CN111275667A - 一种加工误差检测方法、装置和加工方法 - Google Patents

一种加工误差检测方法、装置和加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加工误差检测方法,包括如下步骤:在加工工件表面贴标识;间隔预设时长,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。本发明通过在加工工件表面贴标识,并采集图像,通过识别图像中标识的位置变化来确定加工误差,在加工的同时,在线动态进行加工误差的检测,使加工误差的测量与实际工况更加一致,从而提高了测量的精确性。本发明还公开了一种加工方法和加工误差检测装置。

Description

一种加工误差检测方法、装置和加工方法
技术领域
本发明涉及加工技术领域,具体而言,涉及一种加工误差检测方法、装置和加工方法。
背景技术
目前国内大型数控机床几何精度的检测,通常采用离线检测测量静态精度,但加工精度与机床的实际工况直接相关,从而离线检测的结果并不精确。尤其是薄壁结构工件,其因为在切削力的作用下,产生振动、变形,从而动态加工时测量的结果与静态离线测量的结果有较大差异。
发明内容
本发明正是基于上述问题,提出了一种加工误差检测方法、装置和加工方法。
有鉴于此,本发明提出了一种加工误差检测方法,包括如下步骤:
在加工工件表面贴标识;
间隔预设时长,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
本发明还公开了一种加工方法,包括如下步骤,
采用上述技术方案所述的加工误差检测方法,获取加工误差;
根据所述加工误差调整加工刀具位置进行加工。
本发明还公开了一种加工误差检测装置,包括,
标识粘贴模块,用于在加工工件表面贴标识;
图像采集模块,每间隔预设时长,采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
误差确定模块,通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
本发明的有益效果是:通过在加工工件表面贴标识,并采集图像,通过识别图像中标识的位置变化来确定加工误差,在加工的同时,在线动态进行加工误差的检测,使加工误差的测量与实际工况更加一致,从而提高了测量的精确性。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例提供的一种加工误差检测方法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例即实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例提供的一种加工误差检测方法、加工方法和加工装置流程图。
如图1所示,本实施例中,一种加工误差检测方法,包括如下步骤:
在加工工件表面贴标识;
其中,贴标识主要是为了图像采集和识别,标识的形状可以是圆形、“十形”或其它形状。
间隔预设时长,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
其中,可利用相机对图像进行采集,预设时长可根据加工速度进行预设,相机的位置和工件的位置相对固定。
通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
可以理解的是,当工件受力变化或其它原因,将使标识位置产生偏移,通过确定标识位置的偏移,从而可以确定加工误差。
在上述实施例中,通过在加工工件表面贴标识,并采集图像,通过识别图像中标识的位置变化来确定加工误差,在加工的同时,在线动态进行加工误差的检测,使加工误差的测量与实际工况更加一致,从而提高了测量的精确性。
可选地,在所述在加工工件表面贴标识前,还包括步骤:
对所述加工工件表面进行表面清洗和干燥除湿。
上述实施例中,通过对加工工件表面进行处理,将进一步提高减少采集图像噪声,提高采集图像质量,以提高检测精度。
可选地,所述间隔预设时长,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像,包括,
采用工业相机,间隔500ms,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像。
其中,间隔时间,可根据加工速度进行调整;工业相机的型号可以是信捷SV4-30ML智能相机,还可以通过对加工工件加平等光源的方式提高采集图像质量。
可选地,所述通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差,包括,
分别根据两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,
根据两幅所述图像中所述标识的所述位置,确定两幅所述图像的所述标识的所述位置的偏差,所述位置的偏差,即为加工误差。
上述实施例中,将加工误差的测量转化为获取标识位置的偏差,通过简便的方法实现了加工误差的测量。
可选地,
所述在加工工件表面贴标识,包括,
在所述加工工件表面贴圆形标识;
其中,圆形标识可以是实心,也可以是空心标识;还可以是单色标识,如黑色。
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘;
其中,一幅图像对应于一个圆形标识的边缘。
根据所述圆形标识的边缘,进行圆中心拟合,获取圆中心位置;
获取的两个所述圆中心位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
上述实施例中,通过在工件表明贴圆形标识,并检测圆形标识的圆心变化,来确定加工误差,利用圆形检测技术较为成熟的优点,降低了实现难度。
可选地,所述利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘,包括,
利用Canny算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘。
上述实施例中,利用Canny算法成熟、精度较高的优点,提高了边缘提取的准确性。
可选地,所述根据所述圆形标识的边缘,进行圆中心拟合,获取圆中心位置,包括,
建立圆方程,
ax2+by2+dx+ey+f=0;
建立目标函数,
Figure BDA0002364280270000051
其中,a、b、c、d、e、f为圆方程参数,n为所述圆形标识的边缘中包含的点的坐标的个数;
从所述圆形标识的边缘中获取所述边缘对应的点的坐标集合,将所述坐标集合代入所述目标函数中,利用最小二乘法,求得使目标函数值最小,所对应的a、b、c、d、e、f的值;
将所述a、b、c、d、e、f的值代入到所述圆方程中,求得所述圆中心位置。
上述实施例中,通过利用最小二乘法,能够实现对圆中心位置较为精确地的测量,从而提高了加工误差测量的精确度。
可选地,所述在加工工件表面贴标识,包括,
在所述加工工件表面贴“十”字标识;
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述“十”字标识的边缘;
根据所述“十”字标识的边缘,拟合两条直线,确实两条直线交叉点位置;
获取的两个所述两条直线交叉点位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
上述实施例中,对过使用“十”字标识,来进行定位,降低了获取标识位置的算法复杂度,提高了获取位置的精度。
本发明实施例还公开一种加工方法,包括如下步骤,
采用上述实施例所述的加工误差检测方法,获取加工误差;
根据所述加工误差调整加工刀具位置进行加工。
其中,通过根据加工误差进行刀具位置校正,从而提高了加工精度。
在上述实施例中,通过在加工工件表面贴标识,并采集图像,通过识别图像中标识的位置变化来确定加工误差,在加工的同时,在线动态进行加工误差的检测,使加工误差的测量与实际工况更加一致,从而提高了测量的精确性,通过在加工过程中,根据加工误差对加工刀具进行调整,提高了加工精度。
本发明实施例还公开了一种加工误差检测装置,包括,
标识粘贴模块,用于在加工工件表面贴标识;
图像采集模块,每间隔预设时长,采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
误差确定模块,通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
可选地,所述误差确定模块,具体用于,
分别根据两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置;
根据两幅所述图像中所述标识的所述位置,确定两幅所述图像的所述标识的所述位置的偏差,所述位置的偏差,即为加工误差。
可选地,所述标识粘贴模块,具体用于,在所述加工工件表面贴圆形标识;
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘;
根据所述圆形标识的边缘,进行圆中心拟合,获取圆中心位置;
获取的两个所述圆中心位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
可选地,所述标识粘贴模块,具体用于,
在所述加工工件表面贴“十”字标识;
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述“十”字标识的边缘;
根据所述“十”字标识的边缘,拟合两条直线,确实两条直线交叉点位置;
获取的两个所述两条直线交叉点位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
在上述实施例中,通过在加工工件表面贴标识,并采集图像,通过识别图像中标识的位置变化来确定加工误差,在加工的同时,在线动态进行加工误差的检测,使加工误差的测量与实际工况更加一致,从而提高了测量的精确性,通过在加工过程中,根据加工误差对加工刀具进行调整,提高了加工精度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用以限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种加工误差检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
在加工工件表面贴标识;
每间隔预设时长,采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
2.根据权利要求1所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,在所述在加工工件表面贴标识前,还包括步骤:
对所述加工工件表面进行表面清洗和干燥除湿。
3.根据权利要求1所述的一种加工误差检测方法,所述间隔预设时长,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像,包括,
采用工业相机,间隔500ms,连续采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像。
4.根据权利要求1所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,所述通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差,包括,
分别根据两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置;
根据两幅所述图像中所述标识的所述位置,确定两幅所述图像的所述标识的所述位置的偏差,所述位置的偏差,即为加工误差。
5.根据权利要求4所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,
所述在加工工件表面贴标识,包括,
在所述加工工件表面贴圆形标识;
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘;
根据所述圆形标识的边缘,进行圆中心拟合,获取圆中心位置;
获取的两个所述圆中心位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
6.根据权利要求5所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,
所述利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘,包括,
利用Canny算法,提取两幅所述图像中所述圆形标识的边缘。
7.根据权利要求5所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,所述根据所述圆形标识的边缘,进行圆中心拟合,获取圆中心位置,包括,
建立圆方程,
ax2+by2+dx+ey+f=0;
建立目标函数,
Figure FDA0002364280260000021
其中,a、b、c、d、e、f为圆方程参数,n为所述圆形标识的边缘中包含的点的坐标的个数;
从所述圆形标识的边缘中获取所述边缘对应的点的坐标集合,将所述坐标集合代入所述目标函数中,利用最小二乘法,求得使目标函数值最小,所对应的a、b、c、d、e、f的值;
将所述a、b、c、d、e、f的值代入到所述圆方程中,求得所述圆中心位置。
8.根据权利要求4所述的一种加工误差检测方法,其特征在于,所述在加工工件表面贴标识,包括,
在所述加工工件表面贴“十”字标识;
所述分别根据所述两幅所述图像,确定两幅所述图像中所述标识的位置,包括,
利用边缘提取算法,提取两幅所述图像中所述“十”字标识的边缘;
根据所述“十”字标识的边缘,拟合两条直线,确实两条直线交叉点位置;
获取的两个所述两条直线交叉点位置,即为两幅所述图像中所述标识的位置。
9.一种加工方法,其特征在于,包括如下步骤,
采用权利要求1-8任一项所述的加工误差检测方法,获取加工误差;
根据所述加工误差调整加工刀具位置进行加工。
10.一种加工误差检测装置,其特征在于,包括
标识粘贴模块,用于在加工工件表面贴标识;
图像采集模块,每间隔预设时长,采集所述贴有所述标识的加工工件表面的图像;
误差确定模块,通过确定采集的相邻的两幅所述图像中的所述标识的位置变化,确定加工误差。
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