激光切割機及其封閉檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光切割領域，具體涉及一種可用于數控加工的激光切割機，還涉及一種該激光切割機的封閉檢測方法。
【背景技術】
[0002]在制造行業，模具的應用非常廣泛，不同形狀的工件需要制造不同的模具，尤其在汽車行業，汽車鈑金模具的邊界、方孔、圓孔的多樣性，需要經過多次拉伸整形，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，模具的生產周期長，成本高，尤其是三維零件的制作，不能適應市場多樣化發展的需求。利用激光切割可以有效解決上述問題。目前，一些規模較大的汽車生產廠家，率先引進了國外先進的五軸激光切割機，大大改善了工藝效果，提供了生產效率，但是該種五軸激光切割機的價格昂貴，每臺成本在兩百萬以上，對廣大中小型生產廠家是一個難以普及的門檻。
[0003]現在，研宄利用工業機器人帶動激光切割頭來代替五軸激光切割器。由于工業機器人動作的靈活性，經常在工業機器人的末端安裝加工設備實現鉆孔、切割、雕刻等各種加工。但是使用工業機器人帶動各加工工具工作，需要離線編程，需要事先標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系是通過測量機械軸而實現的，而機械軸的標定是很容易實現的，利用校表之類的機械測量工具即可測到。但是激光切割頭安裝于工業機器人的末端時，因為激光光軸線相對于機械軸線來說，是不能用校表之類的機械測量工具測到的，現有的激光切割頭外筒的幾何軸線與其發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定帶來了困難，而若如果不標定光軸，相當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，現在鈑金零件加工過程中，通常需要在切割完成之后進行封閉檢測。由于在切割之后進行檢測，會有廢品的產生。同時在測量時，加工過程的坐標系和檢測時候把工件從加工胎具上取下來另外建立坐標系，本身不同的坐標系也會帶來誤差，造成檢測精度的不準，需要進行多次修正，效率低、成本高。

【發明內容】

[0005]本發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，及該激光切割機的封閉檢測方法。
[0006]本發明為了實現上述目的，采用的技術解決方案是:
[0007]一種激光切割機，包括工業機器人、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機器人的末端，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支承安裝于激光切割組件安裝座，激光切割頭的機械軸線與回轉支承的中心線同軸，所述回轉支承上還設有標志點定位視覺傳感器。
[0008]該激光切割機利用回轉支承把不可測量的激光軸線轉化為可測量的機械軸線，利用簡單的結構實現了激光切割設備的光軸軸線位置標定，以使其用于數控機床、工業機器人等數控設備上，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，該激光切割機的回轉支承上還設置標志點定位視覺傳感器，在上述光軸軸線位置已知的基礎上，利用標志點定位視覺傳感器可有效實現工業機器人的封閉檢測，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，保證了坐標系的統一，相比較傳統的加工、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勢。
[0010]如上所述的激光切割機，所述標志點定位視覺傳感器為雙目視覺檢測系統，所述雙目視覺檢測系統包括雙目攝像機。
[0011]如上所述的激光切割機，所述回轉支承為十字交叉滾子軸承。
[0012]如上所述的激光切割機，所述直線滑臺通過直線滑臺安裝座安裝于回轉支承。
[0013]如上所述的激光切割機，所述直線滑臺包括滑塊、馬達，所述激光切割頭安裝于滑塊，所述馬達帶動滑塊往復運動。
[0014]一種上述所述的激光切割機的封閉檢測方法，包括以下步驟:
[0015](I)光軸標定步驟，回轉支承帶動直線滑臺和激光切割頭回轉，調整激光切割頭使激光束在標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支承的中心線同軸，確定工業機器人參考坐標系下的光軸軸線位置，從而確定光軸軸線與標志點定位視覺傳感器的相對位置關系；
[0016](2)工件標定步驟，取一已知理想模型的工件，將該工件放置于工業機器人的工作臺上，在該工件的各個位置上設置若干個標志點，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系下的測量模型，將該測量模型與工業機器人中存儲的理想模型比較擬合，得出工件在工業機器人參考坐標系下的測量模型；
[0017](3)封閉檢測步驟，離線編程任意一光軸的運動軌跡程序，工業機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，則調整激光切割組件的光軸軸線位置，繼續按照上述運動軌跡動作到下一光軸軸線位置，重復上述檢測步驟，直至標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]本發明能夠產生的有益效果:本發明結構簡單，把不可測量的激光軸線轉化為可測量的機械軸線，利用簡單的結構實現了激光切割設備的光軸標定，成本低，同時，利用本發明可有效實現光軸標定，確定光軸的位置，將該位置用于數控設備的離線編程可大大提高加工精度；本發明可在試切過程中完成封閉檢測，效率高，有效減少廢品的數量，降低成本。
【附圖說明】
[0019]附圖1為激光切割機的結構示意圖；
[0020]附圖2為激光切割組件的結構示意圖；
[0021]其中:1、直線滑臺；2、激光切割頭；3、回轉支承；4、滑塊；5、馬達；6、直線滑臺安裝座；7、夾持機構；8、標志點定位視覺傳感器；9、工業機器人；10、激光切割組件；11、激光切割組件安裝座。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0023]結合圖1、2說明本實施方式，一種激光切割機，包括工業機器人9