前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各大公司對(duì)商標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視越來(lái)越強(qiáng)烈，商標(biāo)往往體現(xiàn)了一個(gè)公司的經(jīng)營(yíng)理念和文化底蘊(yùn)。而隨之而來(lái)的商標(biāo)生產(chǎn)也成了一個(gè)熱門(mén)產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前的商標(biāo)生產(chǎn)一般分為兩個(gè)步驟。即一是商標(biāo)毛坯的大批量生產(chǎn)，一般由紡織機(jī)械或印刷機(jī)械完成。二是商標(biāo)的切割和加工，將成批的商標(biāo)切割成單個(gè)商標(biāo)。傳統(tǒng)的商標(biāo)切割由手工完成，生產(chǎn)效率低下，質(zhì)量參次不齊，迫切需要自動(dòng)化的數(shù)控設(shè)備完成這一工作。激光技術(shù)以它本身的各種優(yōu)點(diǎn)承擔(dān)起了這項(xiàng)切割任務(wù)。而配合激光切割的必須要有一套高質(zhì)量的XY運(yùn)動(dòng)控制定位系統(tǒng)。
我們?cè)陂_(kāi)發(fā)中采用深圳眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司的PCI總線(xiàn)的ADT-853運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)完成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)部分。ADT-853不僅具有運(yùn)動(dòng)控制功能，同時(shí)具有1路DA輸出和一路PWM信號(hào)輸出，是專(zhuān)門(mén)針對(duì)激光切割/雕刻開(kāi)發(fā)的一款運(yùn)動(dòng)控制卡。本系統(tǒng)中采用PWM信號(hào)來(lái)控制激光器的能量。




一、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由四部分組成：
1、主控PC機(jī)；
2、ADT-853四軸運(yùn)動(dòng)控制卡，控制XY軸的定位，及ZW軸送料
3、XY采用三洋伺服驅(qū)動(dòng)器，X軸400W,Y軸200W。送料機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)。
4、CCD圖像采集卡，采集商標(biāo)實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)。






圖1

二、系統(tǒng)工作原理

1、過(guò)程描述
以上是實(shí)際的商標(biāo)帶，我們需要將其中的圖形（曲線(xiàn)部分）切割下來(lái)，同時(shí)要自動(dòng)進(jìn)行送料，接料，對(duì)時(shí)對(duì)商標(biāo)帶可能的位置偏差進(jìn)行補(bǔ)償。
A）準(zhǔn)備好商標(biāo)帶，放在機(jī)器的支架上。
B）將商標(biāo)拉伸拉平放，并固定在切割面板上。
C）取得定位數(shù)據(jù)，由圖像采集卡取得。
D）導(dǎo)入圖形數(shù)據(jù)。
E）設(shè)置切割參數(shù)，如加工速度、能量等。
F）開(kāi)始切割過(guò)程。
2、開(kāi)發(fā)要點(diǎn)
圖2所示是實(shí)際的商標(biāo)帶，其形狀是任意的，可能存在單排或多排圖形。工作時(shí)首先將商標(biāo)帶裝好放在機(jī)器上，由于商標(biāo)帶多為紡織類(lèi)的柔軟材料，所以在放料時(shí)要求平坦，但不管怎樣，拉伸變形是不可避免的。另外在商標(biāo)紡織過(guò)程中，同一個(gè)圖案也會(huì)存在一定的誤差，由于商標(biāo)帶往往是成千上萬(wàn)的連續(xù)切割，在送料過(guò)程中的誤差累積將會(huì)影起頻繁需要操作人員干預(yù)，使得工作效率低下。這樣就會(huì)碰到以問(wèn)題，即：
怎樣保證切割的精度？怎樣處理切割過(guò)程中材料拉伸及變形？怎樣消除系統(tǒng)的累積誤差？
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們?cè)谲浖袑?shí)現(xiàn)了軟件自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽畲笙薅鹊谋苊庾冃蔚腻e(cuò)誤切割。消除系統(tǒng)的累積誤差，使得加工更加穩(wěn)定，達(dá)到加工8萬(wàn)個(gè)商標(biāo)時(shí)人工僅需干預(yù)一次。
商標(biāo)帶的圖形是任意的，可能碰到非常復(fù)雜的形狀，而切割商標(biāo)必須要求邊緣非常整齊光滑。所以加工的激光的能量調(diào)整要求相當(dāng)高。激光聚能與時(shí)間成正比，而時(shí)間加工速度也是正比關(guān)系，如果加工時(shí)使用恒定的激光功率，將不可能達(dá)到好的加工效果。在應(yīng)用過(guò)程中，我們采用ADT842控制卡來(lái)實(shí)時(shí)控制激光，頻率達(dá)到20K以上，對(duì)應(yīng)同的材料和速度，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)激光能量進(jìn)行調(diào)整，完全避免了以上所述問(wèn)題。




三、軟件實(shí)現(xiàn)
整個(gè)軟件分為圖像采集定位（以下稱(chēng)定位軟件）及運(yùn)動(dòng)控制（以下稱(chēng)控制軟件）部分，兩部分獨(dú)立處理協(xié)調(diào)工作。
首先運(yùn)行定位軟件，通過(guò)定位軟件可得了商標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)圖形，通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)圖形中取特征點(diǎn)的辦法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖形與標(biāo)準(zhǔn)圖形的差異比較。同時(shí)需將標(biāo)準(zhǔn)圖形矢量化后。控制軟件將讀取圖形后控制XY軸的運(yùn)動(dòng)和商標(biāo)帶的移動(dòng)，當(dāng)一個(gè)商標(biāo)切割完成后，控制軟件首先送商標(biāo)帶，然后調(diào)用定位軟件采集當(dāng)前切割的圖形并與標(biāo)準(zhǔn)圖形進(jìn)行比較分析，若發(fā)現(xiàn)有變形或縮放時(shí)將數(shù)據(jù)變化傳達(dá)給控制軟件，控制軟件將在本次切割時(shí)調(diào)整圖形數(shù)據(jù)。

1、軟件結(jié)構(gòu)




2、關(guān)鍵算法處理
1）、圖形拉伸及變形
在軟件中定義如下結(jié)構(gòu)：
typedefstruct
{
doubleangle;//旋轉(zhuǎn)角度
longImageLocalOX;//圖象原點(diǎn)
longImageLocalOY;
floatImageWidthRadio;//縮放比例
floatImageHeightRadio;
longImageHeightPixel;//相機(jī)區(qū)域
longImageWidthPixel;
intbfilished;//定位標(biāo)識(shí)
}CWLOCALDATA;

定位軟件加工之前時(shí)首先得到圖形的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，每次切割完一個(gè)圖形后，定位軟件將攝取當(dāng)前圖形并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)