上海易刻數控技術有限公司是一家專業從事打標設備研發、制造和銷售服務的高新技術企業，公司經過多年的市場調查和研制，開發了系列應用于機電一體化控制的工業級PC系統，并將該技術有效地與標記產業相結合，為廣大用戶提供了多款新穎實用的智能打標機系統，多項創新技術在都走在國內技術的前沿。公司主要產品包括YK系列氣動打標機、激光打標機、激光切割機、金屬電印打標機、電動手持刻字機、噴碼機、氣動攻絲機、電動攻絲機等，被廣泛應用于機械、電子、化工等行業。

 

機器視覺指的是采用工業相機成像并進行數字圖像處理，進而控制執行機構的一種技術。其核心其實就是一款傳感器，只是這種傳感器可以輸出非常豐富的數據信息。例如：缺陷檢測（輸出缺陷信號）、顏色識別（輸出顏色信息）、尺寸測量（輸出尺寸信息）、匹配定位（輸出坐標位置）?；跈C器視覺技術的各種應用中，視覺定位是基礎。本文以激光打標行業中涉及到的視覺定位技術為例，對這種應用進行初步解讀。     

 

 

配套視覺定位系統的激光打標機相比于傳統激光打標機的主要優勢，就是每次觸發激光頭執行打印任務之前，需要先對被測對象進行定位，然后調整激光頭或載物臺，進而進行精確打印。其包括以下幾方面：視覺成像、圖像處理、坐標轉換、數據通訊、執行控制。

 

一、視覺成像

 

這是坐標定位信息基礎，后面獲取的坐標信息均來自于攝像頭獲取的圖像。其核心就是要把需要定位的“標志點”清晰的凸顯出來。所以對這類圖像的評估和民用相機的圖像評估不同，需要從“圖像處理”的角度出發。

 

二、圖像處理

 

圖像處理其實是一種信息篩選技術。一幀1280*960分辨率的bmp格式圖像，總數據量1.17MB。就視覺定位來說，我們只需要從這幀圖像中獲取到2到3個點的XY坐標即可，也就幾個字節的數據。那么在這個過程中，我們需要把大量不需要的信息刪除掉。

 

三、坐標轉換

 

激光打標定位系統中包括兩個坐標系，即：相機坐標系和執行機構坐標系。很顯然相機坐標系和執行機構坐標系在設備安裝完畢后，彼此相對靜止，所以這只是一個簡單的二維坐標變換。這里引入維視圖像的MV-MCP(XY)二維定位設備來說明這個問題。該設備主要包括兩部分：上面的Oc坐標系是工業相機等視覺成像系統；下面的Oj坐標系是一個二維載物臺。圖2軟件系統獲取到的（641，297）特征點坐標相當于是物體在（Xj，Yj）向（Xc，Yc）的投影坐標，它們之間是線性關系。

 

四、數據通訊及執行控制

 

我們獲取到我們想要的坐標系偏角數據后，需要把數據以一定的格式傳輸到執行機構，也就是激光頭的控制系統（打標卡）。這里有2種控制方式：第一種打標卡控制。通過調節激光頭上的XY振鏡，將激光焦點對準到合適的位置。傳統激光打標機是在打標前手動調節（一次性手動初始化打標位置），然后依次打印，如果產品沒有正確放置，則會在錯誤的位置打印。配套視覺定位系統的打標機，每開始打印一件產品，就對打印位置進行一次初始化操作。那么基于這種控制方式的系統，控制激光頭的程序必須提供二次開發接口，也就是支持用戶通過第三方程序傳輸控制激光打印區域的坐標。

 

第二種控制方式是一種間接的方式。不直接控制激光頭位置，而是把坐標系偏角數據傳輸給載物臺控制電機，讓被測物體去對接激光頭，類似圖3所示。這種方式對打標卡無要求，但是需要單獨做一套二維控制臺。這里就可以采用常規的TCP/IP或串口通訊。

 

激光打標視覺定位系統就機器視覺技術而言，只是用到了簡單的視覺定位技術。在實際應用中，還有很多需要考慮的因素，比如反光問題、觸發模式、系統硬件設計等等。我司與2016年成功將機器視覺和激光打標機進行深度結合，開發出了新一代機器視覺激光打標機！

 

 

全自動視覺激光打標機由兩大部件構成，即控制平臺及工作平臺?？刂破脚_主體為PC機，包括雙CPU高性能主機（含各種所需插卡及接口）、17英寸液晶顯示器、控制鼠標、控制鍵盤及光源控制器等。該工作平臺主要由以下幾個主要部分組成：機架、旋轉臺、夾具、裝料區、上下料機械手、激光器、攝像機及光源等。機架主要用于固定激光器、旋轉工作臺、上下料機械手等。機架保證各個部分的相對位置，以及整臺機器的剛性。旋轉臺可360度旋轉，使工件夾具切換到不同的工位。夾具用于裝架工件，以完成各個工序，夾具可作180度旋轉，以便于正反面打標。上料區完成工件的自動/手動補料。上下料機械手負責上下料工作。激光器負責激光標刻工作，固定于機架上。攝像機及光源構成視覺檢測系統，完成工件圖像的采集工作。