一种模具视觉识别激光清洗设备及视觉识别定位方法

阅读：评论：0

1.本发明涉及模具清洗技术领域，特别涉及一种模具视觉识别激光清洗设备及视觉识别定位方法。

背景技术：

2.模具是用来为不同材料、不同型面的零件实现一次成形的制造设备。但是在零件成形后，不同零件中的特种塑料、金属、其他复合材料等会有部分材料固结在模具表面，需要及时的清理掉固结在模具表面的“杂物”，否则会影响后续零件的成形精度。由于模具表面的精度决定着所形成的零件表面精度，因此在清理过程中既要保证“杂物”的清理效率、清理彻底性，又要保证其不损坏模具表面的精度。传统清洗方法多为人工手动清洗，采用拉丝绵、抛光、或者化学试剂等去除“杂物”。但是人工清洗效率低下，且多次加工均一性差，清洗不够彻底，对人工的熟料度和技能要求十分高，既费时费力费财，又很难达到加工要求，不符合当前高效高精度自动化加工的需求。

技术实现要素：

3.本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种能够视觉识别以及自动清洗模具的设备。
4.为了达到上述目的，本发明提供了一种模具视觉识别激光清洗设备，包括双工位切换的模具装夹模块、以及激光视觉模块，所述模具装夹模块用于装夹模具，且前一个模具在加工工位激光作业时，后一个模具在上料工位上料，所述激光视觉模块用于识别模具的具体轮廓形状，以生成相应的扫描区域，同时用于获取模具表面与激光视觉模块的间距，控制激光加工的距离处于焦深范围内。
5.进一步地，所述模具装夹模块包括底座以及所述底座上设置的、装夹模具的第一装夹台和第二装夹台，所述第一装夹台与所述底座通过第一导向组件活动连接，所述第二装夹台与所述底座通过第二导向组件活动连接，所述第一装夹台与所述底座上的第一驱动模组驱动连接，所述第二装夹台与所述底座上的第二驱动模组驱动连接。
6.进一步地，所述第一导向组件包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨安装在底座两侧的支撑板上，所述第一滑块安装在所述第一装夹台的下表面，并与所述第一导轨滑动连接；所述第二导向组件包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨安装在所述底座上且位于两块所述支撑板之间，所述第二滑块安装在所述支撑台的下表面，并与所述第二导轨滑动连接，所述第二装夹台与所述支撑台通过升降导向组件以及升降驱动组件连接。
7.进一步地，所述第一驱动组件包括转动设置在所述支撑板上的丝杠，所述丝杠与第一电机传动连接，所述第一装夹台安装有第一连接块，所述第一连接块开设螺纹孔并与所述丝杠螺纹配合；所述第二驱动组件包括转动设置在所述支撑块上的主动带轮和从动带轮，所述主动带轮与所述从动带轮之间通过同步带连接，所述支撑台安装有第二连接块，所述第二连接块与所述同步带相连，所述第一装夹台还安装有第三连接块，所述第三连接块
与所述同步带连接，以将所述第一电机的动力传递至所述同步带，所述第二连接块、所述第三连接块分别连接所述同步带的下层部分和上层部分。
8.进一步地，所述升降导向组件包括布设在所述支撑台上的直线轴承、以及布设在所述第二装夹台上的直线导杆，所述直线导杆与所述直线轴承滑动配合。
9.进一步地，所述升降驱动组件包括布置在所述支撑台上的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述第二装夹台下表面连接。
10.进一步地，所述第一装夹台以及所述第二装夹台上都均匀分布有滚珠，所述滚珠用于模具安装时滚动支撑；所述第一装夹台以及所述第二装夹台上设置导轮以及锁紧机构，所述导轮与所述第一装夹台、所述第二装夹台转动连接，且设置于模具定位位置的两个相邻侧边处，所述锁紧机构设置在所述导轮相对的一侧，用于将模具顶紧。
11.进一步地，所述激光视觉模块包括架设在所述底座上方的龙门架、以及安装在所述龙门架上的视觉识别组件和激光加工组件；
12.所述激光加工组件包括激光输入光纤、振镜和场镜，所述激光输入光纤用于激光器发射的激光输入，所述振镜和所述场镜将激光器产生的激光进行偏转和聚焦，所述激光加工组件还包括z轴滑台，所述z轴滑台上的安装座安装所述激光输入光纤、所述振镜和所述场镜，且所述安装座上还布设有距离传感器，所述距离传感器用于测量模具表面与所述场镜之间的；
13.所述视觉识别组件包括视觉相机以及与所述视觉相机连接的视觉调整机构，所述视觉调整机构具有多个调整自由度，所述视觉调整机构与所述安装座连接，从而调整视觉相机相对于激光的位置，所述龙门架上还设置有x轴滑台，所述z轴滑台与所述x轴滑台连接。
14.本发明还提供了一种模具视觉识别定位方法，包括如下步骤：
15.s1，利用视觉相机采集模具放置的图像数据；
16.s2，提取图像数据，采用sobel算子对模具边缘进行提取，同时采用高斯滤波算法得到模具边缘的中心坐标和边缘长度，并由此判断模具型号；
17.s3，给模具建立型号后，再根据图像数据识别模具的外围轮廓，并将识别到的轮廓数据传输到控制软件中；
18.s4，根据识别到的轮廓数据控制激光加工组件进行激光扫描加工。
19.进一步地，s2具体包括如下子步骤：
20.s21，用一个模板扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值替代模板中心像素点的值，采用图像高斯平滑，使用高斯滤波器g(x,y)与原始模具图像的像素函数f(x,y)进行卷积，得到平滑的i(x,y)，其表达式如下：
[0021][0022]
i(x,y)＝g(x,y)*f(x,y)；
[0023]
s22，采用sobel算子计算图像i(x,y)的梯度幅度和方向，利用sobel水平和垂直算子与图像i(x,y)卷积，计算g(x)和g(y)：
[0024]
g(x)＝i(x,y)*sobel
x
(x,y)
[0025]
g(y)＝i(x,y)*sobely(x,y)
[0026]
其中sobel
x
(x,y)为水平算子、sobely(x,y)为竖直算子，其值分别为：
[0027][0028]
进一步得到图像梯度的幅值m(x,y)为：
[0029][0030]
角度α(x,y)为：
[0031][0032]
s23，对sobel算子处理后的图形进行全局阈值分割，所采用的算子是threshold，具体参数根据图形不同进行调整，根据所给的参数把曲线分割成许多不连接的区域，再进行connection算子处理后，不连接的区域将会以不同的颜加以区分；
[0033]
s24，筛选目标直线并进行数据获取，给定限制条件加以挑选，得到目标，在这个过程中采用的是select_shape算子，操作符select_shape根据形状选择区域，对于来自区域的每个输入区域，计算所指示的特征。如果计算特征的每个或至少一个在默认限内，则该区域将适应输出，最终得到用于区分模具的关键线段，用contlength算子得到该线段的长度，确定模具的型号；
[0034]
s25，获取模具的轮廓数据；首先用threshold算子和connection算子，在s23的基础上修改参数，接下来用select_shape算子去除一些无关区域，再用sort_region、count_obj、select_obj算子来获取模具上的斜线段或者弯曲线段，最终得到模具轮廓的数据值；将得到的轮廓数据传输至软件中，形成相应的形状扫描文件，并将其命名特定的型号。
[0035]
本发明的上述方案有如下的有益效果：
[0036]
本发明在设备与算法程序高度结合的基础上，模具在初始定位后自动运送至加工工位，能够自动识别待加工区域和调整焦距，然后控制激光进行清洗加工，依靠模具识别定位准确以及激光高能量特性，可以剥离绝大多数物质，可以大幅提高加工精度而不损伤加工区域以外的本体材料，总之，能够自动化完成模具的定位、加工域识别、高精度自动清洗等工序，实现模具高效自动清洗，显著提高清洗的效率和精度。
[0037]
本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0038]
图1为本发明的整体结构示意图；
[0039]
图2为本发明的模具装夹模块示意图；
[0040]
图3为本发明的模具装夹模块示意图(另一视角)；
[0041]
图4为本发明的激光视觉模块示意图；
[0042]
图5为本发明实施例中模具和需要识别的特征示意图；
[0043]
图6为本发明实施例中获取到的左侧目标直线和直线长度；
[0044]
图7为本发明实施例中获取到的右上角斜线和倾斜角度；
[0045]
图8为本发明实施例中识别到的模具需加工的轮廓。
[0046]
【附图标记说明】
[0047]
1-底座；2-模具；3-第一装夹台；4-第二装夹台；5-第一导轨；6-第一滑块；7-支撑板；8-第二导轨；9-第二滑块；10-支撑台；11-丝杠；12-第一电机；13-第一连接块；14-主动带轮；15-从动带轮；16-第三连接块；17-同步带；18-第二连接块；19-直线轴承；20-直线导杆；21-升降气缸；22-避让槽；23-滚珠；24-导轮；25-锁紧机构；26-龙门架；27-激光输入光纤；28-振镜；29-场镜；30-z轴滑台；31-安装座；32-距离传感器；33-视觉相机；34-视觉调整机构；35-x轴滑台。
具体实施方式
[0048]
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0049]
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0050]
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
[0051]
如图1所示，本发明的实施例提供了一种模具视觉识别激光清洗设备，该设备是一种双工位切换模具脉冲激光高效高精度智能清洗设备(其中模具包括但不限于塑料、复合材料、黏胶、金属表面氧化等待去除物，凡是根据高能量激光烧蚀所能去除的物质，都被视为一种模具，均可在本设备上加工)，包括双工位切换的模具装夹模块、以及激光视觉模块。其中，模具装夹模块具有双工位切换的功能，前一个模具在加工工位激光作业时，后一个模具在上料工位上料，保证设备的作业效率。激光视觉模块能够识别被加工模具的具体轮廓形状，然后在工控机控制软件中生成相应的扫描区域，同时还能获取模具表面与激光视觉模块的间距，控制、保证激光加工的距离处于焦深范围内。
[0052]
同时如图2、图3所示，在本实施例中，模具装夹模块包括底座1，双工位切换指在底座1上设置的、装夹模具2的第一装夹台3和第二装夹台4。其中，第一装夹台3与底座1通过第
一导向组件活动连接，第二装夹台4与底座1通过第二导向组件活动连接，以分别对第一装夹台3、第二装夹台4的移动进行导向。同时，第一装夹台3与底座1上的第一驱动模组驱动连接，第二装夹台4与底座1上的第二驱动模组驱动连接，因此第一装夹台3、第二装夹台4分别通过第一驱动模组、第二驱动模组驱动而移动。需要说明的是，第一导向组件、第二导向组件、第一驱动模组、第二驱动模组均沿y向布置，以使第一装夹台3、第二装夹台4沿x向往复移动，切换加工工位与上料工位。
[0053]
可以理解的是，第一装夹台3和第二装夹台4同时进行移动切换，当第一装夹台3(或第二装夹台4)在加工工位时，即代表第二装夹台4(或第一装夹台3)处在上料工位，由此可以在第一装夹台3加工的同时在第二装夹台4上料，实现模具2的高效清洗。
[0054]
在本实施例中，第一导向组件包括第一导轨5和第一滑块6，其中第一导轨5安装在底座1两侧的支撑板7上，第一滑块6安装在第一装夹台3的下表面，并与第一导轨5滑动连接，从而让第一安装台3的下表面与底座1形成一定距离，便于第二装夹台4从下方穿过进行切换。相对应地，第二导向组件包括第二导轨8和第二滑块9，第二导轨8安装在底座1上且位于两块支撑板7之间，第二滑块9安装在支撑台10的下表面，并与第二导轨8滑动连接，第二装夹台4与支撑台10则通过升降导向组件以及升降驱动组件连接，以进行升降。
[0055]
在本实施例中，第一驱动组件包括转动设置在支撑板7上的丝杠11，丝杠11与第一电机12传动连接。同时，第一装夹台3安装有第一连接块13，第一连接块13开设螺纹孔，通过螺纹孔与丝杠11配合，以通过第一电机12驱动丝杠11旋转，控制第一装夹台3的位移。相对应地，第二驱动组件包括转动设置在底座1上的主动带轮14和从动带轮15，主动带轮14与从动带轮15之间通过同步带17连接。同时，支撑台10安装有第二连接块18，第二连接块18与同步带17相连。第一装夹台3还安装有第三连接块16，第三连接块16与同步带17连接，以将第一电机12的动力传递至同步带17。其中，第二连接块18、第三连接块16分别连接同步带17的下层部分和上层部分，因此当第一电机12工作时，两个装夹台的移动方向是正好相反的，由此实现一台电机驱动两个装夹台向两个方向移动，且没有时间差和相对位置差，可以保障多次往复运动后，两个装夹台的相对位置仍然相同。
[0056]
可以理解的是，第一驱动组件、第二驱动组件的形式可以相互替换，或采用其它类型的驱动组件等，此处也不作具体限制。
[0057]
需要说明的是，本实施例中第一导向组件、第二导向组件、第一驱动组件、第二驱动组件均沿y向布置，因此第一装夹台3与第二状态台4均沿y向切换工位。
[0058]
在本实施例中，升降导向组件包括布设在支撑台上的直线轴承19、以及布设在第二装夹台4上的直线导杆20，直线导杆20与直线轴承19滑动配合，以对第二装夹台4相对于支撑台10的升降进行导向，提升第二装夹台4移动的稳定性。升降驱动组件包括z向布置在支撑台10上的升降气缸21，升降气缸21的活塞杆通过可偏心浮动接头螺纹连接于第二装夹台4下表面，从而通过气杆的伸缩控制第二装夹台4的高度位置。
[0059]
可以理解的是，为保证第二装夹台4的伸缩距离，直线轴承19、升降气缸21等均部分地位于支撑台10的下方，由于支撑台10与底座1是紧贴设置的，因此本实施例中在底座1上还开设有与直线轴承19、升降气缸21分别对应的避让槽22，以使支撑台10移动时下方的直线轴承19以及升降气缸21部分能够穿过避让槽22并沿其移动，不会造成阻碍。
[0060]
在本实施例中，第一装夹台3以及第二装夹台4上都均匀分布有滚珠23，通过滚珠
23使模具2安装时能够方便地在装夹台上移动并调整位置。同时，为保证到位后的稳定性，第一装夹台3以及第二装夹台4上还都设置导轮24以及锁紧机构25。其中，导轮24与装夹台转动连接，且设置于模具2定位位置的两个相邻侧边处，以使模具2能够贴边定位。锁紧机构25则设置在导轮24相对的一侧，能够控制将模具2顶紧，使模具2紧靠导轮24并被顶紧限位，从而完成模具2在装夹台上的装夹定位。需要说明的是，锁紧机构25的末端设置弹性材料的缓冲头，避免将模具2侧表面顶坏。
[0061]
同时如图4所示，在本实施例中，激光视觉模块包括架设在底座上方的龙门架26、以及安装在龙门架26上的视觉识别组件和激光加工组件。其中，激光加工组件包括激光输入光纤27、振镜28和场镜29，激光输入光纤27用于激光器发射的激光输入，振镜28和场镜29将激光器产生的激光进行偏转和聚焦，以既定的扫描加工参数对模具相应位置进行扫描加工。同时，激光加工组件还包括z轴滑台30，z轴滑台30上的安装座31安装激光输入光纤27、振镜28和场镜29，且安装座31上还布设有距离传感器32，通过距离传感器32测量模具2表面与场镜29之间的距离，控制z轴滑台30保证场镜29距加工表面的距离处于既定的焦距范围内。
[0062]
视觉识别组件包括视觉相机33以及与视觉相机33连接的视觉调整机构34，视觉调整机构34具有y向和z向的调整自由度，同时视觉调整机构34与安装座31连接，从而调整视觉相机33相对于激光位置的y向和z向。另外，龙门架26上还设置x轴滑台35，z轴滑台30与x轴滑台35连接，以调整视觉识别组件、激光加工组件的x向位置，从而与模具2对准。
[0063]
在本实施例中，激光加工组件连接的激光器能够发射50khz/120w脉冲激光，激光器的焦深深度12mm，可加工高度不同的表面，其加工精度达到0.005mm，可精准去除待加工模具表层，而不伤害模具2本体。当然，激光器的功率、焦深、频率等参数是可变的，根据加工需求改更换其他类型的激光器。
[0064]
采用本实施例提供的模具视觉识别激光清洗设备时，在开机后程序进行初始化，第一装夹台3移动至上料工位(通过光电传感器限位)，将模具2装夹在第一装夹台3上，完成初始定位。
[0065]
第一装夹台3上料完成后，点击开始程序，通过第一电机12将第一装夹台3移动至加工工位，同时第二装夹台4移动至上料工位。移动到预设工位后，视觉识别组件开始识别模具2加工表面(包括变深度、不规则表面)并在控制软件中自动形成扫描区域，并赋予既定的加工参数。同时，激光加工组件的距离传感器32测量场镜29到模具2加工表面的距离并反馈至工控机中，由工控机判断、控制z轴滑台30移动，使场镜29位于合适的焦距上。待调整完后，工控机自动控制激光器输出特定参数的激光(其参数可根据不同加工物质而改变)清洗模具2表面。
[0066]
在第一装夹台3移动至加工工位时，第二装夹台4下方的升降气缸21的气杆处于缩回状态，将第二装夹台4高度降低至不与第一装夹台3干涉的位置。待第二装夹台4移动至上料位置时，升降气缸21的气杆自动伸长，将第二装夹台4顶升至与第一装夹台3相同的高度位置。在第一装夹台3上模具加工的同时，可在第二装夹台4上装夹下一个模具2。待第一装夹台3上模具2加工完成后，第二装夹台4下降，两装夹台交换位置，第二装夹台4上升至预设高度，视觉识别组件开始工作。由此形成工作循环，可高效、连续加工不同类型模具。
[0067]
实施例2：
[0068]
本发明的实施例2提供了一种模具视觉识别定位方法，具体包括如下步骤：
[0069]
s1，利用视觉相机采集模具放置的图像信息。
[0070]
s2，提取s1的图像数据，并采用sobel算子对模具边缘进行提取，同时采用高斯滤波算法得到模具边缘的中心坐标和边缘长度，并由此判断模具型号(若此模具是此前加工过的，则直接在工控机中调取之前的配置文件即可加工。在实际应用中应该是同一模具的大量加工，因此实际加工中主要用到此步骤。不同模具可根据实际情况设定不同识别特征。)。
[0071]
s3，给模具(新模具)建立型号后，再根据图像数据识别模具的外围轮廓，并将识别到的轮廓数据传输到控制软件中。
[0072]
s4，根据识别到的轮廓数据控制激光加工组件进行激光扫描加工。
[0073]
在s2中，高斯滤波就是对整幅图像进行加权平均的过程，每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后得到。高斯滤波的具体步骤包括：
[0074]
s21，用一个模板(或称卷积、掩模)扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值去替代模板中心像素点的值。图像高斯平滑也是邻域平均的思想对图像进行平滑的一种方法，在图像高斯平滑中，对图像进行平均时，不同位置的像素被赋予了不同的权重。高斯平滑与简单平滑不同，它在对邻域内像素进行平均时，给予不同位置的像素不同的权值，它可以消除高斯噪声。
[0075]
具体的实现方式是使用高斯滤波器g(x,y)与原始模具图像的像素函数f(x,y)进行卷积，得到平滑的i(x,y)，其表达式如下：
[0076][0077]
i(x,y)＝g(x,y)*f(x,y)
[0078]
s22，采用sobel算子计算图像i(x,y)的梯度幅度和方向，利用sobel水平和垂直算子与图像i(x,y)卷积，计算g(x)和g(y)：
[0079]
g(x)＝i(x,y)*sobel
x
(x,y)
[0080]
g(y)＝i(x,y)*sobely(x,y)
[0081]
其中sobel
x
(x,y)为水平算子、sobely(x,y)为竖直算子，其值分别为：
[0082][0083]
进一步得到图像梯度的幅值m(x,y)为：
[0084][0085]
角度α(x,y)为：
[0086][0087]
s23，对sobel算子处理后的图形进行全局阈值分割，所采用的算子是threshold
(audi2,region,0,90)，具体参数根据图形不同进行调整，这样可以根据所给的参数把曲线分割成为许多不连接的区域，再进行connection(region,connectedregions)算子处理后，不连接的区域将会以不同的颜加以区分。
[0088]
s24，筛选目标直线并进行数据获取，给定一些限制条件，比如对直线长度，区域面积加以挑选，最后可以得到目标，在这个过程中采用的是select_shape算子，操作符select_shape根据形状选择区域。对于来自区域的每个输入区域，计算所指示的特征(features)。如果计算特征的每个(operation＝'and')或至少一个(operation＝'or')在默认限制(最小值、最大值)内，则该区域将适应输出(复制)。
[0089]
用这个方式可以得到用于区分模具的关键线段(不同模具可设定不同的识别特征，用于模具型号的确定。)，并最后用contlength算子得到该线段的长度，这样模具的型号可以确定。
[0090]
s25，获取模具的轮廓数据。首先同样用threshold算子和connection算子，在s23的基础上修改一些参数，接下来用select_shape算子去除一些无关区域，再用sort_region、count_obj、select_obj算子来获取模具上的斜线段或者弯曲线段，最终得到模具轮廓的数据值。将算法得到的轮廓数据传输至控制软件中，形成相应的形状扫描文件，并将其命名特定的型号(后续识别到同种型号的模具时，可直接调用相应的扫描文件进行加工)。
[0091]
接下来进一步举例说明，图5所示的两条直线适用来获取模具尺寸的直线，其原理在于：对于不同的模具，其左边直线的长度和右边斜线的长度和角度有所不同。图6-图8为实例的模具和识别的结果。
[0092]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，包括双工位切换的模具装夹模块、以及激光视觉模块，所述模具装夹模块用于装夹模具，且前一个模具在加工工位激光作业时，后一个模具在上料工位上料，所述激光视觉模块用于识别模具的具体轮廓形状，以生成相应的扫描区域，同时用于获取模具表面与激光视觉模块的间距，控制激光加工的距离处于焦深范围内。2.根据权利要求1所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述模具装夹模块包括底座以及所述底座上设置的、装夹模具的第一装夹台和第二装夹台，所述第一装夹台与所述底座通过第一导向组件活动连接，所述第二装夹台与所述底座通过第二导向组件活动连接，所述第一装夹台与所述底座上的第一驱动模组驱动连接，所述第二装夹台与所述底座上的第二驱动模组驱动连接。3.根据权利要求2所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述第一导向组件包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨安装在底座两侧的支撑板上，所述第一滑块安装在所述第一装夹台的下表面，并与所述第一导轨滑动连接；所述第二导向组件包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨安装在所述底座上且位于两块所述支撑板之间，所述第二滑块安装在所述支撑台的下表面，并与所述第二导轨滑动连接，所述第二装夹台与所述支撑台通过升降导向组件以及升降驱动组件连接。4.根据权利要求3所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述第一驱动组件包括转动设置在所述支撑板上的丝杠，所述丝杠与第一电机传动连接，所述第一装夹台安装有第一连接块，所述第一连接块开设螺纹孔并与所述丝杠螺纹配合；所述第二驱动组件包括转动设置在所述支撑板上的主动带轮和从动带轮，所述主动带轮与所述从动带轮之间通过同步带连接，所述支撑台安装有第二连接块，所述第二连接块与所述同步带相连，所述第一装夹台还安装有第三连接块，所述第三连接块与所述同步带连接，以将所述第一电机的动力传递至所述同步带，所述第二连接块、所述第三连接块分别连接所述同步带的下层部分和上层部分。5.根据权利要求3所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述升降导向组件包括布设在所述支撑台上的直线轴承、以及布设在所述第二装夹台上的直线导杆，所述直线导杆与所述直线轴承滑动配合。6.根据权利要求3所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述升降驱动组件包括布置在所述支撑台上的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述第二装夹台下表面连接。7.根据权利要求2所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述第一装夹台以及所述第二装夹台上都均匀分布有滚珠，所述滚珠用于模具安装时滚动支撑；所述第一装夹台以及所述第二装夹台上设置导轮以及锁紧机构，所述导轮与所述第一装夹台、所述第二装夹台转动连接，且设置于模具定位位置的两个相邻侧边处，所述锁紧机构设置在所述导轮相对的一侧，用于将模具顶紧。8.根据权利要求1所述的一种模具视觉识别激光清洗设备，其特征在于，所述激光视觉模块包括架设在所述底座上方的龙门架、以及安装在所述龙门架上的视觉识别组件和激光加工组件；所述激光加工组件包括激光输入光纤、振镜和场镜，所述激光输入光纤用于激光器发
射的激光输入，所述振镜和所述场镜将激光器产生的激光进行偏转和聚焦，所述激光加工组件还包括z轴滑台，所述z轴滑台上的安装座安装所述激光输入光纤、所述振镜和所述场镜，且所述安装座上还布设有距离传感器，所述距离传感器用于测量模具表面与所述场镜之间的距离；所述视觉识别组件包括视觉相机以及与所述视觉相机连接的视觉调整机构，所述视觉调整机构具有多个调整自由度，所述视觉调整机构与所述安装座连接，从而调整视觉相机相对于激光的位置，所述龙门架上还设置有x轴滑台，所述z轴滑台与所述x轴滑台连接。9.一种模具视觉识别定位方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，利用视觉相机采集模具放置的图像数据；s2，提取图像数据，采用sobel算子对模具边缘进行提取，同时采用高斯滤波算法得到模具边缘的中心坐标和边缘长度，并由此判断模具型号；s3，给模具建立型号后，再根据图像数据识别模具的外围轮廓，并将识别到的轮廓数据传输到控制软件中；s4，根据识别到的轮廓数据控制激光加工组件进行激光扫描加工。10.根据权利要求9所述的一种模具视觉识别定位方法，其特征在于，s2具体包括如下子步骤：s21，用一个模板扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值替代模板中心像素点的值，采用图像高斯平滑，使用高斯滤波器g(x,y)与原始模具图像的像素函数f(x,y)进行卷积，得到平滑的i(x,y)，其表达式如下：i(x,y)＝g(x,y)*f(x,y)；s22，采用sobel算子计算图像i(x,y)的梯度幅度和方向，利用sobel水平和垂直算子与图像i(x,y)卷积，计算g(x)和g(y)：g(x)＝i(x,y)*sobel
x
(x,y)g(y)＝i(x,y)*sobel
y
(x,y)其中sobel
x
(x,y)为水平算子、sobel
y
(x,y)为竖直算子，其值分别为：进一步得到图像梯度的幅值m(x,y)为：角度α(x,y)为：s23，对sobel算子处理后的图形进行全局阈值分割，所采用的算子是threshold，具体
参数根据图形不同进行调整，根据所给的参数把曲线分割成许多不连接的区域，再进行connection算子处理后，不连接的区域将会以不同的颜加以区分；s24，筛选目标直线并进行数据获取，给定限制条件加以挑选，得到目标，在这个过程中采用的是select_shape算子，操作符select_shape根据形状选择区域，对于来自区域的每个输入区域，计算所指示的特征；如果计算特征的每个或至少一个在默认限内，则该区域将适应输出，最终得到用于区分模具的关键线段，用contlength算子得到该线段的长度，确定模具的型号；s25，获取模具的轮廓数据；首先用threshold算子和connection算子，在s23的基础上修改参数，接下来用select_shape算子去除一些无关区域，再用sort_region、count_obj、select_obj算子来获取模具上的斜线段或者弯曲线段，最终得到模具轮廓的数据值；将得到的轮廓数据传输至软件中，形成相应的形状扫描文件，并将其命名特定的型号。

技术总结

本发明提供了一种模具视觉识别激光清洗设备及视觉识别定位方法，设备包括双工位切换的模具装夹模块、以及激光视觉模块，模具装夹模块用于装夹模具，且前一个模具在加工工位激光作业时，后一个模具在上料工位上料，激光视觉模块用于识别模具的具体轮廓形状，以生成相应的扫描区域，同时用于获取模具表面与激光视觉模块的间距，控制激光加工的距离处于焦深范围内。本发明在设备与算法程序高度结合的基础上，能够自动化完成模具的定位、加工域识别、高精度自动清洗等工序，实现模具高效自动清洗，显著提高清洗的效率和精度。显著提高清洗的效率和精度。显著提高清洗的效率和精度。