本发明公开了一种来令片材边角料切割装置及控制方法。本发明装置包括料头夹取机构、主料夹紧机构、切割机构和控制系统；料头夹取机构包括左、右边角机械手；主料夹紧机构包括夹紧二指机械手；切割机构包括激光切割头。本发明通过机械手定位夹取来令片材的料头和主料区域，形成对来令片材稳定的夹持态，消除加工抖动且减小人工劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄的来令片材的侧、俯视图像，得到料头三维位置信息，替代人工测量；通过计算机处理料头三维位置信息和要执行切割的料头切割边界位置信息，得到激光切割头的三维运动轨迹信息，再由激光切割头按此轨迹移动并发出激光投射在料头上完成切割动作，极大地提高切割准确性。
1.一种来令片材边角料切割装置，其特征在于，其包括立板（12）、顶板（13）、工作台（14）、料头夹取机构、主料夹紧机构、切割机构和控制系统；立板（12）有两块，立板（12）的上方架设顶板（13），料头夹取机构安装在一块立板（12）上，料头夹取机构的下方设置用于接收切割下来的来令片边角料的来令片废料箱（8），工作台（14）设置在靠近另一块立板（12）的位置，工作台（14）上设置主料夹紧机构，切割机构安装在顶板（13）的底面上，工作台（14）附近设置斜板（15），斜板（15）的输出端与用于接收切割下来的来令片主料的料箱（16）对接；其中：所述料头夹取机构包括支撑板（10），左边角机械手（18）和右边角机械手（20）；所述支撑板（10）的一侧连接在一块立板（12）上，支撑板（10）的另一侧连接在长连接板（11）上，长连接板（11）的两端经连接件分别连接左边角机械手（18）、右边角机械手（20），左边角机械手（18）与右边角机械手（20）的安装方向呈水平位平行，分别用于夹取来令片材的左边角料、右边角料；
所述主料夹紧机构包括夹紧二指机械手X向电动滑台（22），夹紧二指机械手Y向电动滑台（23），夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）和夹紧二指机械手（27）；所述夹紧二指机械手X向电动滑台（22）安装在工作台(14)的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）安装在夹紧二指机械手X向电动滑台（22）上，夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）上，夹紧二指机械手Z向电动滑台(24)上安装夹紧二指机械手转向驱动电机(25)，夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴上套设夹紧二指机械手轴连接器（26），夹紧二指机械手(27)安装在夹紧二指机械手轴连接器(26)上，夹紧二指机械手(27)用于夹持来令片材主料区域，夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）的运动方向两两垂直；
所述切割机构包括激光切割头X向电动滑台（28），激光切割头Y向电动滑台（29），激光切割头Z向电动滑台（30）和激光切割头（34）；所述激光切割头X向电动滑台（28）安装在顶板（13）的底面上，顶板（13）与立板（12）连接，激光切割头Y向电动滑台（29）安装在激光切割头X向电动滑台（28）上，激光切割头Z向电动滑台（30）安装在激光切割头Y向电动滑台（29）上，激光切割头Z向电动滑台（30）上安装激光切割头转向驱动电机（31），激光切割头轴连接器（32）套设在激光切割头转向驱动电机（31）的轴上，激光切割头轴连接器（32）通过激光切割头固定部件（33）和激光切割头（34）连接,激光切割头X向电动滑台（28）、激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）的运动方向两两垂直；
所述控制系统包括计算机(1)，a控制驱动器（2），b控制驱动器（3），c控制驱动器（4），a工业相机（5）和b工业相机（35）；所述a工业相机（5）用于拍摄来令片材的侧视图像, a工业相机（5）通过线缆和计算机(1)连接；计算机(1)通过线缆发驱动指令给a控制驱动器（2），由a控制驱动器（2）产生相应控制信号驱动左边角机械手（18）和右边角机械手（20），使左边角机械手（18）定位夹取来令片左边角料（37），右边角机械手（20）定位夹取来令片右边角料（38）；计算机(1)根据a工业相机（5）拍摄的来令片材的侧视图像得到夹紧二指机械手（27）要执行夹持来令片材的位置信息，计算机(1)通过线缆发驱动指令给b控制驱动器（3），产生相应控制信号驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22），夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）移动及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴转动，使夹紧二指机械手（27）到达需要夹持来令片材的位置并做夹紧动作；所述b工业相机（35）用于拍摄来令片材的俯视图像，b工业相机（35）通过线缆和计算机(1)连接；计算机(1)根据a工业相机（5）拍摄的来令片材的侧视图像和b工业相机（35）拍摄的来令片材的俯视图像，得到来令片材的料头三维位置信息，再根据要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头（34）的三维运动轨迹信息，计算机(1)通过线缆发驱动指令给c控制驱动器（4），产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台（28），激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）移动及激光切割头转向驱动电机（31）的轴转动，使激光切割头（34）按得到的三维运动轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上，完成切割动作。
2.根据权利要求1所述的来令片材边角料切割装置，其特征在于：料头夹取机构中，长连接板（11）的长度选取范围是40～160mm，左边角机械手（18）和右边角机械手（20）为支点开闭型，两者的夹指闭合后两夹指间距的选取范围是0～12mm。
3.根据权利要求1所述的来令片材边角料切割装置，其特征在于：主料夹紧机构中，夹紧二指机械手(27)为平行开闭型，夹紧二指机械手X向电动滑台（22）的行程选取范围是0～
300mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）的行程选取范围是0～150mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）的行程选取范围是0～200mm，夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的转向角度选取范围是0～90º，夹紧二指机械手的夹指宽度的选取范围是4～30mm。
4.根据权利要求1所述的来令片材边角料切割装置，其特征在于：切割机构中,激光切割头X向电动滑台（28）的行程选取范围是0～300mm，激光切割头Y向电动滑台（29）的行程选取范围是0～150mm，激光切割头Z向电动滑台（30）的行程选取范围是0～200mm，激光切割头转向驱动电机（31）的转向角速度选取范围是0.1º/s～10º/s，由光纤接入激光切割头（34）的激光器功率的选取范围是200～1000W。
5.一种基于权利要求1所述的来令片材边角料切割装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）系统上电，初始化料头切割边界位置信息、a控制驱动器（2）、b控制驱动器（3）和c控制驱动器（4）的驱动参数；
2）夹紧二指机械手（27）松开，b控制驱动器（3）驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）复位；
4）计算机(1)判断开始切割的按键是否按下，如果是，则转步骤5），否则进入步骤4）；
5）a控制驱动器（2）驱动左边角机械手（18）定位夹取来令片左边角料（37），右边角机械手（20）定位夹取来令片右边角料（38）；
6）a工业相机（5）拍摄来令片材的侧视图像并通过线缆把侧视图像传输给计算机(1)，计算机(1)处理侧视图像后，得到夹紧二指机械手（27）要执行夹持来令片材的位置信息；
7）b控制驱动器（3）驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴转动，使夹紧二指机械手（27）到达需要夹持来令片材的位置并做夹紧动作；
8）b工业相机（35）拍摄来令片材的俯视图像并通过线缆把俯视图像传输给计算机(1)，计算机(1)处理侧视图像、俯视图像和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息后，得到激光切割头（34）的三维运动轨迹信息；
9）c控制驱动器（4）驱动激光切割头X向电动滑台（28）、激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）移动，及激光切割头转向驱动电机（31）的轴转动，使激光切割头（34）按得到的三维运动轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上，完成切割动作后复位；
10）a控制驱动器（2）驱动左边角机械手（18）松开来令片左边角料（37），右边角机械手（20）松开来令片右边角料（38），切割下来的来令片左边角料（37）和来令片右边角料（38）落入来令片废料箱（8）；
11）夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）移动使夹紧二指机械手（27）夹持切割下来的来令片主料（39）到达斜板（15）的上方，夹紧二指机械手（27）松开，切割下来的来令片主料（39）滑入料箱（16）；
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：步骤1）中，初始化料头切割边界位置信息选取的是以直线段或圆弧线段为切割边界，设定该直线段或圆弧线段的总长度值L0的选取范围是30～120mm。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：步骤（6）中，计算机（1）进行图像二值化、滤波后得到弧长所占像素，再利用实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在X和Z坐标下的实际弧长信息及夹紧二指机械手（27）要夹持来令片材的位置信息。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：步骤（8）中，计算机（1）进行图像二值化、滤波后得到来令片材的俯视图像区域所占像素，再利用该区域实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在Y和X坐标下的实际位置信息，再根据计算机（1）处理来令片材侧视图像后得到的X和Z坐标下来令片材的料头实际弧长信息，得到来令片材的料头三维位置信息。
一种来令片材边角料切割装置及控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车非金属零部件加工技术领域，涉及一种来令片材边角料切割装置及控制方法。
背景技术
[0002] 来令片材边角料切割装置应用于汽车非金属零部件加工等领域。当来令卷材被切割成来令片材后，送到磨削加工设备处，由人工根据需要的料头切割边界信息，测量来令片材料头的实际几何尺寸，然后画出需要磨削的几何边界线，再手持来令片材料头放在砂轮或磨头上进行磨削，由于磨削会产生飞屑并使来令片材的料头产生较大幅度的抖动，很难达到磨削几何边界线的加工精度要求，为避免这种情况，需要手工大力夹持料头以减小抖动幅度。此外，对磨削几何边界线的加工精度未达要求的来令片材，需要返工研磨或者报废，因此存在磨削加工准确性低且劳动强度较大的缺点。
发明内容
[0003] 为克服上述现有方法的缺陷，本发明提供了一种来令片材边角料切割装置及控制方法。本发明通过两个支点开闭型机械手分别定位夹取来令片材的料头，及一个平行开闭型二指机械手定位夹取来令片材的主料区域，形成对来令片材稳定的夹持态，消除加工抖动且减小人工劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄的来令片材的侧视图像和俯视图像，得到来令片材的料头三维位置信息，替代人工测量；通过计算机处理来令片材的料头三维位置信息和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头的三维运动轨迹信息，再由激光切割头按此轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上完成切割动作，极大地提高切割准确性。
[0004] 本发明的技术解决方案如下：
[0005] 一种来令片材边角料切割装置，其包括立板、顶板、工作台、料头夹取机构、主料夹紧机构、切割机构和控制系统；立板有两块，立板的上方架设顶板，料头夹取机构安装在一块立板上，料头夹取机构的下方设置用于接收切割下来的来令片边角料的来令片废料箱，工作台设置在靠近另一块立板的位置，工作台上设置主料夹紧机构，切割机构安装在顶板的底面上，工作台附近设置斜板，斜板的输出端与用于接收切割下来的来令片主料的料箱对接；其中：
[0006] 所述料头夹取机构包括支撑板，左边角机械手和右边角机械手；所述支撑板的一侧连接在一块立板上，支撑板的另一侧连接在长连接板上，长连接板的两端经连接件分别连接左边角机械手、右边角机械手连接板，左边角机械手与右边角机械手的安装方向呈水平位平行，分别用于夹取来令片材的左边角料、右边角料；
[0007] 所述主料夹紧机构包括夹紧二指机械手X向电动滑台，夹紧二指机械手Y向电动滑台，夹紧二指机械手Z向电动滑台和夹紧二指机械手；所述夹紧二指机械手X向电动滑台安装在工作台的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台安装在夹紧二指机械手X向电动滑台上，夹紧二指机械手Z向电动滑台安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台上，夹紧二指机械手Z向电动滑台上安装夹紧二指机械手转向驱动电机，夹紧二指机械手转向驱动电机的轴上套设夹紧二指机械手轴连接器，夹紧二指机械手安装在夹紧二指机械手轴连接器上，夹紧二指机械手用于夹持来令片材主料区域，夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台的运动方向两两垂直；
[0008] 所述切割机构包括激光切割头X向电动滑台，激光切割头Y向电动滑台，激光切割头Z向电动滑台和激光切割头；所述激光切割头X向电动滑台安装在顶板的底面上，顶板与立板连接，激光切割头Y向电动滑台安装在激光切割头X向电动滑台上，激光切割头Z向电动滑台安装在激光切割头Y向电动滑台上，激光切割头Z向电动滑台上安装激光切割头转向驱动电机，激光切割头轴连接器套设在激光切割头转向驱动电机的轴上，激光切割头轴连接器通过激光切割头固定部件和激光切割头连接,激光切割头X向电动滑台、激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台的运动方向两两垂直；
[0009] 所述控制系统包括计算机，a控制驱动器，b控制驱动器，c控制驱动器，a工业相机，和b工业相机；所述a工业相机用于拍摄来令片材的侧视图像, a工业相机通过线缆和计算机连接；计算机通过线缆发驱动指令给a控制驱动器，由a控制驱动器产生相应控制信号驱动左边角机械手和右边角机械手，使左边角机械手定位夹取来令片左边角料，右边角机械手定位夹取来令片右边角料；计算机根据a工业相机拍摄的来令片材的侧视图像得到夹紧二指机械手要执行夹持来令片材的位置信息，计算机通过线缆发驱动指令给b控制驱动器，产生相应控制信号驱动夹紧二指机械手X向电动滑台，夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台移动及夹紧二指机械手转向驱动电机的轴转动，使夹紧二指机械手到达需要夹持来令片材的位置并做夹紧动作；所述b工业相机用于拍摄来令片材的俯视图像，b工业相机通过线缆和计算机连接；计算机根据a工业相机拍摄的来令片材的侧视图像、b工业相机拍摄的来令片材的俯视图像和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头的三维运动轨迹信息，计算机通过线缆发驱动指令给c控制驱动器，产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台，激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台移动及激光切割头转向驱动电机的轴转动，使激光切割头按得到的三维运动轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上，完成切割动作。
[0010] 本发明中，料头夹取机构中，长连接板的长度选取范围是40～160mm，左边角机械手和右边角机械手为支点开闭型，两者的夹指闭合后两夹指间距的选取范围是0～12mm。
[0011] 本发明中，主料夹紧机构中，夹紧二指机械手X向电动滑台的行程选取范围是0～300mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台的行程选取范围是0～150mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台的行程选取范围是0～200mm，夹紧二指机械手转向驱动电机的转向角度选取范围是0～90º，夹紧二指机械手的夹指宽度的选取范围是4～30mm。
[0012] 本发明中，切割机构中,激光切割头X向电动滑台的行程选取范围是0～300mm，激光切割头Y向电动滑台的行程选取范围是0～150mm，激光切割头Z向电动滑台的行程选取范围是0～200mm，激光切割头转向驱动电机的转向角速度选取范围是0.1º/s～10º/s，由光纤接入激光切割头的激光器功率的选取范围是200～1000W；
[0013] 本发明还提供一种基于上述的来令片材边角料切割装置的控制方法，包括以下步骤：
[0014] 1）系统上电，初始化料头切割边界位置信息、a控制驱动器、b控制驱动器和c控制驱动器的驱动参数；
[0015] 2）夹紧二指机械手松开，b控制驱动器驱动夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台及夹紧二指机械手转向驱动电机复位；
[0016] 3）人工放置来令片后，按下切割开始按键；
[0017] 4）计算机(1)判断开始切割的按键是否按下，如果是，则转步骤5），否则进入步骤4）；
[0018] 5）a控制驱动器驱动左边角机械手定位夹取来令片左边角料，右边角机械手定位夹取来令片右边角料；
[0019] 6）a工业相机拍摄来令片材的侧视图像并通过线缆把侧视图像传输给计算机，计算机处理侧视图像后，得到夹紧二指机械手要执行夹持来令片材的位置信息；
[0020] 7）b控制驱动器驱动夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机的轴转动，使夹紧二指机械手到达需要夹持来令片材的位置并做夹紧动作；
[0021] 8）b工业相机拍摄来令片材的俯视图像并通过线缆把俯视图像传输给计算机，计算机处理侧视图像、俯视图像和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息后，得到激光切割头的三维运动轨迹信息；
[0022] 9）c控制驱动器驱动激光切割头X向电动滑台、激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台移动，及激光切割头转向驱动电机的轴转动，使激光切割头按得到的三维运动轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上，完成切割动作并复位；
[0023] 10）a控制驱动器驱动左边角机械手松开来令片左边角料，右边角机械手松开来令片右边角料，切割下来的来令片左边角料和来令片右边角料落入来令片废料箱；
[0024] 11）夹紧二指机械手Y向电动滑台移动使夹紧二指机械手夹持切割下来的来令片主料到达斜板的上方，夹紧二指机械手松开，切割下来的来令片主料滑入料箱；
[0025] 12）进入步骤2）。
[0026] 上述步骤1)中，初始化料头切割边界位置信息选取的是以直线段或圆弧线段为切割边界，设定该直线段或圆弧线段的总长度值L0的选取范围是30～120mm。
[0027] 上述步骤（6）中，计算机（1）进行图像二值化、滤波后得到弧长所占像素，再利用实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在X和Z坐标下的实际弧长信息及夹紧二指机械手（27）要夹持来令片材的位置信息。
[0028] 上述步骤（8）中，计算机（1）进行图像二值化、滤波后得到来令片材的俯视图像区域所占像素，再利用该区域实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在Y和X坐标下的实际位置信息，再根据计算机（1）处理来令片材侧视图像后得到的X和Z坐标下来令片材的料头实际弧长信息，得到来令片材的料头三维位置信息。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
[0030] 1、通过两个支点开闭型机械手分别定位夹取来令片材的料头，及一个平行开闭型二指机械手定位夹取来令片材的主料区域，形成对来令片材稳定的夹持态，消除加工抖动且减小人工劳动强度；
[0031] 2、通过计算机处理工业相机拍摄的来令片材的侧视图像和俯视图像，得到来令片材的料头三维位置信息，替代人工测量；
[0032] 3、通过计算机处理来令片材的料头三维位置信息和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头的三维运动轨迹信息，再由激光切割头按此轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上完成切割动作，极大地提高切割准确性。
附图说明
[0033] 图1是本发明采用的来令片材边角料切割装置的主视图。
[0034] 图2是本发明采用的来令片材边角料切割装置的俯视图。
[0035] 图3（a）是本发明实施例采用的以直线段为切割边界的来令片材俯视图。
[0036] 图3（b）是本发明实施例采用的以直线段为切割边界的来令片材侧视图。
[0037] 图4（a）是本发明实施例采用的以圆弧线段为切割边界的来令片材俯视图。
[0038] 图4（b）是本发明实施例采用的以圆弧线段为切割边界的来令片材侧视图。
[0039] 图5是本发明采用的来令片材边角料切割装置控制方法的流程图。
[0040] 图中标号：1‑计算机，2‑a控制驱动器，3‑b控制驱动器，4‑c控制驱动器，5‑a工业相机，6‑立柱，7‑相机底座，8‑来令片废料箱，9‑滚轮，10‑支撑板，11‑长连接板，12‑立板，13‑顶板，14‑工作台，15‑斜板，16‑料箱，17‑左边角机械手连接板，18‑左边角机械手，19‑右边角机械手连接板，20‑右边角机械手，21‑来令片，22‑夹紧二指机械手X向电动滑台，23‑夹紧二指机械手Y向电动滑台，24‑夹紧二指机械手Z向电动滑台，25‑夹紧二指机械手转向驱动电机，26‑夹紧二指机械手轴连接器，27‑夹紧二指机械手，28‑激光切割头X向电动滑台，29‑激光切割头Y向电动滑台，30‑激光切割头Z向电动滑台，31‑激光切割头转向驱动电机，32‑激光切割头轴连接器，33‑激光切割头固定部件，34‑激光切割头，35‑b工业相机，36‑b工业相机支撑架，37‑来令片左边角料，38‑来令片右边角料，39‑来令片主料。
具体实施方式
[0041] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明。
[0042] 实施例1
[0043] 如图1和图2所示，一种来令片材边角料切割装置，包括料头夹取机构、主料夹紧机构、切割机构和控制系统，其中：
[0044] 料头夹取机构包括支撑板10，左边角机械手18和右边角机械手20；支撑板10的一侧通过螺钉连接在立板12上,支撑板10的另一侧通过螺钉连接在长连接板11上，长连接板11的两端通过螺钉分别连接左边角机械手连接板17的一侧和右边角机械手连接板19的一侧，左边角机械手连接板17的另一侧通过螺钉连接左边角机械手18，右边角机械手连接板
19的另一侧通过螺钉连接右边角机械手20，左边角机械手18与右边角机械手20的安装方向平行且一致；长连接板11长度选取是54mm，当计算机1通过线缆发驱动指令给a控制驱动器2驱动左边角机械手18和右边角机械手20的夹指闭合时，两者的两夹指间距为7mm；
[0045] 主料夹紧机构包括夹紧二指机械手X向电动滑台22，夹紧二指机械手Y向电动滑台23,夹紧二指机械手Z向电动滑台24和夹紧二指机械手27；夹紧二指机械手X向电动滑台22通过螺钉安装在工作台14的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台23通过螺钉安装在夹紧二指机械手X向电动滑台22上，夹紧二指机械手Z向电动滑台24通过螺钉安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台23上，夹紧二指机械手转向驱动电机25通过螺钉安装在夹紧二指机械手Z向电动滑台24上，夹紧二指机械手轴连接器26套设在夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴上，夹紧二指机械手27通过螺钉安装在夹紧二指机械手轴连接器26上，夹紧二指机械手27的两个夹指部位分别焊接两个直径均为6mm、长度均为80mm的光轴作为夹指,夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24的运动方向两两垂直；
[0046] 切割机构包括激光切割头X向电动滑台28，激光切割头Y向电动滑台29，激光切割头Z向电动滑台30，激光切割头转向驱动电机31，激光切割头轴连接器32，激光切割头固定部件33，激光切割头34；激光切割头X向电动滑台28通过螺钉安装在顶板13的底面上，顶板13与立板12通过加强连接板用螺钉连接，激光切割头Y向电动滑台29通过螺钉安装在激光切割头X向电动滑台28上，激光切割头Z向电动滑台30通过螺钉安装在激光切割头Y向电动滑台29上，激光切割头转向驱动电机31通过螺钉安装在激光切割头Z向电动滑台30上，激光切割头轴连接器32套设在激光切割头转向驱动电机31的轴上，激光切割头固定部件33通过螺钉连接激光切割头轴连接器32和激光切割头34；计算机1处理a工业相机5拍摄的来令片材侧视图像和b工业相机35拍摄的来令片材俯视图像，及要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头34的三维运动轨迹信息。当该切割边界为直线段时, 切割边界由来令片左边角料37的边界点Z1到Z2的直线段和来令片右边角料38的边界点Y1到Y2的直线段组成，直线段的总长度值L0选取42.4mm；当该切割边界为圆弧线段时, 切割边界由来令片左边角料37的边界点Z1到Z2的圆弧线段和来令片右边角料38的边界点Y1到Y2的圆弧线段组成，圆弧线段的总长度值L0选取66.6mm。根据激光切割头34的三维运动轨迹信息，计算机1通过线缆发驱动指令给c控制驱动器4，由c控制驱动器4驱动产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台28向长连接板11的方向按20mm/s水平移动40 mm，激光切割头Y向电动滑台29向工业相机5的方向按40mm/s水平移动64 mm，激光切割头Z向电动滑台30按20mm/s向下移动10mm，激光切割头转向驱动电机31的轴顺时针转动6º，激光切割头34到达来令片左边角料37的一侧边界点Z1时，打开光闸，由光纤激光器的发出500W的激光从激光切割头34下出射在来令片材左边角料37的一侧边界点Z1上，同时激光切割头Y向电动滑台29向远离工业相机5的方向按20mm/s水平移动，及激光切割头X向电动滑台28向长连接板
11的方向按20mm/s水平移动，激光切割头Z向电动滑台30按2mm/s向上移动，激光切割头转向驱动电机31的轴按逆时针以转向角速度1º/s转动，当激光切割头34到达来令片左边角料
37的另一侧边界点Z2时，完成切割来令片左边角料37的动作，关闭光闸，激光切割头X向电动滑台28和激光切割头Z向电动滑台30停止移动，激光切割头转向驱动电机31的轴停止转动，而激光切割头Y向电动滑台29继续向远离工业相机5的方向按20mm/s水平移动24mm，到达来令片右边角料38的边界点Y1，打开光闸，由光纤激光器的发出500W的激光从激光切割头34下出射在点Y1上，同时激光切割头Y向电动滑台29向远离工业相机5的方向按20mm/s水平移动，激光切割头X向电动滑台28向远离长连接板11的方向按20mm/s水平移动，激光切割头Z向电动滑台30按2mm/s向下移动，激光切割头转向驱动电机31的轴按顺时针以转向角速度1º/s转动。当激光切割头34到达来令片右边角料38的另一侧边界点Y2时，完成切割来令片右边角料38的动作，关闭光闸，激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30停止移动，激光切割头转向驱动电机31的轴停止转动。c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29、激光切割头Z向电动滑台30，及激光切割头转向驱动电机31复位。a控制驱动器2驱动左边角机械手18松开来令片左边角料37，右边角机械手20松开来令片右边角料38，使切割下来的来令片左边角料37和来令片右边角料38落入来令片废料箱8，完成收集切割下来的来令片材边角料。b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手Y向电动滑台23向工业相机5的方向按40mm/s水平移动10mm，使夹紧二指机械手27夹持切割下来的来令片主料39到达斜板15的上方，夹紧二指机械手27松开，来令片主料39落在斜板15上而滑入料箱16，完成收集切割下来的来令片主料。这一过程可以极大地提高切割准确性。
[0047] 控制系统包括计算机1，a控制驱动器2，b控制驱动器3，c控制驱动器4，a工业相机5，立柱6，相机底座7，b工业相机35，b工业相机支撑架36；a工业相机5安装在立柱6上，立柱6安装在相机底座7上，a工业相机5通过线缆把拍摄的来令片材的侧视图像传输给计算机1；
控制系统上电后，计算机1初始化料头切割边界位置信息，即给出切割边界是两个直线段或两个圆弧线段及其相应线段上点Z1、Z2、Y1、Y2的位置信息，并设定两个直线段或两个圆弧线段的总长度值L0的范围为30～120mm。a控制驱动器2、b控制驱动器3和c控制驱动4的驱动参数，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3控制夹紧二指机械手27松开，夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位。当人工把厚度为7.4mm、宽度值为54mm的需切割的来令片材的料头端放在左边角机械手18的两个夹指间及右边角机械手20的两个夹指间，并使来令片右边角料38的点Y2所在一侧靠近右边角机械手连接板19放置后，按下开始切割的按键，计算机1通过线缆发驱动指令给a控制驱动器2驱动左边角机械手18和右边角机械手
20的夹指闭合，使左边角机械手18牢固地定位夹取来令片左边角料37，及右边角机械手20牢固地定位夹取来令片右边角料38。a工业相机5拍摄来令片材的侧视图像并通过线缆把该图像传输给计算机1，由计算机1进行图像二值化、滤波后得到弧长所占像素，再利用实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在X和Z坐标下的实际弧长信息及夹紧二指机械手27要夹持来令片材的位置信息后，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3，由b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22向长连接板11的方向按200mm/s水平移动230 mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台23向a工业相机5的方向按40mm/s水平移动10 mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台24向上按200mm/s水平移动
195 mm，夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴顺时针转动20º，夹紧二指机械手27到达距离右边角机械手20的夹指60mm处做夹紧来令片材的动作。这个过程使支点开闭型左边角机械手18和支点开闭型右边角机械手20分别定位夹取来令片的料头区域，及平行开闭型夹紧二指机械手27定位夹取令片主料区域，形成对来令片材稳定的夹持态，消除加工抖动且减小人工劳动强度。b工业相机35安装在b工业相机支撑架36上，b工业相机支撑架36安装在立板
12上。当左边角机械手18和右边角机械手20分别定位夹取来令片的料头区域，及夹紧二指机械手27定位夹取令片主料区域后，b工业相机35拍摄来令片材的俯视图像并通过线缆把该图像传输给计算机1，由计算机1进行图像二值化、滤波后得到来令片材的俯视图像区域所占像素，再利用该区域实际放置来令片材的位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令片材部分在Y和X坐标下的实际位置信息，再根据计算机1处理来令片材侧视图像后得到的X和Z坐标下来令片材的料头实际弧长信息，得到来令片材的料头三维位置信息，从而替代人工测量；
[0048] 如图3（a）和图3（b）所示，图3（a）是本发明实施例采用的以直线段为切割边界的来令片材俯视图，其中来令片左边角料37的切割边界上点Z1到点Z2为直线段，来令片右边角料38的切割边界上点Y1到点Y2为直线段，图3（b）是本发明实施例采用的以直线段为切割边界的来令片材侧视图；
[0049] 如图4（a）和图4（b）所示，图4（a）是本发明实施例采用的以圆弧线段为切割边界的来令片材俯视图，其中来令片左边角料37的切割边界上点Z1到点Z2为圆弧段，来令片右边角料38的切割边界上点Y1到点Y2为圆弧段，图4（b）是本发明实施例采用的以圆弧线段为切割边界的来令片材侧视图；
[0050] 实施例2
[0051] 如图5所示，一种来令片材边角料切割控制方法，采用实施例1中的来令片材边角料切割装置，具体包括以下步骤：
[0052] 1）系统上电，初始化料头切割边界位置信息、a控制驱动器2、b控制驱动器3和c控制驱动器4的驱动参数；
[0053] 2）夹紧二指机械手27松开，b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位；
[0054] 3）人工放置来令片后，按下切割开始按键；
[0055] 4）计算机1判断开始切割的按键是否按下，如果是，则转步骤5），否则进入步骤4）；
[0056] 5）a控制驱动器2驱动左边角机械手18定位夹取来令片左边角料37，右边角机械手20定位夹取来令片右边角料38；
[0057] 6）a工业相机5拍摄来令片材的侧视图像并通过线缆把侧视图像传输给计算机1，计算机1处理侧视图像后，得到夹紧二指机械手27要执行夹持来令片材的位置信息；
[0058] 7）b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴转动，使夹紧二指机械手27到达需要夹持来令片材的位置并做夹紧动作；
[0059] 8）b工业相机35拍摄来令片材的俯视图像并通过线缆把俯视图像传输给计算机1，计算机1处理侧视图像、俯视图像和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息后，得到激光切割头34的三维运动轨迹信息；
[0060] 9）c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30移动，及激光切割头转向驱动电机31的轴转动，使激光切割头34按得到的三维运动轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上，完成切割动作后复位；
[0061] 10）a控制驱动器2驱动左边角机械手18松开来令片左边角料37，右边角机械手20松开来令片右边角料38，切割下来的来令片左边角料37和来令片右边角料38落入来令片废料箱8；
[0062] 11）夹紧二指机械手Y向电动滑台23移动使夹紧二指机械手27夹持切割下来的来令片主料39到达斜板15的上方，夹紧二指机械手27松开，切割下来的来令片主料39滑入料箱16；
[0063] 12）进入步骤2）；准备下一片来令片材边角料的切割。
[0064] 上述实施例1、2中，a控制驱动器2、b控制驱动器3和c控制驱动器4的型号为TC100，a工业相机5 和b工业相机的型号为JHSM120B，支撑板10为50mm×15mm×25mm，长连接板11为54mm×15mm×10mm,立板12为1900mm×600mm×40mm，顶板13为1000mm×600mm×35mm，工作台14为700mm×400mm×600mm，斜板15为800mm×150mm×2mm，左边角机械手18和右边角机械手20的型号为KHC‑10S,夹紧二指机械手27的型号为KP40，夹紧二指机械手X向电动滑台22和激光切割头X向电动滑台28的型号为CTH10‑L20‑300，夹紧二指机械手Z向电动滑台24和激光切割头Z向电动滑台30的型号为CTH10‑L20‑200，夹紧二指机械手Y向电动滑台23和激光切割头Y向电动滑台29的型号为CTH10‑L20‑150，夹紧二指机械手转向驱动电机25和激光切割头转向驱动电机31的型号为86BYG0.72。
[0065] 根据本实施例的驱动控制结果可知，本发明采用的一种来令片材边角料切割装置及控制方法，通过两个支点开闭型机械手分别定位夹取来令片材的料头，及一个平行开闭型二指机械手定位夹取来令片材的主料区域，形成对来令片材稳定的夹持态，消除加工抖动且减小人工劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄的来令片材的侧视图像和俯视图像，得到来令片材的料头三维位置信息，替代人工测量；通过计算机处理来令片材的料头三维位置信息和要执行切割的来令片材的料头切割边界位置信息，得到激光切割头的三维运动轨迹信息，再由激光切割头按此轨迹移动并发出激光投射在来令片材的料头上完成切割动作，极大地提高切割准确性。
[0066] 以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
