共轴光路系统

随着工厂自动化的不断深入，激光加工设备对加工精度、效率、稳定性和自动化程度的提升以及多工件交替生产的适应性又有了进一步的需求。在这个背景下，视觉定位技术能够很好地弥补机械定位的不足，在激光加工行业中得到了广泛应用。

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。传统的激光打标定位是采用机械夹具定位的方式。这种定位方式存在适应性有限、定位精度不高等问题。视觉定位技术的应用很好地解决了这些问题，并被广泛地应用到激光加工的各类设备中。

如下表所示，视觉定位与传统夹具定位相比，具有明显的优势。

1.安装灵活，支持斜拍

过去常见的视觉系统与激光打标设备配合使用的方式有两种：第一种是采用共轴光路系统（如图）。相机在激光器侧面安装，利用反射光进行成像。缺点是设计复杂，成本较高，只能用于小工件的加工。第二种是垂直拍摄。由于视觉系统只能在振镜头侧面安装，则有效工作区域即为振镜视场与相机视场重合的部分区域。如果要增大这个区域，在保持定位精度不变的情况下就要相应增加相机的分辨率，导致成本上升。
采用倾斜拍摄，恰好可以避免垂直拍摄工作区域有限及光路系统设计复杂的麻烦。

2.一键标定——便捷的标定方式

一键式标定，即采集一帧图像，点击标定键，即可对图像进行“镜头畸变、斜拍产生的近大远小投影畸变、图像坐标与激光器坐标、激光器圆心在图像坐标中位置”等几个步骤的标定，简单、方便且快捷——这是整套系统一个非常精彩的亮点。

而常见的视觉标定方式是：用激光器打标出一个棋盘格，预先设定好棋盘格的边长，然后拉伸绿色选择框框取区域，之后对区域内横排和纵向框格个数进行人工查数，再将数目输入到软件中。当然，到这步也仅仅进行了畸变、投影畸变及两个坐标系的标定，圆心的标定还需要另外一个靶标进行标定。可见，整个过程非常麻烦。

3.支持多种打标模式

支持单模式单目标、单模式多目标和多模式多目标的打标模式。举例来说，在一个六角形螺钉顶端面打字母A，就是单模式单目标。同时在多个六角形螺钉顶端面打字母A，就是单模式多目标。在六角形螺钉顶端面打字母A，在圆形螺钉顶端面打字母B，在顶端刻有一字的螺钉顶端面打字母C，就是多模式多目标。

这样，在进行许多打标项目时，无需再对工件进行细分，可以将几种工件混合上料加工，非常方便。

在“视觉设置”中，可以对相机的参数、定位模板进行设置。在“标定”模块中，可以通过一键式标定功能对图像进行校正。在“打标模式设置”中选择相应的打标方式，之后就可以点击“连续采集”进行打标。

标准配置包括30万或130万相机，镜头，数据线缆及图像软件。针对客户的需求变化，可以对硬件进行升级。相机最高可兼容到500万像素。

该系统通过了多次实践，可用于纽扣打标，眼镜架打标，晶振打标，啤酒瓶盖打标，晶圆打标以及电容打标，获得了用户的认可。