Cnc視覺輔助加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種CNC視覺輔助加工系統(tǒng)，屬于機(jī)械加工及視覺成像解析技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]所述CNC為英文Computer Numerical Control的簡(jiǎn)稱，其中文譯文為:數(shù)控加工中心，CNC機(jī)床是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。工件經(jīng)一次裝夾后，CNC能對(duì)兩個(gè)以上的表面完成多種工序的加工，并且有多種換刀或選刀功能，減少人為操作，不僅提高生產(chǎn)效率，而且保證了加工質(zhì)量。但是CNC對(duì)易變形的零件，按照預(yù)設(shè)的走刀路徑加工，就沒有辦法加工出良品，尤其在加工易變形的零件的邊緣輪廓時(shí)，更是鞭長(zhǎng)莫及。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，采用數(shù)控測(cè)頭技術(shù)基本可以輔助CNC完成易變形零件的加工。所述數(shù)控測(cè)頭是CNC使用的工件自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)專用的測(cè)頭，此類測(cè)頭通常都像一把特殊刀具一樣安裝在主軸上，在主軸定向狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。
[0004]測(cè)量大致的原理如下:測(cè)頭本體中伸出一根探針，探針是由一個(gè)長(zhǎng)的探桿和探頭組成，探頭在接觸到工件并偏離自由位置一定距離時(shí)給出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)配合CNC用于工件測(cè)量的特殊指令和宏程序完成測(cè)量動(dòng)作。然后生成G代碼，指揮CNC進(jìn)行加工作業(yè)。而數(shù)控探頭技術(shù)的測(cè)量速度慢，通常測(cè)量時(shí)間是加工時(shí)間的2倍以上，而且對(duì)工件的輪廓要求高，當(dāng)工件存在輪廓缺陷(如凹陷、毛刺等)時(shí)，走刀路徑也會(huì)將重現(xiàn)這些缺陷，同樣會(huì)造成廣品加工不良。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為至少解決上述技術(shù)問題之一，本實(shí)用新型的目的在于提供一種CNC視覺輔助加工系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確快速的測(cè)量工件的輪廓，使CNC對(duì)易變形的工件也能正確地加工，并能規(guī)避輪廓缺陷，從而解決易變形的工件的加工良率低的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的之一，本實(shí)用新型一實(shí)施方式提供了一種CNC視覺輔助加工系統(tǒng)，所述CNC用于工件的加工，所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)包括，
[0007]設(shè)置于所述工件上方的光源組件，所述光源組件用于發(fā)射平行光至所述工件的上端面；
[0008]鏡頭，所述鏡頭設(shè)置于所述光源組件背離所述工件的一側(cè)，所述鏡頭與所述工件的所述上端面或所述上端面的切平面平行；
[0009]工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)設(shè)置于所述鏡頭背離所述光源組件的一側(cè)，且所述工業(yè)相機(jī)與所述鏡頭相連接；
[0010]與所述工業(yè)相機(jī)進(jìn)行信息交互的工業(yè)電腦；
[0011]其中，所述工業(yè)相機(jī)、所述鏡頭及所述光源組件的中心軸位于同一直線上，所述平行光經(jīng)所述工件的所述上端面反射后形成反射光并進(jìn)入所述鏡頭，所述工業(yè)相機(jī)根據(jù)接收到的所述反射光得到圖像信息并將所述圖像信息傳遞至所述工業(yè)電腦，所述工業(yè)電腦解析所述圖像信息得到數(shù)據(jù)信息并將所述數(shù)據(jù)信息傳遞至所述CNC，所述CNC根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息加工所述工件。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)還包括鏡頭調(diào)節(jié)裝置，所述鏡頭調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述鏡頭與所述工件的所述上端面或所述上端面的切平面平行。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鏡頭調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述鏡頭的位置及角度。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像信息為所述工件的輪廓信息。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)所述工件的輪廓包括平滑區(qū)域及缺陷區(qū)域時(shí)，所述平行光經(jīng)所述平滑區(qū)域反射后形成第一反射光，所述平行光經(jīng)所述缺陷區(qū)域反射后形成第二反射光，所述工業(yè)相機(jī)根據(jù)所述第一反射光及所述第二反射光得到對(duì)應(yīng)的第一圖像信息及第二圖像信息，所述工業(yè)電腦解析所述第一圖像信息和所述第二圖像信息并去除所述第二圖像信息，且所述工業(yè)電腦將所述第一圖像信息擬合以得到第三圖像信息，所述第三圖像信息對(duì)應(yīng)輪廓平滑的工件，所述工業(yè)電腦轉(zhuǎn)換所述第三圖像信息以得到所述數(shù)據(jù)信息。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)信息為G代碼和CAD圖檔中的至少一個(gè)。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述工件包括多個(gè)區(qū)域，所述工業(yè)相機(jī)采集每一所述區(qū)域的所述圖像信息并傳遞至所述工業(yè)電腦，所述工業(yè)電腦將每一所述圖像信息解析并拼接得到所述數(shù)據(jù)信息。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果:1)測(cè)量速度和圖形解析速度快，且能夠自主生成走刀路徑，可以減少機(jī)床編程人員的編程時(shí)間，有效節(jié)約工作時(shí)間，提高工作效率；2)自動(dòng)規(guī)避工件中的輪廓缺陷，CNC的走刀路徑和工件的真實(shí)輪廓重合度高，精度高，有效提高產(chǎn)品良率；3)對(duì)夾具要求低，只要工件在加工時(shí)不動(dòng)，它就可以在夾具上任意擺放，可以大幅降低夾具的研發(fā)和制作成本；4)智能化高、操作簡(jiǎn)單。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的CNC視覺輔助加工系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的CNC視覺輔助加工方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022]參看圖1，圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的CNC視覺輔助加工系統(tǒng)的示意圖。所述CNC用于工件200的加工，所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100主要用于輔助所述CNC完成所述工件200的加工。所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100包括光源組件10，所述光源組件10設(shè)置于所述工件200的上方，所述光源組件10可發(fā)射平行光至所述工件200的上端面201。所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100還包括鏡頭20和工業(yè)相機(jī)30，優(yōu)選的，所述鏡頭20設(shè)置為可調(diào)焦距鏡頭，所述工業(yè)相機(jī)30設(shè)置為高分辨率工業(yè)相機(jī)。所述鏡頭20設(shè)置于所述光源組件10背離所述工件200的一側(cè)，且所述鏡頭與所述上端面201或所述上端面201的切平面平行。所述工業(yè)相機(jī)30與所述鏡頭20相連接，且所工業(yè)相機(jī)30設(shè)置于所述鏡頭20背離所述光源組件10的一側(cè)。另外，所述工業(yè)相機(jī)30、所述鏡頭20和所述光源組件10的中心軸可設(shè)置于同一直線上。值得說明的是，所述上端面201包括俯視所述工件200時(shí)的所有可見區(qū)域面。
[0023]所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100還包括工業(yè)電腦(圖未示)，所述工業(yè)電腦可與所述工業(yè)相機(jī)30進(jìn)行信息交互。所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100工作時(shí)，所述光源組件10會(huì)發(fā)射出所述平行光至所述工件200的上端面201，所述平行光經(jīng)過所述上端面201反射后形成反射光進(jìn)入所述鏡頭20，所述鏡頭20傳輸所述反射光進(jìn)入所述工業(yè)相機(jī)30，所述工業(yè)相機(jī)30根據(jù)所述反射光采集到所述工件200的圖像信息并將所述圖像信息傳遞至所述工業(yè)電腦，所述工業(yè)電腦解析所述圖像信息以得到所述CNC可以執(zhí)行的數(shù)據(jù)信息并將所述數(shù)據(jù)信息傳遞至所述CNC，所述CNC根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息完成所述工件200的加工。本實(shí)用新型一實(shí)施方式中的CNC視覺輔助加工系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量速度和圖形解析速度快，能夠自主生成走刀路徑，可以減少機(jī)床編程人員的編程時(shí)間，有效節(jié)約工作時(shí)間，提高工作效率；且采用平行光進(jìn)行圖像采集，以保證采集到的圖像信息的準(zhǔn)確度，進(jìn)而完美再現(xiàn)工件的真實(shí)輪廓，使CNC的走刀路徑和工件的真實(shí)輪廓重合度高，精度高，有效提高產(chǎn)品良率。
[0024]所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100還包括光源控制器，所述光源控制器與所述光源組件10電性連接，當(dāng)所述光源組件10發(fā)射所述平行光時(shí)，所述光源控制器可以調(diào)控所述光源組件10發(fā)射的所述平行光的強(qiáng)度，以便使所述工業(yè)相機(jī)30采集到最佳圖像信息。
[0025]另外，為增強(qiáng)本實(shí)用新型的實(shí)用性，保證所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100的穩(wěn)定性，本實(shí)用新型一實(shí)施方式中，所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100還包括固定架40，所述固定架40用于固定所述光源組件10、所述鏡頭20及所述工業(yè)相機(jī)30。所述固定架40包括架臺(tái)41，所述架臺(tái)41設(shè)置有固定支腳411，所述固定架40通過所述固定支腳411固定連接于所述CNC上，以避免所述固定架40晃動(dòng)，從而保證所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100的位置穩(wěn)定。所述架臺(tái)41上固定連接有支撐柱42，所述支撐住42可上下調(diào)節(jié)，以便適配具有不同厚度的所述工件200。
[0026]所述CNC視覺輔助加工系統(tǒng)100還包括鏡頭調(diào)節(jié)裝置，所述鏡頭調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于所述固定架40上，所述鏡頭調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述鏡頭20與所述上端面201或所述上端面201的切平面平行。
[0027]具體的，所述鏡頭調(diào)節(jié)裝置包括第一調(diào)節(jié)件和第二調(diào)節(jié)件，所述第一調(diào)節(jié)件可調(diào)節(jié)所述鏡頭20的位置，例如從第一位置移動(dòng)到第二位置處。在圖1所示的實(shí)施例中，所述第一調(diào)節(jié)件包括兩兩相互垂直的第一伸縮桿4311、第二伸縮桿4312、及第三伸縮桿4313，當(dāng)需要移動(dòng)所述鏡頭20從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置時(shí)，通過調(diào)節(jié)所述第一伸縮桿4311、所述第二伸縮桿4312、及所述第三伸縮桿4313各自的伸縮量即可，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單方便。另夕卜，所述鏡頭20連接于所述工業(yè)相機(jī)30上，所述工業(yè)相機(jī)30連接于所述第三伸縮桿4313上，且所述光源組件10同樣連接于所述第三伸縮桿4313上，則通過所述第一調(diào)節(jié)件的調(diào)節(jié)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述光源組件10、所述工業(yè)相機(jī)30與所述鏡頭20的一起移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述工件200不同，可在不同的位置采集不同所述工件200的圖像信息。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，所述光源組件10與所述工業(yè)相機(jī)30、所述鏡頭20的安裝方式還有其他多種實(shí)施方式，只要所述光源組件10、所述工業(yè)相機(jī)30與所述鏡頭20的中心軸設(shè)置于同一直線上，通過調(diào)節(jié)所述鏡頭20的位置，所述光源組件10、所述工業(yè)相機(jī)30也會(huì)隨之移動(dòng)到相應(yīng)位置處，這樣即可實(shí)現(xiàn)任意位置對(duì)所述工件200進(jìn)行圖像信息采集。
[0028]所述第二調(diào)節(jié)件可用于調(diào)節(jié)所述鏡頭20的角度，以實(shí)現(xiàn)所述鏡頭20與所述上端面201或所述上端面201的切平面間的夾角可調(diào)。具體的，所述第二調(diào)節(jié)件包括第一旋轉(zhuǎn)鈕4321和第二旋轉(zhuǎn)鈕4322。所述第一旋轉(zhuǎn)鈕4321可帶動(dòng)所述第二伸縮桿4312繞所述第一伸縮桿4311轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起所述鏡頭20與所述工件200的所述上端面201或所述上端面201的切平面間的夾角的變化；所述第二旋轉(zhuǎn)鈕4322可帶動(dòng)所述第三伸縮桿4313繞所述第二伸縮桿4312轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起所述鏡頭20與所述工件200的所述上端面201或所述上端面201的切平面間的夾角的變化。本實(shí)用新型中，所述第一