CN105751003A - 一种数字化制孔机床的遥控试刀系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，包括前台部分：机床上安装的操作机械手、双目摄像头、无线通信系统，及若干传感器、测量仪器；双目摄像头用来采集试件加工中的图像及视频信息；激光测量仪用来检测操作机械手到试件的位置信息；操作机械手可对试件进行移动以及在工装上进行定位；无线通信系统将前台采集到的数据实时传送给操控后台；后台部分：后台主机系统，主机系统通过无线通信可以实时获取前台传来的各种采集数据，并可以通过无线通信实时向加工前台发送控制指令。本发明解决了传统试刀加工需人工现场操作，工序繁琐，难以对试刀加工过程进行有效观测，且存在操作人员人身安全隐患等问题；提高了生产效率和经济效益。

Description

一种数字化制孔机床的遥控试刀系统

技术领域

本发明涉及一种航空制造行业的试刀系统，具体属于一种数字化制孔机床的遥控试刀系统。

背景技术

航空制造工业中，由于加工工件(如飞机蒙皮，飞机骨架等)制造成本高，制造周期长，在进行加工之前，常需要采用在一个与加工工件类似结构的试件上进行试刀，即试切削，以检验加工工序及加工中输入机床数控系统各参数的准确性，从而保证之后的工件加工零失误。传统的试刀加工往往需要人工进行，操作复杂，且操作具有一定的危险性。本发明提出一种应用于航空工业数字化制孔机床的遥控试刀系统，采用遥控方式对机床试刀操作进行远程控制，实现试刀工序的远程自动进行。

航空制造中，航空件一般尺寸大，价格昂贵，制造周期长，因此在加工中需要保证加工零失误(接近零废品率)。因此，为了保证加工不出现失误，常采用试刀的办法，即采用一块类似形状的毛坯件，在机床上进行试加工，确定加工中所采用的工序及加工程序正确后，再对航空件进行实际加工。这种方式传统的做法都是，人工不断在机床加工现场肉眼检查，测量，以检验加工出来的试件是否加工合格，由于航空制造装备复杂，占地面积大，所以人工查验的方式不仅十分繁琐，而且不安全。鉴于此，本发明提出一种数字化制孔机床的遥控试刀系统。采用双目摄像头对加工过程及试件图像信息进行采集，取代人工，通过远程遥控方式控制机械手完成相应的试件装夹，搬运等工作，通过摄像头采集现场图像信息完成对工件加工过程的查验等。

航空制造工业中，一般采用大型制造装备，设备不仅占地面积大，而且结构十分复杂，在加工很难实现对工件加工状态的有效观测。本发明提出了一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，其应用于航空件的制孔加工中，能有效解决人工试刀中存在的不安全，难以有效观测，以及工序繁琐等问题。

发明内容

为解决航空制造工业传统试刀加工需人工现场操作，工序繁琐，难以对试刀加工过程进行有效观测，且存在操作人员人身安全隐患等问题，本发明提出了一种数字化制孔机床的遥控试刀系统。

本发明所涉及的一种应用于数字化制孔机床的遥控试刀系统由前台和后台两部分组成，其前台部分包括在机床上安装的操作机械手、双目摄像头、无线通信系统，及若干传感器、测量仪器；双目摄像头用来采集试件加工中的图像及视频信息；激光测量仪用来检测操作机械手到试件的位置信息；操作机械手可对试件进行移动，搬运以及在工装上进行定位；无线通信系统通过无线网络将前台采集到的数据实时传送给操控后台；后台部分指安装在操作室的后台主机系统，主机系统通过无线通信可以实时获取前台传来的各种采集数据，并可以通过无线通信实时向加工前台发送控制指令。

本发明所涉及的一种应用于数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：在机床上端安装双目摄像头，后台操控系统通过前台摄像头传输来的现场刀具和试件的立体图像信息，通过图像处理软件，采用影像测量技术，计算出工件上相应加工部位的尺寸信息以及工件到刀具的距离信息等。

本发明所涉及的一种应用于数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：系统操作过程由两大部分组成，第一部分为人工介入，后台操作人员通过前台的双目摄像头观察试件所处的位置，并遥控操作机械手对试件进行操作、移动及定位，在定位完成后向前台数控系统发送指令对试件进行加工；第二部分是试件测量，对加工后的试件相应加工部位进行测量，采用图像处理技术，通过处理软件计算出工件上相应加工部位的尺寸信息等。

本发明所涉及的一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：整套系统采用无线通信，安装于机床上的双目摄像头、传感器以及测量仪器(激光测量仪等)通过无线通信系统向后台发送检测到的现场图像、工件位置等信息，机械手则通过无线通信系统接收后台传送来的动作指令，安装相应动作指令完成相应操作，同时通过无线通信模块反馈机械手的状态信息；同时该试刀系统在完成试刀加工后，还可以通过无线通信系统向后台主机传输加工后试件的立体图像信息，后台主机通过图像处理软件，运用影像测量技术，计算出试件上相应加工部位的尺寸信息。

本发明的优点在于：

1.本发明提出的一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，由于采用远程遥控操作，从而节省了人力，降低了生产成本，同时保证了生产的安全进行；

2.本发明提出的一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，使得整个试刀加工过程自动进行，避免了人工操作的低效率，极大地减少了机床的待机时间，从而提高了生产效率和经济效益。

3.本发明提出的一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，采用先进的影像测量技术，通过双目摄像头采集试件图像信息，相对比与人工现场采用游标卡尺等工具测量，测量精度可进一步提高。

附图说明

图1是数字化制孔机床遥控试刀系统的结构示意图。

图2是数字化制孔机床遥控试刀系统的结构框图。

具体实施方案

以下针对数字化制孔机床遥控试刀系统的各部分工作原理一一阐述该系统的具体实施方式。

参照图1，为数字化制孔机床遥控试刀系统的结构示意图。在该系统上，从左到右及从下到上，依次是操控后台计算机1、机床数控系统2、机床龙门架3、激光测量系统4、操作机械手5、工装系统6、加工试件7、刀具8、机床主轴系统9和双目摄像头10。双目摄像头10安装在机床龙门架3的横梁上，两个摄像头分别安装在机床主轴系统8两侧，操作机械手5及激光测量系统4分别安装在工装系统6的侧面。操控后台计算机1和机床数控系统2以及操作机械手5之间采用无线通信方式进行通讯及交换数据。

参照图1，数字化制孔机床遥控试刀系统工作中，首先通过操控后台计算机1向操作机械手5发生动作指令，将加工试件7搬运到工装系统6上，并进行定位和装夹；完成试件定位后，操控后台计算机1向机床数控系统2发送加工指令，开始对加工试件7进行试刀加工，同时双目摄像头10实时采集加工现场的图像及视频信息，传送给操控后台计算机1，操作人员可在操作室通过操控后台计算机1观察整个加工工序及加工试件7的加工状态；在加工试件7加工完成后，双目摄像头10对加工试件7进行全方位拍照，将图像信息传送给操控后台计算机1，由图像处理软件计算出加工试件7上相应加工部位的尺寸信息。

参照图2，为数字化制孔机床遥控试刀系统的结构框图，整个系统共包括数控机床、信息采集系统、无线通信系统、后台主机四大部分。其中数控机床包括数字化制孔龙门机床床身、数控系统、工装系统及操作机械手四大模块；信息采集系统包括双目摄像头、激光测量仪、若干传感器(如温度传感器、位置开关)以及后续处理电路等；无线通信系统主要由无线发送模块，无线接收模块，无线通信协议等组成；后台主机为一台工业计算机，其完成对信息采集系统通过无线通信系统传送来的数据进行处理，并获取操作人员需要的图像及测量数据等。

本发明所涉及的数字化制孔机床遥控试刀系统的工作过程共包括两大部分：

1.遥控。采用远程通信的方式，对现场操作机械手及数控机床进行控制。具体来说，操作人员在后台将操作指令通过无线通信的方式传递给机械手或者机床数控系统，机械手或机床数控系统在接收到指令后，根据指令完成相应的操作，同时现场的摄像头采集的图像信息，激光测量仪采集的位置信息又通过无线通信系统反馈给操作后台，实现整个试刀加工的遥控控制。

2.遥测。主要涉及对试件加工后的规格及尺寸测量。主要通过安装于机床上的双目摄像头采集的加工试件立体图像信息，通过影像测量技术获取试件各部位的具体尺寸信息，以检验加工后的试件是否满足加工要求。

Claims (4)

1.一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，由前台和后台两部分组成，其特征在于：其前台部分包括安装于机床上的操作机械手、双目摄像头、无线通信系统，及若干传感器、测量仪器；双目摄像头用来采集试件加工中的图像及视频信息；激光测量仪用来检测操作机械手到试件的位置信息；操作机械手可对试件进行移动，搬运以及在工装上进行定位；无线通信系统通过无线网络将前台采集到的数据实时传送给操控后台。后台部分指安装在操作室的后台主机系统，主机系统通过无线通信可以实时获取前台传来的各种采集数据，并可以通过无线通信实时向加工前台发送控制指令。

2.一种应用于数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：在机床上端安装双目摄像头，后台操控系统通过前台摄像头传输来的现场刀具和试件的立体图像信息，通过图像处理软件，采用影像测量技术，计算出工件上相应加工部位的尺寸信息以及工件到刀具的距离信息。

3.一种应用于数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：系统通过双目摄像头得到试件所处的位置，并控制操作机械手对试件进行操作、移动及定位，在定位完成后向前台数控系统发送指令对试件进行加工；对加工后的试件相应加工部位进行测量，采用图像处理技术，通过处理软件计算出工件上相应加工部位的尺寸信息。

4.一种数字化制孔机床的遥控试刀系统，其特征在于：安装于机床上的双目摄像头、传感器以及测量仪器通过无线通信系统向后台发送检测到的现场图像、工件位置等信息，机械手则通过无线通信系统接收后台传送来的动作指令，安装相应动作指令完成相应操作，同时通过无线通信模块反馈机械手的状态信息；同时该试刀系统在完成试刀加工后，还可以通过无线通信系统向后台主机传输加工后试件的立体图像信息，后台主机通过图像处理软件，运用影像测量技术，计算出试件上相应加工部位的尺寸信息。