一种基于机器视觉的激光智能切割设备的制作方法

本发明涉及激光切割用具，具体说是一种基于机器视觉的激光智能切割设备。

背景技术：

1、随着激光技术的不断发展，激光切割设备以其柔韧性和灵活性，逐步取代了传统的切割加工方式，常见的一些呈方块状，或者是一些扁形状的金属块，都是通过激光切割设备对板材进行切割加工出来的。

2、然而，现有的激光切割设备在使用过程中存在很大的缺陷，现有的激光切割设备需要人工上料，比较浪费人力，且切割过程需要人工进行控制，自动化程度以及智能化程度较低，现有的激光切割设备对板材的固定不够牢固，切割精度不高，现有的激光切割设备大多只能直线进行切割，应用范围较窄，同时，作为流水化切割设备，只能对宽度固定的板材进行切割，使用范围较窄。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种基于机器视觉的激光智能切割设备。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于机器视觉的激光智能切割设备，包括基台、输送组件、顶升组件、左右轨板、前后轨板和升降驱动块，两个所述输送组件呈平行设置在基台顶部，通过使用两个输送组件对需要切割的板材进行输送，使该设备实现自动上料功能，进而降低了工作人员搬抬上料的工作负担，同时，也能保证工作人员不会暴露在设备的加工区域，避免工作人员被激光伤害，所述基台顶部位于两个输送组件中部中间开设有凹槽，所述顶升组件固定在凹槽内，所述基台顶部位于两个输送组件中间固定有阻挡组件，所述左右轨板通过底座固定在基台顶部，所述左右轨板顶部左右移动配合有左右移动座，所述前后轨板水平固定在左右移动座一侧，所述前后轨板一侧前后移动配合有前后移板，所述升降驱动块固定在前后移板远离前后轨板的一侧，所述升降驱动块横截面呈“u”字型结构，所述升降驱动块上竖直升降配合有升降杆，所述升降杆底部分别安装有激光头和视觉传感器，通过使用第三电机驱动，调节激光头的左右位置，通过第四电机驱动，调节激光头的前后位置，通过调节激光头的左右位置以及前后位置，使激光头能按照任意切割路线对板材进行切割，进而使该设备能满足板材切割的不同切割需求；

3、其中，所述输送组件包括输送架板、传送皮带和第一液压缸，所述输送架板一侧两端均转动配合有第二皮带轮，所述传送皮带传动配合在两个第二皮带轮上，所述输送架板两端均安装有驱动第二皮带轮转动的第二电机，两个所述第一液压缸均水平固定在输送架板靠近顶升组件处，两个所述第一液压缸一端均设有第一液压杆，两个所述第一液压杆远离第一液压缸的一端均连接有夹板，通过使用第一液压缸驱动，使夹板从板材的两侧将板材夹持，对板材进行固定，使板材在激光切割过程中更加稳定。

4、优选的，两个输送架板的底部两端均固定有移块，两个输送架板通过移块移动配合在基台顶部。

5、优选的，基台顶部两侧均水平焊接有第一滑轨，基台顶部两侧均转动配合有双向丝杠，两个双向丝杠分别转动配合在两个第一滑轨上方，两个双向丝杠的端部均连接有第一皮带轮，两个第一皮带轮上传动配合有传动皮带，基台顶部安装有驱动其中一个双向丝杠转动的第一电机，移块底部焊接有第一滑块，移块上开设有螺孔，每个输送架板底部固定的两个移块均通过螺孔分别与两个双向丝杠螺纹配合，每个输送架板底部固定的两个移块均通过第一滑块分别与两个第一滑轨滑动配合，通过使用第一电机带动，转动双向丝杠，通过转动双向丝杠，使两个输送组件在底部安装的移块的带动下相向或相对移动，通过移动两个输送组件，调整两个输送组件之间的距离，使两个输送组件能够对不同宽度的板材进行输送，进而使该设备能对不同型号的板材进行切割。

6、优选的，顶升组件包括固定架、顶升板和第三液压缸，固定架固定在基台顶部的凹槽内，固定架截面呈“u”字型结构，第三液压缸竖直固定在固定架中部，第三液压缸顶部设有第三液压杆，顶升板水平固定在第三液压杆顶部，固定架两侧内壁均焊接有第二滑块，顶升板底部两端均竖直固定有第二滑轨，两个第二滑轨分别与两个第二滑块滑动配合，通过使用顶升板将待切割加工的板材顶起，一方面，对待切割板材起到一种支撑作用，使待切割板材在加工时，能更加稳定，使该设备在对板材进行切割时，板材不会歪斜，另一方面，通过顶升板将板材直接顶起的方式，将待切割板材从输送组件上取下，该种取下板材的方式，使该设备的结构更加简单，对空间的占用更下，将板材从输送组件上取下的速度更快。

7、优选的，阻挡组件包括支撑板、第二液压缸和挡板，支撑板竖直固定在基台顶部，第二液压缸竖直固定在支撑板一侧，第二液压缸顶部设有第二液压杆，第二液压杆的顶部水平固定有顶板，挡板水平固定在顶板顶部，挡板截面呈翻转的“l”型结构，通过设置阻挡组件，阻挡组件上的挡板在第二液压缸的带动下向上移动，对输送组件上的板材进行阻挡，使需要加工的板材能够稳定拦截在加工区域，实现对待切割板材的定位功能，进而使该设备的切割加工更加方便以及更加精准，尤其，在激光传感器的检测下，阻挡组件能更加及时的将输送组件传送的待切割板材拦截，使得该设备对待切割板材的拦截更加精准，第二液压缸能够将挡板收回，使该设备能将不需要切割或者已经切割加工后的板材直接放掉，使得作业人员能有选择的对板材进行切割加工。

8、优选的，左右轨板顶部分别水平焊接有第三滑轨和第一齿板，左右移动座的底部焊接有与第三滑轨滑动配合的第三滑块，左右移动座通过第三滑块移动配合在左右轨板顶部，左右移动座底部转配合有与第一齿板啮合的第一齿轮，左右移动座顶部竖直安装有驱动第一齿轮转动的第三电机。

9、优选的，前后轨板一侧焊接有第四滑轨，前后轨板靠近第四滑轨的一侧水平转动配合有丝杆，前后轨板一端水平安装有驱动丝杆转动的第四电机，前后移板靠近前后轨板的一侧分别焊接有第四滑块和螺母，第四滑块与第四滑轨滑动配合，前后移板通过第四滑块移动配合在前后轨板一侧，螺母螺纹配合在丝杆上。

10、优选的，升降驱动块内壁焊接有第五滑块，升降驱动块内转动配合有第二齿轮，升降驱动块一侧水平安装有驱动第二齿轮转动的第五电机，升降杆一侧竖直焊接有第五滑轨，第五滑轨与第五滑块滑动配合，升降杆一端竖直焊接有第二齿板，第二齿板与第二齿轮啮合。

11、优选的，两个输送组件相对于的一侧均安装有激光距离传感器，通过该激光距离传感器，检测两个输送组件之间的距离，方便调节两个输送组件的距离，使该设备与需要切割的板材更加适配，其中一个输送组件靠近顶升组件处安装有激光传感器，通过该激光传感器，检测板材是否到达加工区域，左右轨板和前后轨板的端部均安装有激光距离传感器，通过该激光距离传感器，检测激光头的位置，升降杆上安装有位移传感器，通过该位移传感器，检测激光头的位置变化，基台顶部一角安装有控制箱，控制箱内设置有plc控制器，控制箱外侧设置有紧急关机按钮，控制箱外侧设置有用于显示该设备运行状态参数的显示屏，plc控制器通过线路与该设备上各个电机、电缸、传感器以及视觉传感器连接，该设备通过设置激光传感器、位移传感器以及激光距离传感器，对板材的位置以及激光头的位置进行定位，通过视觉传感器反馈切割时的视觉信号，再通过plc控制器对激光头的移动进行精准控制，实现对板材的自动切割。

12、优选的，该切割设备的使用方法具体包括以下步骤：

13、步骤一：将需要切割的板材放置在两个输送组件的传送皮带上，通过第二电机带动，使第二皮带轮转动，通过转动第二皮带轮，带动传送皮带传送，通过两个传送皮带将板材传送至顶升组件处，通过第二液压缸带动第二液压杆移动，第二液压杆通过顶板带动挡板上下移动，将挡板向上移动，通过挡板将两个传送皮带上的板材挡下；

14、步骤二：通过第三液压缸带动，使第三液压杆移动，第三液压杆带动顶升板上下移动，将顶升板向上升起，顶升板将两个传送皮带上的板材托起，通过两个输送架板上的第一液压缸带动，使第一液压杆移动，第一液压杆推动夹板移动，通过两个输送架板上的夹板，将顶升板托起的板材夹持；

15、步骤三：通过第三电机带动第一齿轮转动，第一齿轮通过与第一齿板啮合，带动左右移动座左右移动，通过第四电机带动丝杆转动，通过转动丝杆，使螺母移动，螺母带动前后移板前后移动，通过左右移动座和前后移板，调节激光头的位置，使激光头位于板材上，通过第五电机带动第二齿轮转动，第二齿轮通过与第二齿板啮合，带动升降杆上下移动，通过上下移动升降杆，调节激光头与板材的距离，将激光头的位置调整好后，打开激光头，根据切割需求，由激光位移传感器以及激光距离传感器进行检测，时刻检测激光头的位置，并由plc控制器控制，移动激光头，对板材进行激光切割，对板材切割过程中，通过视觉传感器向plc控制器传递检测的视觉信号，智能的去调整对板材的激光切割过程。

16、本发明的有益效果：

17、（1）本发明中，通过使用两个输送组件对需要切割的板材进行输送，使该设备实现自动上料功能，进而降低了工作人员搬抬上料的工作负担，从而使该设备的使用更加节省人力，同时，也能保证工作人员不会暴露在设备的加工区域，避免工作人员被激光伤害，从而使该设备的使用更加安全，通过使用第一电机带动，转动双向丝杠，通过转动双向丝杠，使两个输送组件在底部安装的移块的带动下相向或相对移动，通过移动两个输送组件，调整两个输送组件之间的距离，使两个输送组件能够对不同宽度的板材进行输送，进而使该设备能对不同型号的板材进行切割，从而提高了该设备切割加工的范围，通过设置阻挡组件，阻挡组件上的挡板在第二液压缸的带动下向上移动，对输送组件上的板材进行阻挡，使需要加工的板材能够稳定拦截在加工区域，实现对待切割板材的定位功能，进而使该设备的切割加工更加方便以及更加精准，从而能有效提高该设备切割加工的精度，尤其，在激光传感器的检测下，阻挡组件能更加及时的将输送组件传送的待切割板材拦截，使得该设备对待切割板材的拦截更加精准，第二液压缸能够将挡板收回，使该设备能将不需要切割或者已经切割加工后的板材直接放掉，使得作业人员能有选择的对板材进行切割加工，从而使该设备的切割加工过程更加灵活。

18、（2）本发明中，通过使用顶升板将待切割加工的板材顶起，一方面，对待切割板材起到一种支撑作用，使待切割板材在加工时，能更加稳定，使该设备在对板材进行切割时，板材不会歪斜，从而提高该设备激光切割板材的精度，另一方面，通过顶升板将板材直接顶起的方式，将待切割板材从输送组件上取下，该种取下板材的方式，使该设备的结构更加简单，对空间的占用更下，将板材从输送组件上取下的速度更快，从而使该设备对板材激光切割加工的效率更高，通过使用第一液压缸驱动，使夹板从板材的两侧将板材夹持，对板材进行固定，使板材在激光切割过程中更加稳定，从而进一步提高该设备激光切割的精度。

19、（3）本发明中，该设备通过设置激光传感器、位移传感器以及激光距离传感器，对板材的位置以及激光头的位置进行定位，通过视觉传感器反馈切割时的视觉信号，再通过plc控制器对激光头的移动进行精准控制，实现对板材的自动切割，从而使该设备更加智能化，通过使用第三电机驱动，调节激光头的左右位置，通过第四电机驱动，调节激光头的前后位置，通过调节激光头的左右位置以及前后位置，使激光头能按照任意切割路线对板材进行切割，进而使该设备能满足板材切割的不同切割需求，从而使该设备的应用范围更广。