CN105149419B - Ccd多点微孔重复定位加工系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了CCD多点微孔重复定位加工系统和方法,该系统包括冲孔机，设置于冲孔机上的工件；安装于所述冲孔机顶部的CCD摄像机，与CCD摄像机通讯的控制器，控制器连接冲孔机的位置调整装置；该方法包括：将工件固定至冲孔机工作台上；CCD摄像机拍摄工件的图像，并将图像传送至控制器；控制器对图像进行处理，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置；CCD摄像机再次采集多点微孔的图像，控制器再次处理图像，得到多点微孔的实际坐标；校正冲针位置；根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔。采用该系统和方法，实现了自动化冲孔，节省大量人力，提高产品质量。

Description

CCD多点微孔重复定位加工系统和方法

技术领域

本发明涉及CCD多点微孔重复定位加工系统和方法，用于在工件上加工多点微孔；尤其涉及在喷丝头上加工多点微孔。

背景技术

喷丝板、喷丝头是化纤生产设备的关键零部件，主要分为干纺喷丝板和喷丝头。喷丝板生产需要三次冲孔工序才能完成，第一道工序冲孔多采用数控设备进行完成的。但第二道工序和第三道工艺要求，冲针要精确的从每个加工孔的中心冲入，并保证每个孔的深度在公差范围内，国内尚无数控专用设备，目前国内生产喷丝板的厂家在加工第二道和第三道工序时全是在用手工控制的普通机械设备上完成，程序复杂，且质量不高，劳动强度极大，对操作技工视力、体力、四肢反应协调能力等要求极高。

发明内容

针对背景技术中存在的不足，本发明的目的一方面在于提供一种CCD多点微孔重复定位加工系统；另一方面提供一种CCD多点微孔重复定位加工方法，可以满足工件加工要求。

为实现上述技术一方面目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

CCD多点微孔重复定位加工系统，包括冲孔机，设置于冲孔机上的工件；与工件对应设置并安装于所述冲孔机顶部的CCD摄像机，与所述CCD摄像机通讯的控制器，所述控制器连接冲孔机的位置调整装置；所述控制器包括第一存储单元、第二存储单元、图像处理单元、计数单元、自动生成单元、比较单元、控制单元；第一存储单元用以存储第一道工序的坐标系；所述第二存储单元与CCD摄像机通讯，对CCD摄像机所采集的工件图像进行同步存储；所述图像处理单元对图像进行边缘处理，提取出工件的轮廓线；所述计数单元，根据所述图像处理单元处理过的图像计算多点微孔的数量；所述自动生成单元；根据所述图像处理单元处理过的图像自动生成实际坐标系；所述比较单元；将所述第一存储单元存储的所述第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；所述控制单元，当实际坐标系与第一道工序的坐标系不一致时，对位置调整装置发送控制信号使位置调整装置移动以调整工件的位置。

作为进一步地的技术方案：所述系统还包括位于冲孔机上的位置传感器和冲针，所述冲针与所述位置调整装置相互绝缘；冲针上带有的电荷与所述工件上带有的电荷相反。

作为进一步的技术方案：所述位置调整装置包括X向位置调整装置和Y向位置调整装置；所述X向位置调整装置包括X向伺服电机；与X向伺服电机连接的X向滚珠丝杠；连接于所述X向滚珠丝杠上的X向工作台；设置于X向工作台下方的X向直线导轨、X向光栅尺及X向接近开关；所述Y向位置调整装置包括Y向伺服电机；与Y向伺服电机连接的Y向滚珠丝杠；连接于所述Y向滚珠丝杠上的Y向工作台；设置于Y向工作台下方的Y向直线导轨和Y向光栅尺和Y向接近开关。

为实现上述技术另一方面目的，本发明还提供一种CCD多点微孔重复定位加工方法，包括以下步骤：

步骤1：将带有多点微孔的工件固定至冲孔机工作台上；

步骤:2：CCD摄像机拍摄工件的图像，并将图像传送至控制器，所述控制器内存储工件第一道工序的坐标系；

步骤3：控制器对图像进行处理，得到多点微孔的中心位置，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；

步骤4：若不一致，则移动位置调整装置；控制器发送控制信号至位置调整装置，位置调整装置移动，使工件的多点微孔的中心位置与CCD视觉中心重合；

步骤5：CCD摄像机再次采集多点微孔的图像，控制器再次处理图像，将每个微孔的坐标在图像上确定，得到多点微孔的实际坐标；

步骤6：将多点微孔的实际坐标与第一道的坐标系进行比较，若误差在规定范围内，则校正冲针位置；

步骤7：冲针在工件面上冲测试孔，根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，若误差不在规定的范围内则控制位置调整装置进行移动；使冲针与微孔中心一致；

步骤8：根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔。

作为进一步地技术方案：所述根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差具体为：当冲针向下移动时，位移传感器获取起始信号并传输给控制器，当冲针接触到工件时，工件与冲针导通，此时获得一个接触信号并储存到控制器，控制器根据起始信号和接触信号计算出冲针向下移动的距离，根据向下移动的距离判断是否存在误差。

本发明的有益效果为：采用该系统和方法，实现了冲孔过程的自动化，一个操作人可以同时操作10台设备，可以节省大量人力，可以大大提高工件的产品质量，提高工件生产制造企业的劳动生产率。

附图说明

图1为本发明第一实施例中系统的原理框图；

图2为本发明第二实施例方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明实施例提供CCD多点微孔重复定位加工系统和方法，主要应用于加工工件的多点微孔，工件可以是喷丝头、喷丝板、电子行业生磁片及线路板等，以下分别就系统和方法进行详细说明。

实施例1：

多点微孔的加工共需要三道工序来完成，通常各孔系的加工均以图纸要求(理论坐标系)为基准，这一做法，对需要经过多次加工才能完成的孔系而言，将增加多次重复加工的定位误差。本系统在加工过程中，第一道工序孔系位置的确定是以理论位置设置的，第二道工序加工时，孔系的理论位置是依据第一道工序孔系的实际坐标系来确定的，这样，可以有效地提高工件的制造精度。

为了实现第二道工序的加工，本发明提供一种CCD多点微孔重复定位加工系统；可将工件表面多点微孔一次定位；所述工件为已经经过第一道工序加工的工件；其上具有多点微孔，多点微孔包括多个直径微小的孔，直径一般为0.02mm；所述多个可以是几百个，或者几千个等。

本系统包括冲孔机，设置于冲孔机上的工件，与工件对应设置并安装于所述冲孔机顶部的CCD摄像机，与所述CCD摄像机通讯的控制器，所述控制器连接冲孔机上的位置调整装置。所述系统还包括位于冲孔机上的位置传感器和冲针，所述冲针与所述位置调整装置相互绝缘；冲针上带有的电荷与所述工件上带有的电荷相反。

该位置调整装置包括X向位置调整装置和Y向位置调整装置；所述X向位置调整装置包括X向伺服电机；与X向伺服电机连接的X向滚珠丝杠；连接于所述X向滚珠丝杠上的X向工作台；设置于X向工作台下方的X向直线导轨、X向光栅尺及X向接近开关；所述Y向位置调整装置包括Y向伺服电机；与Y向伺服电机连接的Y向滚珠丝杠；连接于所述Y向滚珠丝杠上的Y向工作台；设置于Y向工作台下方的Y向直线导轨和Y向光栅尺和Y向接近开关。

所述控制器包括第一存储单元、第二存储单元、图像处理单元、计数单元、自动生成单元、比较单元、控制单元；第一存储单元用以存储工件第一道工序的坐标系；所述第二存储单元与CCD摄像机通讯，对CCD摄像机所采集的工件图像进行同步存储；所述图像处理单元对图像进行边缘处理，提取出工件的轮廓线；所述计数单元；根据所述图像处理单元处理过的图像计算多点微孔的数量；所述自动生成单元；根据所述图像处理单元处理过的图像自动生成实际坐标系；所述比较单元；将所述第一存储单元存储的所述第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；所述控制单元，当实际坐标系与第一道工序的坐标系不一致时，对位置调整装置发送控制信号使位置调整装置移动以调整工件的位置。

实施例2：

本实施例中，提供一种CCD多点微孔重复定位加工方法；采用该方法，可将工件表面多点微孔一次定位；其中，所述工件为已经过第一道工序加工的工件；其上具有多点微孔，多点微孔包括多个直径微小的孔。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：将带有多点微孔的工件固定至冲孔机工作台上。

步骤:2：CCD摄像机拍摄工件的图像，并将图像传送至控制器，所述控制器内存储工件第一道工序的坐标系。

步骤3：控制器对图像进行处理，得到多点微孔的中心位置，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置。

步骤4：若不一致，则移动位置调整装置，控制器发送控制信号至位置调整装置，位置调整装置移动，使工件的多点微孔的中心位置与CCD视觉中心重合。

步骤5：CCD摄像机再次采集多点微孔的图像，控制器再次处理图像，将每个微孔的坐标在图像上确定，得到多点微孔的实际坐标。

步骤6：将多点微孔的实际坐标与第一道的坐标系进行比较，若误差在规定范围内，则校正冲针位置。

步骤7：冲针在工件面上冲测试孔，根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，若误差不在规定的范围内则控制位置调整装置进行移动；使冲针与微孔中心一致；

步骤8：根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种CCD多点微孔重复定位加工系统，其特征在于：包括冲孔机，设置于冲孔机上的工件；与工件对应设置并安装于所述冲孔机顶部的CCD摄像机，与所述CCD摄像机通讯的控制器，所述控制器连接冲孔机的位置调整装置；所述控制器包括第一存储单元、第二存储单元、图像处理单元、计数单元、自动生成单元、比较单元、控制单元；第一存储单元用以存储第一道工序的坐标系；所述第二存储单元与CCD摄像机通讯，对CCD摄像机所采集的工件图像进行同步存储；所述图像处理单元对图像进行边缘处理，提取出工件的轮廓线；所述计数单元，根据所述图像处理单元处理过的图像计算多点微孔的数量；所述自动生成单元；根据所述图像处理单元处理过的图像自动生成实际坐标系；所述比较单元；将所述第一存储单元存储的所述第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；所述控制单元，当实际坐标系与第一道工序的坐标系不一致时，对位置调整装置发送控制信号使位置调整装置移动以调整工件的位置。

2.根据权利要求1所述的CCD多点微孔重复定位加工系统，其特征在于：还包括位于冲孔机上的位置传感器和冲针，所述冲针与所述位置调整装置相互绝缘；冲针上带有的电荷与所述工件上带有的电荷相反。

3.根据权利要求1所述的CCD多点微孔重复定位加工系统，其特征在于：所述位置调整装置包括X向位置调整装置和Y向位置调整装置；所述X向位置调整装置包括X向伺服电机；与X向伺服电机连接的X向滚珠丝杠；连接于所述X向滚珠丝杠上的X向工作台；设置于X向工作台下方的X向直线导轨、X向光栅尺及X向接近开关；所述Y向位置调整装置包括Y向伺服电机；与Y向伺服电机连接的Y向滚珠丝杠；连接于所述Y向滚珠丝杠上的Y向工作台；设置于Y向工作台下方的Y向直线导轨和Y向光栅尺和Y向接近开关。

4.一种CCD多点微孔重复定位加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将带有多点微孔的工件固定至冲孔机工作台上；

步骤2：CCD摄像机拍摄工件的图像，并将图像传送至控制器，所述控制器内存储工件第一道工序的坐标系；

步骤3：控制器对图像进行处理，得到多点微孔的中心位置，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；

步骤4：若不一致，则移动位置调整装置；控制器发送控制信号至位置调整装置，位置调整装置移动，使工件的多点微孔的中心位置与CCD视觉中心重合；

步骤5：CCD摄像机再次采集多点微孔的图像，控制器再次处理图像，将每个微孔的坐标在图像上确定，得到多点微孔的实际坐标；

步骤6：将多点微孔的实际坐标与第一道工序的坐标系进行比较，若误差在规定范围内，则校正冲针位置；

步骤7：冲针在工件面上冲测试孔，根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，若误差不在规定的范围内则控制位置调整装置进行移动；使冲针与微孔中心一致；

步骤8：根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔。

5.根据权利要求4所述的CCD多点微孔重复定位加工方法，其特征在于：所述根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差具体为：当冲针向下移动时，位移传感器获取起始信号并传输给控制器，当冲针接触到工件时，工件与冲针导通，此时获得一个接触信号并储存到控制器，控制器根据起始信号和接触信号计算出冲针向下移动的距离，根据向下移动的距离判断是否存在误差。