本公開涉及激光加工領(lǐng)域，更具體地涉及一種五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)領(lǐng)域中，三維五軸激光機(jī)床是一種十分常見的加工裝備，可用于鈑金件的平面和坡口切割、立體結(jié)構(gòu)件的空間曲線切割等。三維五軸激光切割機(jī)床一般具有rtcp功能，該功能可實(shí)現(xiàn)在同一個xyz位置下，機(jī)床的末端繞刀尖點(diǎn)(激光焦點(diǎn))旋轉(zhuǎn)。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的空間曲線加工，rtcp功能是必須要保證的功能。為了實(shí)現(xiàn)rtcp功能，提高機(jī)床五軸切割精度，需要對機(jī)床的末端旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。對于ac雙擺頭的五軸機(jī)床而言，影響rtcp功能的參數(shù)包括a軸臂長、a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)、c軸臂長和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)這4個參數(shù)。

2、目前業(yè)界的rtcp參數(shù)標(biāo)定，主要通過加工試件來完成，成本較高，效率較低。也有部分利用專用器械或者視覺相機(jī)，來完成rtcp標(biāo)定的，但這些方法要么只能標(biāo)定4個rtcp參數(shù)中的2個，要么需要多次測量和迭代，效率并不高，要么需要用到多臺工業(yè)相機(jī)，成本較高。因此，業(yè)界需要一種低成本，能夠快速標(biāo)定全部rtcp參數(shù)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本公開提供了一種利用安裝在變位機(jī)上的工業(yè)相機(jī)對五軸激光切割機(jī)的rtcp參數(shù)進(jìn)行快速標(biāo)定的五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定方法。

2、本公開提供了一種五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定方法，包括：旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第一激光坐標(biāo)；變位機(jī)用于改變帶幕布相機(jī)的位姿；帶幕布相機(jī)的第一位姿為相機(jī)軸線沿機(jī)床y軸負(fù)方向；帶幕布相機(jī)的第二位姿為相機(jī)軸線沿機(jī)床z軸正方向；利用第一激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)；根據(jù)a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第二激光坐標(biāo)；利用第二激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸臂長和c軸臂長。

3、根據(jù)本公開的實(shí)施例，第一激光坐標(biāo)包括a軸定位坐標(biāo)和c軸定位坐標(biāo)；旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第一激光坐標(biāo)，包括：旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像以供得到a軸定位坐標(biāo)；a軸定位坐標(biāo)用于定位a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)；利用變位機(jī)將帶幕布相機(jī)轉(zhuǎn)換為第二位姿；旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像以供得到c軸定位坐標(biāo)；c軸定位坐標(biāo)用于定位c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)。

4、根據(jù)本公開的實(shí)施例，a軸定位坐標(biāo)包括第一z軸坐標(biāo)和第二z軸坐標(biāo)；旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像以供得到a軸定位坐標(biāo)，包括：將a軸旋轉(zhuǎn)至a軸臂近似與y軸平行；將c軸旋轉(zhuǎn)至c軸臂近似與x軸平行；調(diào)整激光頭使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第一z軸坐標(biāo)；將a軸和c軸旋轉(zhuǎn)180度，沿機(jī)床x軸移動激光頭使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第二z軸坐標(biāo)。

5、根據(jù)本公開的實(shí)施例，利用第一激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，包括：利用第一z軸坐標(biāo)和第二z軸坐標(biāo)，計(jì)算a軸偏轉(zhuǎn)角度；利用a軸偏轉(zhuǎn)角度，確定a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)；

6、其中，計(jì)算a軸偏轉(zhuǎn)角度的公式如下：

7、

8、式中，zp1為第一z軸坐標(biāo)；zp2為第二z軸坐標(biāo)；lxa為獲取第二z軸坐標(biāo)時沿機(jī)床x軸移動的距離。

9、根據(jù)本公開的實(shí)施例，c軸定位坐標(biāo)包括第一y軸坐標(biāo)和第二y軸坐標(biāo)；旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像以供得到c軸定位坐標(biāo)，包括：將a軸旋轉(zhuǎn)至a軸臂近似與z軸平行；將c軸旋轉(zhuǎn)至c軸臂近似與x軸平行；調(diào)整激光頭使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第一y軸坐標(biāo)；將c軸旋轉(zhuǎn)180度，沿機(jī)床x軸移動激光頭使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第二y軸坐標(biāo)。

10、根據(jù)本公開的實(shí)施例，利用第一激光坐標(biāo)，計(jì)算c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，包括：利用第一y軸坐標(biāo)和第二y軸坐標(biāo)，計(jì)算c軸偏轉(zhuǎn)角度；利用c軸偏轉(zhuǎn)角度，確定c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)；

11、其中，計(jì)算c軸偏轉(zhuǎn)角度的公式如下：

12、

13、式中，yp1為第一y軸坐標(biāo)；yp2為第二y軸坐標(biāo)；lxc為獲取第二y軸坐標(biāo)時沿機(jī)床x軸移動的距離。

14、根據(jù)本公開的實(shí)施例，第二激光坐標(biāo)至少包括第三z軸坐標(biāo)、第四z軸坐標(biāo)、第三y軸坐標(biāo)和第四y軸坐標(biāo)；根據(jù)a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第二激光坐標(biāo)，包括：利用變位機(jī)將帶幕布相機(jī)轉(zhuǎn)換為第一位姿；旋轉(zhuǎn)c軸至c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)a軸至第一角度，調(diào)整激光頭使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第三z軸坐標(biāo)；旋轉(zhuǎn)a軸至負(fù)的第一角度，沿機(jī)床z軸移動激光頭使得激光在第一位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第四z軸坐標(biāo)；利用變位機(jī)將帶幕布相機(jī)轉(zhuǎn)換為第二位姿；旋轉(zhuǎn)a軸至負(fù)90度，旋轉(zhuǎn)c軸至第二角度，調(diào)整激光頭使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第三y軸坐標(biāo)；旋轉(zhuǎn)c軸至負(fù)的第二角度，沿機(jī)床y軸移動激光頭使得激光在第二位姿的帶幕布相機(jī)上成像，記錄第四y軸坐標(biāo)。

15、根據(jù)本公開的實(shí)施例，利用第二激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸臂長和c軸臂長，包括：利用第三z軸坐標(biāo)和第四z軸坐標(biāo)，計(jì)算a軸臂長；利用第三y軸坐標(biāo)和第四y軸坐標(biāo)，計(jì)算c軸臂長；

16、其中，計(jì)算a軸臂長的公式如下：

17、

18、式中，zp3為第三z軸坐標(biāo)；zp4為第四z軸坐標(biāo)；laz為獲取第四z軸坐標(biāo)時沿機(jī)床z軸移動的距離；θa1為第一角度；

19、其中，計(jì)算c軸臂長的公式如下：

20、

21、式中，yp3為第三y軸坐標(biāo)；yp4為第四y軸坐標(biāo)；lcy為獲取第四y軸坐標(biāo)時沿機(jī)床y軸移動的距離；θc1為第二角度。

22、本公開的第二方面提供了一種五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定裝置能夠用于實(shí)現(xiàn)上述五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定方法，包括：零點(diǎn)坐標(biāo)模塊，用于旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第一激光坐標(biāo)；變位機(jī)用于改變帶幕布相機(jī)的位姿；帶幕布相機(jī)的第一位姿為相機(jī)軸線沿機(jī)床y軸負(fù)方向；帶幕布相機(jī)的第二位姿為相機(jī)軸線沿機(jī)床z軸正方向；零點(diǎn)計(jì)算模塊，用于利用第一激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)；臂長坐標(biāo)模塊，用于根據(jù)a軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)和c軸旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)a軸和c軸，使得激光在安裝在變位機(jī)的帶幕布相機(jī)上成像以供得到第二激光坐標(biāo)；臂長計(jì)算模塊，用于利用第二激光坐標(biāo)，計(jì)算a軸臂長和c軸臂長。

23、本公開的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器；存儲器，用于存儲一個或多個程序，其中，當(dāng)一個或多個程序被一個或多個處理器執(zhí)行時，使得一個或多個處理器執(zhí)行上述五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定方法。

24、根據(jù)本公開提供的五軸激光設(shè)備的帶變位機(jī)視覺標(biāo)定，通過安裝在變位機(jī)上的工業(yè)相機(jī)標(biāo)定rtcp參數(shù)。由于一次性標(biāo)定校準(zhǔn)四個參數(shù)的同時不需要復(fù)雜的設(shè)備與迭代運(yùn)算，因此，至少部分的解決了rtcp標(biāo)定精度不高、需要多次迭代速度慢的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了提高標(biāo)定效率、簡化標(biāo)定過程的技術(shù)效果。