基于机器视觉路径识别的激光加工系统的研制

杨全利

（天津职业技术师范大学工程实训中心，天津 300222）

激光加工技术产生于上个世纪，发展势头良好且具有巨大的商业潜力和价值。这项技术历经多年更新换代与发展，为国家经济做出了巨大贡献。它自身的优势和特性促使其在材料加工领域发挥着重要作用。

1 激光加工技术的原理

所谓激光加工是利用激光作为热源来热加工部件。其主要内涵为：用激光束照射部件表面，达到激触的效果，消除摩擦产生的阻力，因此这种技术的加工速度是同类其他技术无法比拟的，并且这种技术对环境的影响小，甚至运行中不会产生过大的声响。

2 激光加工技术的特点

2.1 受加工材料的限制小

激光加工技术可适用于各种金属和非金属材料的处理，尤其是在坚硬的非金属材料中应用非常广泛。

2.2 制作的产品质量上乘，更为精准

由于激光加工技术实现了快速加工，降低了部件扭曲变形的可能性，因此可在此基础上进一步提升速度，操作效率是其他措施望尘莫及的。

2.3 对加工热加工后产生的影响范围较小

激光加工只是对产品的部分区域有影响，虽然升高了加工部位的温度，释放了一些热量，但在每一区域加工的时间都很短，产生的热量对周围的影响是有限的。

2.4 操作灵活、便利

激光加工技术产生的光束在聚焦、发散和指导方向等方面效率非常高，可以在短时间内就得到数据，例如长短不一的光斑尺寸和大小不同的功率，为不同类型的产品做准备。而且在操作过程中与机器人进行配合，形成不同风格的加工机制，以应对更加复杂的设计。

3 重点研究和发展领域及措施

3.1 利用激光进行高速塑形

激光高速塑形技术是上个世纪就发展起来的一项科学技术，发展潜力依旧巨大，在制造业和加工业都有非常大的影响力。多年来我国研究人员为了使其进一步发展，成功创新出许多新型加工方式，形成了较为完备的操作系统。如近年来兴起的轮廓失效快速成型法，该方法是利用的高能激光束对物品进行灼烧，进而使产品显形。通过该方法的启迪，很多企业将原有设备进行了升级和替换，充分发挥其应用价值。为缩短该技术的操作时长、提高整体流水线的效果和效率，可以发挥机器视觉路径识别的作用，将加工完毕的产品按照固定路线运输回仓库，降低工作人员的工作压力。

3.2 利用激光进行焊接

利用这种技术进行焊接时，由于其操作速度快、不与部件直接接触等优点，在电子、军事、手表等工业领域的应用十分普遍。目前，企业可以在产品分类这一方面运用机器视觉路径识别这一技术，告别人工分拣的时代，并且在配备移动机器人为不同产品打上不同颜色的包装，更容易区分，提高分装和运输的速度和效率。

3.3 利用激光进行打孔

利用激光打孔的技术实用性强，目前已在制造业占据一席之地，在这个领域探究的人才不计其数。在武汉理工大学的优秀案例中看出其重要性，研究人员对一种激光打孔机床的横梁进行了研究，并分析了操作时车间的温度对打孔的准确度之间的联系，有助于机床的完善。与此同时，应将重点转向激光束的脉冲宽度、空间分布等因素在产品质量提升中的应用，有利于研发部门提升这项激光加工技术。

4 结语

此类激光加工技术已在新世纪蓬勃发展，方兴未艾，给众多工业和医学领域带来了发展的新渠道、新理念。因此，必须大力提升这种技术的先进性，增加其应用范围，结合机器路径识别等高科技不断实践、创新，不断提升这种技术在世界的影响力和作用。让科技服务人民的日常生活，服务于企业的转型升级，为国家社会的长治久安和中国梦的建设作出贡献。