一种基于3D视觉检测的激光清洗设备及其控制方法与流程

本发明申请涉及激光清洗检测，具体为一种基于3d视觉检测的激光清洗设备及其控制方法。

背景技术：

1、激光清洗技术是指利用高能激光束照射到待清洗工件表面，使待清洗工件表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净的工艺过程，与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，激光清洗利用激光束将污垢、涂层或其他杂质从表面去除，更加环保、降本增效。

2、经检索发现公开号为cn 110836896 b的一种激光清洗检测设备及激光清洗检测方法，激光清洗检测设备包括机箱、激光清洗控制系统、检测控制系统、控制模组和工作台，激光清洗控制系统包括光纤激光器和激光清洗头，激光清洗头正对工作台，检测控制系统包括图像检测装置和反射率检测装置，图像检测装置用于采集和判断待清洗零件表面图像的激光清洗质量，反射率检测装置用于监测激光清洗表面光线反射率。图像检测装置可根据待清洗零件的激光清洗表面图像判断清洗质量，同时反射率检测装置也能够实现对激光清洗表面的洁净度实时监测，通过图像和洁净度两个层面实现对其激光清洗质量的有效检测和监控，提升了激光清洗质量的检测效率和检测精度。

3、前述技术方案利用图像识别装置来对清洗目标三维视觉检测，使得激光清洗更加精准，但是由于三维视觉检测是需要获取三维数据，相比较于传统相机更需要调节聚焦来进行全面拍摄，而前述技术方案并没有调节聚焦的技术手段，会造成三维视觉检测不够清晰具体。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明申请提供了一种基于3d视觉检测的激光清洗设备及其控制方法，具备能够对需要激光清洗的物品聚焦使得视觉检测结果更清晰等优点，解决了上述技术的问题。

2、为实现上述目的，本发明申请提供如下技术方案：一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，包括激光清洗头，承载激光清洗头的控制台，所述控制台还安装有用于激光清洗头喷射激光的光源，所述控制台顶面安装放置台，其特征在于：所述放置台侧边并位于控制台顶面一侧安装用于对放置在放置台上物品进行多方向检测的检测结构，所述检测结构包括安装有内置图像处理模块的ccd相机，所述检测结构还包括用于驱动ccd相机在放置台前方横向和上下移动的双轴驱动结构，所述双轴驱动结构与ccd相机之间连接控制ccd相机与放置台聚焦的一号聚焦结构和二号聚焦结构；

3、所述一号聚焦结构包括与双轴驱动结构固接的滑轨，所述滑轨内侧滑接与ccd相机固接的滑块，所述滑块底部连接微型气缸；

4、所述二号聚焦结构包括与双轴驱动结构固接的定位轨，所述定位轨尾端通过合页转动连接与自身平行的联动轨，所述定位轨内侧滑接与ccd相机固接的移动块，所述移动块尾端通过伸缩杆活动连接活动安装于联动轨内侧的定位桩。

5、优选的，所述放置台侧边并位于控制台顶面安装用于清洗放置在放置台表面上的物品的清洗结构，所述清洗结构与检测结构对称位于控制台两侧，二者之间不相互靠近，所述清洗结构包括撑杆，所述撑杆底部固定连接于控制台侧壁，且撑杆顶面安装平行于放置台的定位板，所述定位板靠近放置台一侧开设滑槽，所述滑槽内侧安装用于驱动激光清洗头在放置台顶面进行前后移动的电动丝杆，所述电动丝杆和激光清洗头之间还安装驱动激光清洗头在放置台顶面进行横向移动的横移结构。

6、优选的，所述横移结构包括滑动连接与滑槽内侧且与电动丝杆螺纹连接的滑块，所述滑块底面固定连接有横板，所述横板与滑槽位置交错形成“十”字形，且横板底面安装气缸，所述气缸的输出端活动连接于激光清洗头前端部分并使其输出端向下对准放置台。

7、优选的，所述激光清洗头与气缸输出端还连接有用于扭转激光清洗头水平状态下角度的减速电机，所述减速电机输出端与激光清洗头前端部分固接，所述减速电机底部向上与气缸输出端固接。

8、优选的，所述双轴驱动结构包括横向电动驱动缸和纵向电动驱动缸，所述纵向电动驱动缸垂直安装于横向电动驱动缸的输出端，所述纵向电动驱动缸输出端通过一号聚焦结构或二号聚焦结构与ccd相机连接。

9、优选的，所述纵向电动驱动缸输出端固定连接定位板，所述定位板远离纵向电动驱动缸的另一侧与滑轨或联动轨通过螺栓固定连接。

10、优选的，所述滑轨为中空矩形体，所述滑轨内侧底部并位于滑块正下方开设通口，所述通口内侧滑接与微型气缸输出端固接的推块，所述推块通过通口与滑块固定连接。

11、优选的，所述定位轨为全封闭形态的中空矩形体，所述联动轨为一端开口的“u”形中空矩形体，所述定位轨和联动轨在贴合状态下二者平行，且二者内侧中空部分高度、长度和宽度一致。

12、优选的，所述定位桩底部与联动轨连接处安装轴承，所述轴承用于使定位桩转动于联动轨内侧中空部分，所述定位桩靠近移动块一侧固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆输出端连接柔性金属链，所述柔性金属链连接移动块。

13、其中伸缩杆为液压油杆，属于市面常见的，可购买的，其原理为拉出后因内杆负压状态会自动收缩的杆体。

14、一种基于3d视觉检测的激光清洗设备控制方法，采用上述任一所述的基于3d视觉检测的激光清洗设备，所述清洗设备内置控制系统，所述控制系统包括以下控制方法：

15、步骤一、将需要进行激光清洗的物品放置在放置台顶面，其中控制台内置转向电机和重量传感器，并与控制系统连接，控制系统接受重量传感器信号后启动ccd相机；

16、步骤二、由ccd相机拍摄物品表面进行视觉试检测，并通过一号聚焦结构或二号聚焦结构拉进或远离物品之间距离来调节聚焦；

17、步骤三、聚焦调节完毕控制系统启动后ccd相机拍摄物品表面，并由内置图像处理模块进行污垢涂层或杂质的识别处理，并将识别结果输送至控制系统；

18、步骤四、ccd相机在物品某一区域内拍摄照片完毕后，控制系统启动双轴驱动结构调整其上下或左右位置，来对物品靠近ccd相机一侧和顶面进行全面拍摄，获取三维数据；

19、步骤五、一侧拍摄完毕后由控制系统驱动控制台旋转带动物品转向，并继续启动ccd相机进行下一轮拍摄，直至将物品完整拍摄；

20、步骤六、控制系统通过算法和模型从处理后的数据中提取目标的污垢涂层或杂质特征，并将特征输入清洗结构，对目标进行清洗。

21、与现有技术相比，本发明申请提供了一种基于3d视觉检测的激光清洗设备及其控制方法，具备以下有益效果：

22、1、本发明申请通过由ccd相机拍摄物品表面进行视觉试检测，并通过一号聚焦结构或二号聚焦结构拉进或远离物品之间距离来调节聚焦，聚焦调节完毕控制系统启动后ccd相机拍摄物品表面，并由内置图像处理模块进行污垢涂层或杂质的识别处理，达到了能够对需要激光清洗的物品聚焦使得视觉检测结果更清晰的有益效果。

23、2、本发明申请通过ccd相机在物品某一区域内拍摄照片完毕后，控制系统启动双轴驱动结构调整其上下或左右位置，来对物品靠近ccd相机一侧和顶面进行全面拍摄，获取三维数据，达到了一次性对清洗物多面的视觉检测提高效率的有益效果。

技术特征：

1.一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，包括激光清洗头（1），承载激光清洗头（1）的控制台（2），所述控制台（2）还安装有用于激光清洗头喷射激光的光源，所述控制台（2）顶面安装放置台（3），其特征在于：所述放置台（3）侧边并位于控制台（2）顶面一侧安装用于对放置在放置台（3）上物品进行多方向检测的检测结构，所述检测结构包括安装有内置图像处理模块的ccd相机（6），所述检测结构还包括用于驱动ccd相机（6）在放置台（3）前方横向和上下移动的双轴驱动结构，所述双轴驱动结构与ccd相机（6）之间连接控制ccd相机（6）与放置台聚焦的一号聚焦结构和二号聚焦结构；

2.根据权利要求1所述的一种了基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述放置台（3）侧边并位于控制台（2）顶面安装用于清洗放置在放置台（3）表面上的物品的清洗结构，所述清洗结构与检测结构位于控制台（2）两侧，二者之间不相互靠近，所述清洗结构包括撑杆（4），所述撑杆（4）底部固定连接于控制台（2）侧壁，且撑杆（4）顶面安装平行于放置台（3）的定位板（401），所述定位板（401）靠近放置台（3）一侧开设滑槽，所述滑槽内侧安装用于驱动激光清洗头（1）在放置台（3）顶面进行前后移动的电动丝杆（402），所述电动丝杆（402）和激光清洗头（1）之间还安装驱动激光清洗头（1）在放置台（3）顶面进行横向移动的横移结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述横移结构包括滑动连接与滑槽内侧且与电动丝杆（402）螺纹连接的滑块（5），所述滑块（5）底面固定连接有横板（501），所述横板（501）与滑槽位置交错形成“十”字形，且横板（501）底面安装气缸（502），所述气缸（502）的输出端活动连接于激光清洗头（1）前端部分并使其输出端向下对准放置台（3）。

4.根据权利要求3所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述激光清洗头（1）与气缸（502）输出端还连接的减速电机（503），所述减速电机（503）输出端与激光清洗头（1）前端部分固接，所述减速电机（503）底部向上与气缸（502）输出端固接。

5.根据权利要求4所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述双轴驱动结构包括横向电动驱动缸（9）和纵向电动驱动缸（10），所述纵向电动驱动缸（10）垂直安装于横向电动驱动缸（9）的输出端，所述纵向电动驱动缸（10）输出端通过一号聚焦结构或二号聚焦结构与ccd相机（6）连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述纵向电动驱动缸（10）输出端固定连接定位板（11），所述定位板（11）远离纵向电动驱动缸（10）的另一侧与滑轨（7）或联动轨（801）通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述滑轨（7）为中空矩形体，所述滑轨（7）内侧底部并位于滑块（701）正下方开设通口（703），所述通口（703）内侧滑接与微型气缸（702）输出端固接的推块，所述推块通过通口（703）与滑块（701）固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述定位轨（8）为全封闭形态的中空矩形体，所述联动轨（801）为一端开口的“u”形中空矩形体，所述定位轨（8）和联动轨（801）在贴合状态下二者平行，且二者内侧中空部分高度、长度和宽度一致。

9.根据权利要求8所述的一种基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于：所述定位桩（803）与联动轨（801）连接处安装轴承，所述定位桩（803）靠近移动块（802）一侧固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆输出端连接柔性金属链，所述柔性金属链连接移动块（802）。

10.一种基于3d视觉检测的激光清洗设备控制方法，采用权利要求7或9所述的基于3d视觉检测的激光清洗设备，其特征在于，所述清洗设备内置控制系统，所述控制系统包括以下控制方法：

技术总结
本发明申请公开了一种基于3D视觉检测的激光清洗设备及其控制方法，属于激光清洗检测技术领域，基于3D视觉检测的激光清洗设备包括激光清洗头，承载激光清洗头的控制台，控制台还安装有用于激光清洗头喷射激光的光源，控制台顶面安装放置台，放置台侧边并位于控制台顶面一侧安装用于对放置在放置台上物品进行多方向检测的检测结构。本发明申请能够对需要激光清洗的物品聚焦使得视觉检测结果更清晰的有益效果。

技术研发人员：黄建忠
受保护的技术使用者：无锡天光自动化科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23