基于機器視覺路徑識別的激光加工系統的研制

楊全利

（天津職業技術師范大學工程實訓中心，天津 300222）

激光加工技術產生于上個世紀，發展勢頭良好且具有巨大的商業潛力和價值。這項技術歷經多年更新換代與發展，為國家經濟做出了巨大貢獻。它自身的優勢和特性促使其在材料加工領域發揮著重要作用。

1 激光加工技術的原理

所謂激光加工是利用激光作為熱源來熱加工部件。其主要內涵為：用激光束照射部件表面，達到激觸的效果，消除摩擦產生的阻力，因此這種技術的加工速度是同類其他技術無法比擬的，并且這種技術對環境的影響小，甚至運行中不會產生過大的聲響。

2 激光加工技術的特點

2.1 受加工材料的限制小

激光加工技術可適用于各種金屬和非金屬材料的處理，尤其是在堅硬的非金屬材料中應用非常廣泛。

2.2 制作的產品質量上乘，更為精準

由于激光加工技術實現了快速加工，降低了部件扭曲變形的可能性，因此可在此基礎上進一步提升速度，操作效率是其他措施望塵莫及的。

2.3 對加工熱加工后產生的影響范圍較小

激光加工只是對產品的部分區域有影響，雖然升高了加工部位的溫度，釋放了一些熱量，但在每一區域加工的時間都很短，產生的熱量對周圍的影響是有限的。

2.4 操作靈活、便利

激光加工技術產生的光束在聚焦、發散和指導方向等方面效率非常高，可以在短時間內就得到數據，例如長短不一的光斑尺寸和大小不同的功率，為不同類型的產品做準備。而且在操作過程中與機器人進行配合，形成不同風格的加工機制，以應對更加復雜的設計。

3 重點研究和發展領域及措施

3.1 利用激光進行高速塑形

激光高速塑形技術是上個世紀就發展起來的一項科學技術，發展潛力依舊巨大，在制造業和加工業都有非常大的影響力。多年來我國研究人員為了使其進一步發展，成功創新出許多新型加工方式，形成了較為完備的操作系統。如近年來興起的輪廓失效快速成型法，該方法是利用的高能激光束對物品進行灼燒，進而使產品顯形。通過該方法的啟迪，很多企業將原有設備進行了升級和替換，充分發揮其應用價值。為縮短該技術的操作時長、提高整體流水線的效果和效率，可以發揮機器視覺路徑識別的作用，將加工完畢的產品按照固定路線運輸回倉庫，降低工作人員的工作壓力。

3.2 利用激光進行焊接

利用這種技術進行焊接時，由于其操作速度快、不與部件直接接觸等優點，在電子、軍事、手表等工業領域的應用十分普遍。目前，企業可以在產品分類這一方面運用機器視覺路徑識別這一技術，告別人工分揀的時代，并且在配備移動機器人為不同產品打上不同顏色的包裝，更容易區分，提高分裝和運輸的速度和效率。

3.3 利用激光進行打孔

利用激光打孔的技術實用性強，目前已在制造業占據一席之地，在這個領域探究的人才不計其數。在武漢理工大學的優秀案例中看出其重要性，研究人員對一種激光打孔機床的橫梁進行了研究，并分析了操作時車間的溫度對打孔的準確度之間的聯系，有助于機床的完善。與此同時，應將重點轉向激光束的脈沖寬度、空間分布等因素在產品質量提升中的應用，有利于研發部門提升這項激光加工技術。

4 結語

此類激光加工技術已在新世紀蓬勃發展，方興未艾，給眾多工業和醫學領域帶來了發展的新渠道、新理念。因此，必須大力提升這種技術的先進性，增加其應用范圍，結合機器路徑識別等高科技不斷實踐、創新，不斷提升這種技術在世界的影響力和作用。讓科技服務人民的日常生活，服務于企業的轉型升級，為國家社會的長治久安和中國夢的建設作出貢獻。