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ULS创新

Universal相机配准

Universal相机配准(UCR)选项具有一个定位和确定激光系统内部材料上配准标记准确位置的摄像头。软件调整预先定义的切割路径以适合材料。激光系统用户只需靠近激光系统中的正确位置放置材料,UCR就会在此放置位置自动调整切割路径以适合材料。

  • 出众的加工精度
    Universal 相机配准可显著提高加工精度和可重复性,同时无需采用复杂的夹具。
  • 更高的生产率
    内置相关工具以同时支持单循环工艺和自动化功能,从而实现更高的产量。
  • 直观的用户界面
    设置和运行相机配准的过程非常简单而直观,仅需最低限度的培训即可操作。

Universal相机配准视频
  • 出众的加工精度

    许多激光材料加工任务都要求对准材料上的特征。这方面有若干的实例,如打印-切割,其中使用激光系统循着材料上打印出的特征将材料切割下来。在这些类型的应用中,用户通常需要构造机械夹具来将零件或材料固定在特定的位置,并使加工激光对齐到此夹具。


    机械夹具解决方案适合于某些可视化应用,但也存在若干缺陷。制作这些夹具不仅耗时,而且成本高昂。将加工激光对齐到夹具,设置适当的焦点,采用适当的通风设备去除副产物,以及确保夹具不会干扰到激光系统的移动组件,这些都是容易犯错误的任务。此外,如果要在未来重复执行此工艺,必须妥善存放夹具,并且操作员必须每次都执行完整的设置程序。


    Universal相机配准(UCR)降低了对机械夹具的需求,同时提供较高的精度和可重复性。UCR可用于ILS和XLS平台,其使用系统载具内部的高分辨率摄像头,以可视化方式标识待加工零件上的特征,这些特征对应于设计文件中的对准标记。此信息用于将设计文件对齐到材料。

    从左至右 - 带对准标记的原材料、识别这些位置的UCR软件以及最终的切割件
    从左至右 - 带对准标记的原材料、识别这些位置的UCR软件以及最终的切割件

    UCR可补偿多种预加工和材料变形,激光材料改性工艺之前的诸多制造工艺均有存在这些类型的变形。具体来说,UCR可调整如下参数以确保在材料几何体和激光加工之间实现几乎完美的对准:


    • 平移
      在X-Y平面上重新定位设计文件。 这是在将材料手动放入系统中时最常见的调整方式。 可使用单个对准标记实现此功能。
    • 旋转
      在X-Y平面上旋转设计文件。 旋转要求材料上至少有两个对准标记,在将材料手动放入系统中时必须频繁执行此操作。 这是一种重要的补偿机制,因为几度的旋转错位就可能导致严重的加工问题。
    • 缩放
      更改设计文件的尺寸以匹配材料。 缩放可能也是造成错位的主要原因,仅次于平移和旋转。 纸张、薄膜和织物等材料通常会在处理时拉伸,同时在不同的温度和湿度下也会改变尺寸。 如果未进行任何补偿,这些尺寸的改变就可能造成肉眼就能轻松看到的错位。 调整缩放时,至少需要两个对准标记。
    • 倾斜
      调整X轴和Y轴之间的角度。 倾斜比前面所说的变形类型更加细微,然而,为获得最高的精度和质量,不能忽视这种变形。 如果辊筒的直径不完全均匀,或者传入材料在一侧相对于另一侧有所拉伸,胶印等辊式过程就可能造成剪切变形。 UCR需要至少三个对准标记才可执行倾斜补偿。
    • 透视
      对设计文件的3D视点进行调整。 对于需要最高精度的应用,必须执行透视调整。 而在较为不常见的情况下,某些制造工艺可能在材料上产生透视风格的变形,如果未正确予以补偿,则可能无法满足严格的公差规范。
    显示使用激光系统加工之前材料上可能存在各种变形类型的示意图
    显示使用激光系统加工之前材料上可能存在各种变形类型的示意图。UCR能够补偿上述所有变形以及其中的任意组合。
  • 更高的生产率

    灵活的对准标记类型

    UCR允许用户从各种标准对准标记中进行选择,如十字准线和圆圈。使用这些类型的标记生成设计文件时,系统可在材料上自动标识它们,这样不仅可提高生产率,还可增加灵活性。


    除了一组标准对准标记之外,UCR还可使用零件上的几乎任何特征作为对准点。例如,如果在已印刷的电路板上执行加工,则可将该电路板上的任何特征用作对准点:螺孔、小的电容器、通路孔或导电线路。

    UCR将电路板上的不同组件用作对准点。

    UCR将电路板上的不同组件用作对准点。

    手动和自动对准模式


    为将设计文件对准到材料,UCR提供了手动和自动对准模式。手动方法用于加工相对少量的零件。在此模式中,用户根据相机所见选择每个对准标记的位置。获得所有位置后,就可如往常一样进行加工。


    在自动模式中,用户只需选择每个对准标记的中心位置,并通过交互式软件对激光系统进行每个对准标记的训练。然后,UCR将捕获这些标记的图像,存储图像以供后面使用。每次将新的实例放入机器(用作激光切割机激光雕刻机激光打标机或此类工艺的组合)中时,UCR都会自动调用这些图像,并使用板载摄像头定义标记。在必须一次性生产若干零件的批量生产环境中,自动模式可发挥作用。


    加工复制


    经常在一个材料上会有多个零件需要由UCR分别进行补偿。在这些情况下,可使用通用控制面板或激光系统管理器内的复制功能,对一组零件重复执行对准过程。这将完美对齐每个零件的设计文件,从而在每个实例上执行极高质量的加工。

    激光系统软件,其中包含通过复制功能生成的四个相机配准过程副本,如XLS系统上所示
    激光系统软件,其中包含通过复制功能生成的四个相机配准过程副本,如XLS系统上所示
  • 直观的用户界面

    相机配准是强大而灵活的工具,同时又兼具易用性。该工具的典型工作流程遵循如下基本模式:


    • 创建设计文件以及对准标记。这些对准标记是匹配预制材料上特征的点。这些特征可以是材料上可由板载摄像头轻松识别的特征。
    • 将材料插入激光系统。
    • 激光系统使用摄像头查找材料上的所有对准标记。
    • 激光系统计算用户材料的正确位移、旋转、缩放、倾斜和透视。
    • 系统修正切割或打标路径以适合材料,然后对材料进行加工。
    显示对准过程的UCR用户界面

    显示对准操作的UCR用户界面