2個相機和4個光源的架構。

圖2 相機拍攝MARK

在材料無任何旋轉以及偏移的情況下
，兩個MARK點的理論坐標為X1，Y1與X2，Y2。在實際上料以後

，相機拍攝後會獲取實際的坐標X3，Y3和X4，Y4。由此就可得：

ΔX1=X1-X3
；ΔX2=X2-X4
；ΔY1=Y1-Y3；ΔY2=Y2-Y2

根據上位機軟件的計算
，實際坐標之間的連線與理論坐標的連線就可獲知該板材的旋轉角度θ角。結合水平ΔX1
，ΔX2以及垂直方向的ΔY1以及ΔY2，就可準確獲知板材的整體偏移及旋轉角度。

圖3 計算板材的整體偏移及旋轉角度

由於本案檢測精度要求較高，MARK點的設置也變的尤為重要，經過多方討論，最終確定MARK采用如下方案：

圖4 精確確定MARK位置的方案示意

由於拍攝距離客戶要求330mm的物距，以及考慮到檢測精度要求，所以采用2個增倍鏡頭以及接環。由此可獲得如下視野：

圖5 拍攝視野

本項目都采用80萬像素的相機，分辨率為1024×768，可根據分布像素推算檢測精度:

4mm/1024pixel= 0.004mm/pixel（一個像素值代表0.003mm）
；考慮到係統存在檢測誤差以及外部光源幹擾與振動幹擾，可以計算，本係統檢測精度在0.012mm。

 使用“邊形匹配”工具
，定位Mark點的位置：

圖6 確定MARK位置界麵界麵圖

使用“邊緣位置”工具
，檢測Mark點的交叉點X，Y軸坐標。

圖7 確定MARK點坐標界麵顯示

同時
，本DMV係(xi)統(tong)支(zhi)持(chi)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)訊(xun)功(gong)能(neng)，可(ke)將(jiang)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)坐(zuo)標(biao)偏(pian)移(yi)量(liang)，通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)訊(xun)的(de)方(fang)式(shi)送(song)到(dao)上(shang)位(wei)機(ji)
，並(bing)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。本(ben)案(an)中(zhong)客(ke)戶(hu)采(cai)用(yong)的(de)上(shang)位(wei)機(ji)是(shi)工(gong)業(ye)電(dian)腦(nao)。

圖8 數據輸出界麵顯示

圖9 雙相機架設

2  係統配置

係統配置如表1所示。

表1 係統配置

3  結束語

在zai本ben切qie割ge係xi統tong中zhong
，視shi覺jiao定ding位wei為wei其qi精jing度du的de切qie割ge提ti供gong了le最zui前qian端duan的de檢jian測ce數shu據ju。為wei其qi最zui終zhong獲huo得de滿man足zu要yao求qiu的de切qie割ge精jing度du提ti供gong了le保bao證zheng。視shi覺jiao檢jian測ce為wei許xu多duo先xian前qian無wu法fa檢jian測ce或huo者zhe難nan以yi檢jian測ce的de數shu據ju提ti供gong了le一yi種zhong全quan新xin的de解jie決jue方fang案an。

作者簡介：

宗偉，出生於1981 年 06 月yue，畢bi業ye於yu上shang海hai電dian機ji學xue院yuan機ji械xie係xi機ji械xie設she備bei及ji自zi動dong化hua專zhuan業ye
，現xian就jiu職zhi於yu中zhong達da電dian通tong股gu份fen有you限xian公gong司si儀yi表biao產chan品pin開kai發fa處chu
，主zhu要yao專zhuan注zhu於yu台tai達da儀yi表biao的de技ji術shu支zhi持chi以yi及ji市shi場chang開kai發fa。