Cnc加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)及方法，尤其是一種應(yīng)用于電腦數(shù)字控制 (computernumericalcontrol,CNC)加工設(shè)備的影像量測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在CNC加工設(shè)備加工高精度產(chǎn)品之前，需要對(duì)CNC加工設(shè)備執(zhí)行檢查、預(yù)熱、調(diào)機(jī) 等步驟。其中，調(diào)機(jī)的步驟最繁瑣，目前使用的方法是利用CNC加工設(shè)備加工指定的調(diào)機(jī)片 或產(chǎn)品，然后再檢測(cè)加工的調(diào)機(jī)片或產(chǎn)品的尺寸是否符合要求，如果尺寸偏差值太大，則對(duì) CNC加工設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后，再生產(chǎn)指定的調(diào)機(jī)片或產(chǎn)品后再送檢，直到加工的調(diào) 機(jī)片或產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定。這種調(diào)機(jī)方法耗時(shí)較長(zhǎng)且涉及認(rèn)為操作、容易造成誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種系統(tǒng)及方法，可以避免認(rèn)為操作導(dǎo)致的誤差，自 動(dòng)、智能地對(duì)CNC加工設(shè)備執(zhí)行調(diào)機(jī)，保證CNC加工設(shè)備的加工精度。
[0004] 一種CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用于連接CNC加工設(shè)備的計(jì)算裝置。CNC加工設(shè)備運(yùn)行 加工程序生產(chǎn)的預(yù)設(shè)數(shù)量的N件產(chǎn)品，CCD拍攝每件產(chǎn)品的加工路徑的二維圖像。該系統(tǒng)確 定每件產(chǎn)品的加工路徑的二維圖像中的輪廓點(diǎn)、組成該件產(chǎn)品的加工路徑的一組點(diǎn)云。每 組點(diǎn)云中的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該加工程序中的一個(gè)路徑點(diǎn)。該系統(tǒng)選擇一組點(diǎn)云作為基準(zhǔn)點(diǎn)云， 將該基準(zhǔn)點(diǎn)云擬合成一個(gè)幾何圖形，計(jì)算其它N-1組點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)到該幾何圖形的偏差 值，并計(jì)算每個(gè)路徑點(diǎn)的N-1個(gè)偏差值的平均值，根據(jù)所有路徑點(diǎn)的平均偏差值生成該產(chǎn) 品的加工路徑點(diǎn)的平均輪廓。之后，該系統(tǒng)計(jì)算該平均輪廓與該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪 廓上的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值，將每個(gè)路徑點(diǎn)的坐標(biāo)差值反饋給CNC加工設(shè)備。
[0005] -種CNC加工調(diào)機(jī)方法，應(yīng)用于連接CNC加工設(shè)備的計(jì)算裝置。該方法包括步驟： (A)對(duì)CNC加工設(shè)備運(yùn)行加工程序生產(chǎn)的預(yù)設(shè)數(shù)量N件產(chǎn)品中的每件產(chǎn)品的加工路徑的二 維圖像進(jìn)行二值化處理，確定二維圖像中的輪廓點(diǎn)坐標(biāo)，每件產(chǎn)品的加工路徑的二維圖像 中的所有輪廓點(diǎn)組成該件產(chǎn)品的加工路徑的一組點(diǎn)云，每組點(diǎn)云中的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該加工程 序中的一個(gè)路徑點(diǎn)；(B)選擇一組點(diǎn)云作為基準(zhǔn)點(diǎn)云，將該基準(zhǔn)點(diǎn)云擬合成一個(gè)幾何圖形； (C)計(jì)算其它N-1組點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)到該幾何圖形的最小距離，以該最小距離為對(duì)應(yīng)的路 徑點(diǎn)的偏差值；(D)計(jì)算每個(gè)路徑點(diǎn)的N-1個(gè)偏差值的平均值，根據(jù)所有路徑點(diǎn)的偏差值的 平均值生成該產(chǎn)品的加工路徑點(diǎn)的平均輪廓；及（E)計(jì)算該產(chǎn)品的加工路徑的平均輪廓與 該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪廓上的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值，將每個(gè)路徑點(diǎn)的坐標(biāo)差值 反饋給CNC加工設(shè)備。
[0006] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，可以自動(dòng)、智能地對(duì)CNC加工 設(shè)備執(zhí)行調(diào)機(jī)，保證CNC加工設(shè)備的加工精度。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)較佳實(shí)施例的應(yīng)用環(huán)境圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明CNC加工調(diào)機(jī)方法較佳實(shí)施例的流程圖。
[0009] 圖3是計(jì)算加工路徑的其它點(diǎn)云中的點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云擬合得到的曲線之間的偏差 值、根據(jù)加工路徑的每個(gè)路徑點(diǎn)的平均偏差值生成加工路徑的平均輪廓的示意圖。
[0010] 圖4是計(jì)算加工路徑的平均輪廓與理論輪廓上的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值的 示意圖。
[0011] 主要元件符號(hào)說明
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種CNC加工調(diào)機(jī)方法，應(yīng)用于連接CNC加工設(shè)備的計(jì)算裝置，其特征在于，該方法 包括： 圖像處理步驟：對(duì)CNC加工設(shè)備運(yùn)行加工程序生產(chǎn)的預(yù)設(shè)數(shù)量N件產(chǎn)品中的每件產(chǎn)品 的加工路徑的二維圖像進(jìn)行二值化處理，確定二維圖像中的輪廓點(diǎn)坐標(biāo)，每件產(chǎn)品的加工 路徑的二維圖像中的所有輪廓點(diǎn)組成該件產(chǎn)品的加工路徑的一組點(diǎn)云，每組點(diǎn)云中的一個(gè) 點(diǎn)對(duì)應(yīng)該加工程序中的一個(gè)路徑點(diǎn)； 圖形擬合步驟：選擇一組點(diǎn)云作為基準(zhǔn)點(diǎn)云，將該基準(zhǔn)點(diǎn)云擬合成一個(gè)幾何圖形； 偏差計(jì)算步驟：計(jì)算其它N-I組點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)到該幾何圖形的最小距離，以該最小 距離為對(duì)應(yīng)的路徑點(diǎn)的偏差值； 輪廓生成步驟：計(jì)算每個(gè)路徑點(diǎn)的N-I個(gè)偏差值的平均值，根據(jù)所有路徑點(diǎn)的偏差值 的平均值生成該產(chǎn)品的加工路徑點(diǎn)的平均輪廓；及 坐標(biāo)補(bǔ)償步驟：計(jì)算該產(chǎn)品的加工路徑的平均輪廓與該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪廓上 的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值，將每個(gè)路徑點(diǎn)的坐標(biāo)差值反饋給CNC加工設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1所述的CNC加工調(diào)機(jī)方法，其特征在于，所述每件產(chǎn)品的加工路徑的二 維圖像利用安裝在CNC加工設(shè)備主軸上的CCD拍攝得到的。
3. 如權(quán)利要求2所述的CNC加工調(diào)機(jī)方法，其特征在于，所述CCD在CNC加工設(shè)備運(yùn)行 加工程序驅(qū)動(dòng)加工設(shè)備沿加工路徑上的路徑點(diǎn)對(duì)物料進(jìn)行加工、每到達(dá)一個(gè)路徑點(diǎn)時(shí),拍 攝一張包括該路徑點(diǎn)的二維圖像。
4. 如權(quán)利要求1所述的CNC加工調(diào)機(jī)方法，其特征在于，該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪廓 是根據(jù)該加工程序中的路徑點(diǎn)的理論坐標(biāo)生成的。
5. -種CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用于連接CNC加工設(shè)備的計(jì)算裝置，其特征在于，該系統(tǒng) 包括： 圖像處理模塊，用于對(duì)CNC加工設(shè)備運(yùn)行加工程序生產(chǎn)的預(yù)設(shè)數(shù)量N件產(chǎn)品中的每件 產(chǎn)品的加工路徑的二維圖像進(jìn)行二值化處理，確定二維圖像中的輪廓點(diǎn)坐標(biāo)，每件產(chǎn)品的 加工路徑的二維圖像中的所有輪廓點(diǎn)組成該件產(chǎn)品的加工路徑的一組點(diǎn)云，每組點(diǎn)云中的 一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該加工程序中的一個(gè)路徑點(diǎn)； 圖形擬合模塊，用于選擇一組點(diǎn)云作為基準(zhǔn)點(diǎn)云，將該基準(zhǔn)點(diǎn)云擬合成一個(gè)幾何圖 形； 偏差計(jì)算模塊，用于計(jì)算其它N-I組點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)到該幾何圖形的最小距離，以該 最小距離為對(duì)應(yīng)的路徑點(diǎn)的偏差值； 輪廓生成模塊，用于計(jì)算每個(gè)路徑點(diǎn)的N-I個(gè)偏差值的平均值，根據(jù)所有路徑點(diǎn)的偏 差值的平均值生成該產(chǎn)品的加工路徑點(diǎn)的平均輪廓；及 坐標(biāo)補(bǔ)償模塊，用于計(jì)算該產(chǎn)品的加工路徑的平均輪廓與該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪 廓上的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值，將每個(gè)路徑點(diǎn)的坐標(biāo)差值反饋給CNC加工設(shè)備。
6. 如權(quán)利要求5所述的CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述每件產(chǎn)品的加工路徑的二 維圖像利用安裝在CNC加工設(shè)備主軸上的CCD拍攝得到的。
7. 如權(quán)利要求6所述的CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD在CNC加工設(shè)備運(yùn)行 加工程序驅(qū)動(dòng)加工設(shè)備沿加工路徑上的路徑點(diǎn)對(duì)物料進(jìn)行加工、每到達(dá)一個(gè)路徑點(diǎn)時(shí),拍 攝一張包括該路徑點(diǎn)的二維圖像。
8.如權(quán)利要求5所述的CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪廓 是根據(jù)該加工程序中的路徑點(diǎn)的理論坐標(biāo)生成的。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種CNC加工調(diào)機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算裝置。CNC加工設(shè)備運(yùn)行加工程序生產(chǎn)N件產(chǎn)品，CCD拍攝每件產(chǎn)品的加工路徑的二維圖像。該系統(tǒng)確定每件產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的二維圖像中的輪廓點(diǎn)、組成該件產(chǎn)品的加工路徑的一組點(diǎn)云。每組點(diǎn)云中的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)該加工程序中的一個(gè)路徑點(diǎn)。該系統(tǒng)選擇一組點(diǎn)云作為基準(zhǔn)點(diǎn)云，將該基準(zhǔn)點(diǎn)云擬合成一個(gè)幾何圖形，計(jì)算其它N-1組點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)到該幾何圖形的偏差值，并計(jì)算每個(gè)路徑點(diǎn)的N-1個(gè)偏差值的平均值，根據(jù)所有路徑點(diǎn)的平均偏差值生成一個(gè)平均輪廓。之后，該系統(tǒng)計(jì)算該平均輪廓與該產(chǎn)品的加工路徑的理論輪廓上的對(duì)應(yīng)路徑點(diǎn)之間的坐標(biāo)差值，將每個(gè)路徑點(diǎn)的坐標(biāo)差值反饋給CNC加工設(shè)備。本發(fā)明提供一種CNC加工調(diào)機(jī)方法。
【IPC分類】G05B19-404
【公開號(hào)】CN104570940
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310507486
【發(fā)明人】張旨光, 吳新元, 楊路
【申請(qǐng)人】鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月24日
【公告號(hào)】US20150117753