为追求产品外观美感,由IMD薄膜制备的模塑产品多采用曲面造型,而传统冲切工艺在切割复杂造型的IMD膜时却无能无力,此外传统冲切很难适应当代个性化小批量生产的要求,因此需寻找一种柔性的切边工艺。而三维激光切割机器人既可完成复杂切割轨迹又可快速变换切割路径以不适应不同膜片的切边需求而又不会增加额外成本。而在三维激光IMD膜片切边试验中发现成型膜片自身存在的翘曲回弹等形变会导致激光焦点偏离膜片、膜片表面能量分布不均、膜片发黄烧焦或切不透等现象发生。为解决该问题,本文引入膜片变形量反馈系统,通过CCD相机捕捉模拟加工时激光双光斑中心距大小计算膜片形变量并据此对激光轨迹进行补偿。本文主要研究内容如下:(1)根据膜片形变影响激光切割的作用机理,设计反馈测量及轨迹补偿系统。试验发现三维激光根据离线程序切割膜片时会因成型膜片自身翘曲回弹等变形发生轨迹偏移、离焦量变动现象。为此设计反馈测量系统,其根据膜片上辅助激光和校准激光投影光斑中心距推算膜片形变量并据此补偿切割轨迹。(2)设计基于OpenCV的双光斑中心距提取算法。根据实际拍摄图片中有效光斑信息特征和常见干扰信息特征分析,设计基于OpenCV的激光光斑提取算法。通过图片预处理、图片效果增强、干扰亮斑排除、长轴提取等算法实现光斑中心距快速测量功能。(3)设计轨迹补偿控制模型。通过几何关系确定双光斑中心距与膜片形变处激光离焦量偏差之间的数学关系并根据三维激光机器人空间位置关系确定机器人各轴补偿量;又通过试验获取激光离焦量对切割质量的影响关系以及膜片激光切割离焦量允许误差范围;由此构建基于模糊算法的轨迹补偿控制模型。(4)通过成型IMD膜片切割试验验证轨迹补偿系统切割效果。试验利用切边工装对可逆形变进行恢复,利用补偿系统对翘曲回弹等小变形膜片进行轨迹补偿,提高了膜片激光切边成品率。本文创新点在于根据双光斑中心距反馈膜片形变并利用图像处理技术和模糊控制算法实现对形变膜片激光切割轨迹补偿,并设计出形变膜片激光切边处理方案。新的方案和轨迹补偿系统提高了IMD膜片激光切割成品率,这在生产实践中有着重要的意义。