坐標轉換為刀具刀尖處的物理坐標，并利用插值算法獲取刀具的連續(xù)運動路徑，然后根據刀具的連續(xù)運動路徑恢復出加工過程中待加工零件的尺寸，并顯示待加工零件當前的圖形。
[0033]步驟2)還包括:加工完成后，數(shù)據采集與處理器7判斷待加工零件的尺寸相對于預設尺寸的誤差是否在預設的范圍內，當待加工零件的尺寸相對于預設尺寸的誤差不在預設的范圍內時，則控制警報燈9變亮。
[0034]步驟I)中標定光學傳感器4的具體步驟為:
[0035]21)將刀具的刀尖移動至工作坐標系原點，所述工作坐標系原點是指待加工件的端面與其軸線的交點；
[0036]22)以待加工零件的坐標系原點為起點，按逆時針方向將待加工零件分別移動至邊長為200mm的正方形框上的12個點處，所述12個點在工件坐標系中坐標為(Xw(i)，Yw(i))，i = 1，2，3…，11，12，其中，所述12個點包括正方形框中4條邊上的8個三等分點和4個角點；
[0037]23)光學傳感器4采集刀具移動到步驟22)中的12點處的位置圖像信息，并將所述12個點處的位置圖像信息的數(shù)據轉發(fā)至數(shù)據采集與處理器7中；
[0038]24)數(shù)據采集與處理器7從所述12個點處的位置圖像信息中提取出標定球3球心在圖像坐標系中的像素坐標(XJihYJi))；
[0039]25)根據12個點處標定球3球心在工件坐標系中坐標(Xw⑴，Yw(i))與標定球3球心在圖像坐標系中的像素坐標(XJihYJi))的對應關系計算得到光學傳感器4的標定參數(shù)、以及圖像像素點與物理空間點的坐標轉換關系。
[0040]需要說明的是，光學傳感器4在相同加工環(huán)境下只需標定一次，當加工環(huán)境改變后需重新標定，相同加工環(huán)境是指光學傳感器4的位置和角度未改變且加工刀具未更換。
【主權項】
1.一種用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據采集與處理器(7)、用于獲取加工過程中待測車床中刀具的位置圖像信息的光學傳感器(4)、用于標定待加工零件軸線位置的激光發(fā)射器(5)、用于定位車床上的刀架(2)的標定球(3);所述光學傳感器(4)固定于待測機床的正上方，激光發(fā)射器(5)固定于待測車床的車床尾座(6)上，測量時，激光發(fā)射器(5)發(fā)射的激光與待加工零件的軸線及待測機床中卡盤(I)的軸線在同一條直線上，標定球(3)固定于待測機床中刀架(2)的回轉軸線上； 所述光學傳感器(4)的輸出端與數(shù)據采集與處理器(7)的輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括警報燈(9)，警報燈(9)的控制端與數(shù)據采集與處理器(7)的輸出端相連接。
3.根據權利要求1所述的用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對待加工零件起照明作用的照明燈(8)。
4.根據權利要求1所述的用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光學傳感器(4)為CXD光學傳感器。
5.根據權利要求1所述的用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述標定球(3)的直徑為1mm0
6.—種用于車床的回轉體零件在線測量方法，其特征在于，基于權利要求2所述的用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)，包括以下步驟: 1)標定光學傳感器(4)，再通過車床對待加工零件進行加工，光學傳感器(4)實時獲取刀具的位置圖像信息，并將所述刀具的位置圖像信息轉發(fā)至數(shù)據采集與處理器(7)中； 2)數(shù)據采集與處理器(7)獲取刀具的位置圖像信息，并從所述刀具的位置圖像信息中提取出標定球(3)球心的像素坐標，然后根據光學傳感器(4)標定的結果將標定球(3)球心的像素坐標轉換為刀具刀尖處的物理坐標，并利用插值算法獲取刀具的連續(xù)運動路徑，然后根據刀具的連續(xù)運動路徑恢復出加工過程中待加工零件的尺寸，并顯示待加工零件當前的圖形。
7.根據權利要求6所述的用于車床的回轉體零件在線測量方法，其特征在于，步驟2)還包括:加工完成后，數(shù)據采集與處理器(7)判斷待加工零件的尺寸相對于預設尺寸的誤差是否在預設的范圍內，當待加工零件的尺寸相對于預設尺寸的誤差不在預設的范圍內時，則控制警報燈(9)變亮。
8.根據權利要求6所述的用于車床的回轉體零件在線測量方法，其特征在于，步驟I)中標定光學傳感器(4)的具體步驟為: 21)將刀具的刀尖移動至工作坐標系原點，所述工作坐標系原點是指待加工件的端面與其軸線的交點； 22)以待加工零件的坐標系原點為起點，按逆時針方向將待加工零件分別移動至邊長為200mm的正方形框上的12個點處，所述12個點在工件坐標系中坐標為(Xw (i)，Yw(i))，i = 1，2，3...，11，12，其中，所述12個點包括正方形框中4條邊上的8個三等分點和4個角占.V， 23)光學傳感器(4)采集刀具移動到步驟22)中的12點處的位置圖像信息，并將所述12個點處的位置圖像信息的數(shù)據轉發(fā)至數(shù)據采集與處理器(7)中； 24)數(shù)據采集與處理器(7)從所述12個點處的位置圖像信息中提取出標定球(3)球心在圖像坐標系中的像素坐標(XJihYJi))； 25)根據12個點處標定球(3)球心在工件坐標系中的坐標(Xw(i)，Yw(i))與標定球(3)球心在圖像坐標系中的像素坐標(XJihYJi))的對應關系計算得到光學傳感器(4)的標定參數(shù)、以及圖像像素點與物理空間點的坐標轉換關系。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于車床的回轉體零件在線測量系統(tǒng)及方法，包括數(shù)據采集與處理器、用于獲取加工過程中待測車床中刀具的位置圖像信息的光學傳感器、用于標定待加工零件軸線位置的激光發(fā)射器、用于定位車床刀架的標定球；所述光學傳感器固定于待測量車床的待測機床的正上方，激光發(fā)射器固定于待測車床的車床尾座上，測量時，激光發(fā)射器發(fā)射的激光與待加工零件的軸線及待測機床中卡盤的軸線在同一條直線上，標定球固定于待測機床中刀架的回轉軸線上；所述光學傳感器的輸出端與數(shù)據采集與處理器的輸入端相連接。本發(fā)明可以實現(xiàn)車床的回轉體零件在線測量，并且能降低廢品率，保證加工安全。
【IPC分類】B23Q17-20, B23Q17-24
【公開號】CN104772656
【申請?zhí)枴緾N201510155828
【發(fā)明人】向德虎, 張英杰, 張佳瑞, 李程輝, 韓江濤
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月2日