CN104108049A - 一种带视觉系统的数控机床与定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带视觉系统的数控机床，主轴箱固定于机床正前方，主轴箱上固定有电主轴；相机防护盒固定于主轴箱的最前端；CCD相机固定于相机防护盒内；机床安装自动换刀机构。本发明一种带视觉系统的数控机床与定位方法，实现加工中心加工过程中无碰触在位测量，相对于手工测量，其速度快，精度高，减少加工中心的待机时间，提高设备利用率，同时避免多次装夹引入的二次定位误差，提高加工精度。有效提高工件的测量速度，实现自动测量，将数据传给数控系统自动修改程序的加工坐标，按照标准尺寸加工，大大提高加工效率，减少人工的使用，降低企业人力和设备采购成本，设备结构简单，易于大规模推广。

Description

一种带视觉系统的数控机床与定位方法

技术领域

本发明涉及一种数控机床，具体是一种带有视觉控制系统的数控机床。

背景技术

目前数控机床(立式加工中心)的在线测量，主要使用的碰触式探头来对工件进行测量，这种测量过程探头需要与被测工件接触，会产生系统误差和随机误差，并且会损伤工件，由于多次碰触，会对测量效率造成影响，效率低。

立式加工中心是带有自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床，但在加工过程中，对于不同工件都要测量计算坐标，人为操作误差大且效率低。特别是对玻璃板中印有标记点的零件根本无法测量。带有视觉系统的加工中心把在位测量技术将加工和测量集成在一起，实现加工过程中的自动测量，可有效解决这一问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种带视觉系统的数控机床与定位方法，将视觉运动系统的控制器装到立式加工中心上，对无法用碰触式测量的加工工件的进行自动测量，利用视觉定位来修正工件摆放误差，修改坐标，完成加工。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种带视觉系统的数控机床，包括机床、主轴箱、电主轴、CCD相机与相机防护盒，所述主轴箱固定于机床正前方，主轴箱上固定有电主轴；所述相机防护盒固定于主轴箱的最前端；所述CCD相机固定于相机防护盒内。

进一步地，所述主轴箱固定于机床立柱线轨滑块上，主轴箱可以通过丝杠传动做上下移动。

进一步地，所述相机防护盒通过螺钉固定于主轴箱的末端。

一种带视觉系统的数控机床还包括定位方法，包括以下步骤：

步骤一、CCD相机与电脑主机连接。

步骤二、CCD相机移至MARK点拍照，第一次拍照时候失败会切换为手动模式，用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板学习；学习成功CCD会自动移动到下一个MARK点；重复上面的动作，学习完第一对MARK点。

步骤三、第二次启动加工，若电脑主机中有加工样板的模型，CCD相机移动带MARK点时，会自动比对样板，若比对成功会跳到下一个MARK点，若比对不成功，画面会提示比对失败并切换为手动比对模式；用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板比对。

步骤四、拍点结束后，控制器根据MARK实际位置与理想位置的关系做坐标旋转和偏移，机床以偏转后的坐标系，加工工件。

进一步地，所述CCD相机与电脑主机通过有线或无线的方式连接。

本发明一种带视觉系统的数控机床与定位方法，实现加工中心实现无碰触在位测量，相对于手工测量，其速度快，精度高，减少加工中心的待机时间，提高设备利用率，同时避免多次装夹引入的二次定位误差，提高加工精度。有效提高工件的测量速度，实现自动测量，将数据传给数控系统自动修改程序的加工坐标，按照标准尺寸加工，大大提高加工效率，减少人工的使用，降低企业人力和设备采购成本，设备结构简单，易于大规模推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种带视觉系统的数控机床与定位方法的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种带视觉系统的数控机床，包括机床1、主轴箱2、电主轴3、CCD相机4与相机防护盒5，所述主轴箱2固定于机床1正前方，主轴箱2上固定有电主轴3；所述相机防护盒5固定于主轴箱2的最前端；所述CCD相机4固定于相机防护盒5内；所述主轴箱2主轴箱固定于机床1立柱线轨滑块上，主轴箱2可以通过丝杠传动做上下移动；所述相机防护盒5通过螺钉固定于主轴箱2的最前端。

一种带视觉系统的数控机床还包括定位方法，包括以下步骤：

步骤一、CCD相机4与电脑主机连接。

步骤二、CCD相机4移至MARK点拍照，第一次拍照时候失败会切换为手动模式，用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板学习；学习成功CCD会自动移动到下一个MARK点；重复上面的动作，学习完第一对MARK点。

步骤三、第二次启动加工，若电脑主机中有加工样板的模型，CCD相机4移动带MARK点时，会自动比对样板，若比对成功会跳到下一个MARK点，若比对不成功，画面会提示比对失败并切换为手动比对模式；用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板比对。

步骤四、拍点结束后，控制器根据MARK实际位置与理想位置的关系做坐标旋转和偏移，机床1以偏转后的坐标系，加工工件。

所述CCD相机4与电脑主机通过有线或无线的方式连接。

本发明一种带视觉系统的数控机床与定位方法，实现加工中心加工过程中无碰触在位测量，相对于手工测量，其智能化程度高，速度快，精度高，减少加工中心的待机时间，大大降低人工的使用，提高设备利用率，同时避免多次装夹引入的二次定位误差，提高加工精度。有效提高工件的测量速度，实现自动测量，将数据传给数控系统自动修改程序的加工坐标，按照标准尺寸加工，大大提高加工效率，减少人工的使用，降低企业人力和设备采购成本，设备结构简单，易于大规模推广。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带视觉系统的数控机床，包括机床、主轴箱、电主轴、CCD相机与相机防护盒，其特征在于：所述主轴箱固定于机床正前方，主轴箱上固定有电主轴；

所述相机防护盒固定于主轴箱的最前端；

所述CCD相机固定于相机防护盒内。

2.根据权利要求1所述的一种带视觉系统的数控机床，其特征在于：所述主轴箱固定于机床立柱线轨滑块上，主轴箱可以通过丝杠传动做上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种带视觉系统的数控机床，其特征在于：所述相机防护盒通过螺钉固定于主轴箱的最前端。

4.根据权利要求1所述的一种带视觉系统的数控机床，其特征在于：所述机床安装自动换刀机构。

5.一种带视觉系统的数控机床还包括定位方法，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤一、CCD相机与电脑主机连接。

步骤二、CCD相机移至MARK点拍照，第一次拍照时候失败会切换为手动模式，用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板学习；学习成功CCD会自动移动到下一个MARK点；重复上面的动作，学习完第一对MARK点。

步骤三、第二次启动加工，若电脑主机中有加工样板的模型，CCD相机移动带MARK点时，会自动比对样板，若比对成功会跳到下一个MARK点，若比对不成功，画面会提示比对失败并切换为手动比对模式；用手轮移动镜头至MARK点正上方，按样板比对。

步骤四、拍点结束后，控制器根据MARK实际位置与理想位置的关系做坐标旋转和偏移，机床以偏转后的坐标系，加工工件。

6.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于：所述CCD相机与电脑主机通过有线或无线的方式连接。