CN106378663A - 基于机器视觉的机床辅助对刀系统 - Google Patents

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陈勉诺
秦新蕊
姚婷婷
罗静
王秋晓
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供的一种基于机器视觉的机床辅助对刀系统，包括：图像采集模块，用于采集工件与机床刀具的位置图像信息；图像处理模块，用于接收图像采集模块输出的位置图像信息并对图像信息进行处理，获取工件与刀具的位置数据并输出；控制模块，用于接收图像处理模块输出的位置数据，控制刀具与工件的位置，通过本发明，一方面能够保证工件与刀具之间的对刀精度，从而确保最终的对刀质量，另一方面能够有效提高对刀效率，从而提高产品生产率。

Description

基于机器视觉的机床辅助对刀系统
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种基于机器视觉的机床辅助对刀系统。
背景技术
现代机械加工领域中，普遍采用数控机床进行加工，包括铣加工、磨加工等，但是在加工之前需要对刀具与工件的进行对刀，以确保最终的成品质量，传统机床中，普遍采用人工对刀方式，这种方式精度低，效率低下，不能保证最终的成品的质量。
因此，需要提出一种新的方法，一方面能够保证工件与刀具之间的对刀精度，从而确保最终的对刀质量，另一方面能够有效提高对刀效率，从而提高产品生产率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于机器视觉的机床辅助对刀系统，一方面能够保证工件与刀具之间的对刀精度，从而确保最终的对刀质量，另一方面能够有效提高对刀效率，从而提高产品生产率。
本发明提供的一种基于机器视觉的机床辅助对刀系统，包括：
图像采集模块，用于采集工件与机床刀具的位置图像信息；
图像处理模块，用于接收图像采集模块输出的位置图像信息并对图像信息进行处理，获取工件与刀具的位置数据并输出；
控制模块，用于接收图像处理模块输出的位置数据，控制刀具与工件的位置。
进一步，所述图像采集模块还包括光源模块，所述光源模块用于调整目标位置的亮度，所述光源模块与所述控制模块连接。
进一步，所述图像采集模块为CCD摄像头。
进一步，所述图像处理模块包括：
第一图像处理电路，用于接收图像采集模块输出的图像信息，对图像信息进行去噪以及灰度处理；
第二图像处理电路，用于接收第一图像处理电路输出的图像信息，根据图像信息计算刀具与工件的位置数据。
进一步，所述控制模块包括上位主机、用于安装图像采集模块的滚珠丝杠滑台、用于驱动滚珠丝杠滑台动作的步进电机以及电机控制器，所述上位主机与图像采集模块通信连接，所述上位主机与电机控制器以及光源模块连接。
进一步，所述光源模块为环形光源。
进一步，所述对刀系统按照如下方法获取刀具与工件的位置信息：
a.第一处理电路对位置图像信息进行灰度处理和去噪声处理；
b.第二处理电路对第一处理电路输出的图像信息进行二值化处理：
判断位置图像信息的灰度值是否在设定阈值内，如是，则进行下一步，否则，返回步骤a；
c.采用插值法对位置图像进行重建，并对图像再进行二值化处理；
d.计算刀具与工件的的像素距离，根据详述距离算出实际距离并输出；
e.控制模块根据第二处理电路输出的实际距离调整工件与刀具之间的位置。
本发明的有益效果：本发明的基于机器视觉的机床辅助对刀系统，一方面能够保证工件与刀具之间的对刀精度，从而确保最终的对刀质量，另一方面能够有效提高对刀效率，从而提高产品生产率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的布置结构示意图。
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
图1为本发明的原理框图，如图所示，本发明提供的一种基于机器视觉的机床辅助对刀系统，包括：
图像采集模块4，用于采集工件2与机床刀具1的位置图像信息；
图像处理模块7，用于接收图像采集模块输出的位置图像信息并对图像信息进行处理，获取工件与刀具的位置数据并输出；
控制模块，用于接收图像处理模块输出的位置数据，控制刀具与工件的位置，通过本发明，一方面能够保证工件与刀具之间的对刀精度，从而确保最终的对刀质量，另一方面能够有效提高对刀效率，从而提高产品生产率。
本实施例中，所述图像采集模块还包括光源模块3，所述光源模块3用于调整目标位置的亮度，所述光源模块3与所述控制模块连接，其中，光源模块为图像采集模块提供足够的光照，确保采集清晰准确的图像信息，其中，所述光源模块为环形光源，提供不同角度照射，能突出物体的三维信息，有效解决对角照射阴影问题。
本实施例中，所述图像采集模块4为CCD摄像头，灵敏度高，畸变小，而且抗震动，利于采集清晰的图像信息。
本实施例中，所述图像处理模块7包括：
第一图像处理电路，用于接收图像采集模块输出的图像信息，对图像信息进行去噪以及灰度处理；
第二图像处理电路，用于接收第一图像处理电路输出的图像信息，根据图像信息计算刀具与工件的位置数据，通过这种结构，能够对图像进行处理，而且反映速度快。
本实施例中，所述控制模块包括上位主机8、用于安装图像采集模块和光源模块的滚珠丝杠滑台6、用于驱动滚珠丝杠滑台6动作的步进电机5以及电机控制器，所述上位主机与图像采集模块通信连接，所述上位主机与电机控制器以及光源模块连接，其中，滚珠丝杠滑台为现有技术，在此不加以赘述，上位主机根据第二处理电路输出的数据控制步进电机的进给量，从而调整刀具与工件的位置。
本实施例中，所述对刀系统按照如下方法获取刀具与工件的位置信息：
a.第一处理电路对位置图像信息进行灰度处理和去噪声处理，其中，去噪声处理通过中值滤波的方式；
b.第二处理电路对第一处理电路输出的图像信息进行二值化处理：
判断位置图像信息的灰度值是否在设定阈值内，如是，则进行下一步，否则，返回步骤a；
c.采用插值法对位置图像进行重建，并对图像再进行二值化处理，然后对重建的图像进行形态学处理；
d.计算刀具与工件的的像素距离，根据详述距离算出实际距离并输出；
e.控制模块根据第二处理电路输出的实际距离调整工件与刀具之间的位置
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：包括：
图像采集模块，用于采集工件与机床刀具的位置图像信息；
图像处理模块，用于接收图像采集模块输出的位置图像信息并对图像信息进行处理，获取工件与刀具的位置数据并输出；
控制模块，用于接收图像处理模块输出的位置数据，控制刀具与工件的位置。
2.根据权利要求1所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述图像采集模块还包括光源模块，所述光源模块用于调整目标位置的亮度，所述光源模块与所述控制模块连接。
3.根据权利要求1所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述图像采集模块为CCD摄像头。
4.根据权利要求1所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述图像处理模块包括：
第一图像处理电路，用于接收图像采集模块输出的图像信息，对图像信息进行去噪以及灰度处理；
第二图像处理电路，用于接收第一图像处理电路输出的图像信息，根据图像信息计算刀具与工件的位置数据。
5.根据权利要求2所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述控制模块包括上位主机、用于安装图像采集模块的滚珠丝杠滑台、用于驱动滚珠丝杠滑台动作的步进电机以及电机控制器，所述上位主机与图像采集模块通信连接，所述上位主机与电机控制器以及光源模块连接。
6.根据权利要求2所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述光源模块为环形光源。
7.根据权利要求4所述基于机器视觉的辅助对刀系统，其特征在于：所述对刀系统按照如下方法获取刀具与工件的位置信息：
a.第一处理电路对位置图像信息进行灰度处理和去噪声处理；
b.第二处理电路对第一处理电路输出的图像信息进行二值化处理：
判断位置图像信息的灰度值是否在设定阈值内，如是，则进行下一步，否则，返回步骤a；
c.采用插值法对位置图像进行重建，并对图像再进行二值化处理；
d.计算刀具与工件的的像素距离，根据详述距离算出实际距离并输出；
e.控制模块根据第二处理电路输出的实际距离调整工件与刀具之间的位置。
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