CN112372074A - 用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法 - Google Patents

用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法 Download PDF

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Abstract

用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法，包括锯切机、机器视觉技术，核心在于将机器视觉技术应用到锯切机上，在线修正即在锯切机控制程序运行过程不停机并自动完成修正，用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法。

Description

用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置 尺寸偏差进行在线修正的方法
技术领域：
本发明属于锯切机加工领域，涉及用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法，用于铸件、压铸件浇冒口切除加工。
背景技术：
锯切机：是用于铸件、压铸件浇冒口切除加工的装置，是一种“数控装置”，或者称为“专用工业机器人装置”，使用“控制程序”自动完成加工过程，“控制程序”是以“示教”的方式通过人机互动创建的，此特征为工业机器人普遍使用的操作方法之特征。
机器视觉：其功能为，拍摄检测目标零件的图像，分析图像，查找一些几何特征点如点、线、面、轮廓等，与基准比较，完成特征判断、尺寸测量等。
问题是：在锯切机使用中，控制程序是事先根据标准的被加工零件创建的，在实际生产过程，因为铸件、压铸件，其物理特性所致，容易产生变形，所以实际生产过程中的每个零件，其需要加工的位置，尺寸会有偏差，那么锯切机工作运行过程中，如何自动修正偏差呢？
发明内容：
针对上面提出的问题，本发明提出一个解决方案,用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法。
为实现上述目的，本发明技术方案为:
用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法，所述方法包括锯切机，锯切机控制装置，示教器，机器视觉装置，相机，连接系统，被加工工件相互配合，利用机器视觉技术，在锯切机运行过程中，自动在线完成位置尺寸偏差测量，自动在线完成加工位置尺寸偏差修正；通过锯切机控制装置、机器视觉装置、锯切机控制装置与机器视觉装置之间的连接系统相互配合完成；其中：
锯切机控制装置为程序控制装置：在锯切机控制装置内创建指令：视觉测量1、位置修正1、视觉测量2、位置修正2、视觉测量3、位置修正4、…、视觉测量N、位置修正N；其中，“视觉测量1”，为完成被加工零件的位置1的尺寸偏差测量，指令的内容为，当锯切机控制程序运行到该指令时，锯切机控制装置输出1个信号到机器视觉的IO端子，机器视觉装置收到该信号后，运行内部的测量程序，测量位置尺寸，把测量值通过通信接口发送给锯切机控制装置，通过输出口输出1个信号到锯切机控制装置IO口，锯切机控制装置收到该信号后，对此次的测量值进行设定条件的数学运算，保存，并按照设定条件进行判断，不需要修正、需要修正、超限无法修正，然后跳转到对应的程序位置，并继续执行程序；“位置修正1”，功能为按照视觉测量1的测量值，完成位置修正，指令的内容为，当锯切机控制程序运行到该指令时，锯切机控制装置按照测量值和设定的修正策略，控制锯切机坐标轴运动，完成修正，然后继续执行其它程序；被加工零件的每1个加工位置对应1对指令，即“视觉测量N”、“位置修正N”；
机器视觉装置包括控制器，相机，照明光源：在机器视觉装置内按事先创建的测量程序自动完成测量工作：当机器视觉装置的IO端子之输入端收到信号后，通过通信口读取锯切机控制装置内部指定位置的值，以确定是要执行那个位置的测量，然后程序跳转到对应的程序位置，执行测量程序，把测量值通过通信口写到锯切机控制装置内部指定的位置，然后通过IO端口之输出端输出1个信号到锯切机控制装置，测量程序运行结束，然后等待下一次的测量信号，对应于被加工零件，需要创建N个位置的测量程序；
锯切机控制装置与机器视觉装置之间连接系统包括信号及数据的连接：
锯切机控制装置：
“请求测量”，IO端之输出端，连接到机器视觉装置IO端之输入端,即:等待测量；
“测量完成”，IO端之输入端，连接到机器视觉装置IO端之输出端,即:测量结束；
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到机器视觉装置之通信口；
机器视觉装置：
“等待测量”，IO端之输入端，连接到锯切机控制装置IO端之输出端,即:请求测量；
“测量结束”，IO端之输出端，连接到锯切机控制装置IO端之输入端,即:测量结束；
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到锯切机控制装置之通信口。
进一步，所述方法流程如下：
1.第二原点
2.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1的拍照位置
3.视觉测量1
4.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2的拍照位置
5.视觉测量2
6.空送
7.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1加工位置
8.位置修正1
9.定速切割开始
10.线
11.线
12.线
13.定速切割结束
14.空送
15.空送
16.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2加工位置
17.位置修正2
18.定速切割开始
19.线
20.线
21.线
22.延时
END程序结束。
采用上述技术方案，本发明利用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正，用于铸件、压铸件浇冒口切除加工，可以大大提高工作效率，提高、工件的加工精度。
附图说明：
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图一；
图2为本发明结构示意图二。
具体实施方式：
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1－图2所示，为本发明实施例。
本发明的实施例之系统包括：锯切机1，锯切机控制装置11，示教器12，机器视觉装置2，相机2，连接系统3，被加工工件4。
锯切机1包括结构部件、运动部件、控制装置11、示教器12，锯切机1籍由其结构部件和运动部件等由控制装置11籍由其中的事先创建好的控制程序的控制下自动完成对被加工零件4的一系列加工，示教器12是属于控制装置11的部分，控制装置11是籍由示教器12，由操作员在示教器12上进行一系列的操作，以示教方式进行人机互动，从而针对被加工零件4创建具体的控制程序，创建好的控制程序存储于控制装置的内部存程器内。
以示教方式进行人机互动，需要一系列示教指令支持，跟本发明有关的指令包括：视觉测量1、位置修正1，2个指令为一组，可以创建N组指令，以满足被加工零件4的多个加工位置。
指令的创建方法说明：
锯切机控制装置11，是一个程序控制装置，本实例使用PLC市售常用产品,示教器12是具有显示器、触摸屏、实体按钮的一个装置，本实例使用工业人机界面市售常用产品，11和12均可以使用一些公知的编程语言编制软件，以实现一些功能，本发明所涉及的示教指令就以此方式创建，指令具体功能和内容如下：
“视觉测量1”---功能为完成被加工零件的位置1的尺寸偏差测量，指令的内容为，锯切机控制装置籍由其坐标轴运动机构，把被加工零件运动到加工位置1的测量拍照位置，然后执行该指令，当锯切机控制程序执行该指令时，锯切机控制装置输出1个信号到机器视觉的IO端子，机器视觉装置收到该信号后，运行内部的测量程序，测量位置尺寸，把测量值通过通信接口发送给锯切机控制装置，通过输出口输出1个信号到锯切机控制装置IO口，锯切机控制装置收到该信号后，对此次的测量值进行设定条件数学运算，保存，并按照设定条件进行判断，不需要修正、需要修正、超限无法修正，然后跳转到对应的程序位置，并继续执行程序。
“位置修正1”---功能为按照视觉测量1的测量值，完成位置修正，指令的内容为，当锯切机控制程序运行到该指令时，锯切机控制装置按照测量值和设定的修正策略，控制锯切机坐标轴运动，完成修正，然后继续执行其它程序。
机器视觉装置2包括控制器、相机21、照明光源等组成，其功能为，拍摄检测目标零件的图像，分析图像，查找一些几何特征点如点、线、面、轮廓等，与基准比较，完成特征判断、尺寸测量等。
本发明实例使用市售常用智能相机组件，其可以使用厂家提供的编程工具创建测量程序，完成指定的功能，1个组件内可创建N个测量程序模块，可根据需要调用，本示例使用该组件配合锯切机控制装置，事先编制需要的程序，完成指定的测量工作，测量程序内容：
当机器视觉装置的IO端子之输入端收到信号后，通过通信口读取锯切机控制装置内部指定位置的值，以确定是要执行那个位置的测量，然后程序跳转到对应的程序位置，执行测量程序，把测量值通过通信口写道锯切机控制装置内部指定的位置，然后通过IO端口之输出端输出1个信号到锯切机控制装置，测量程序执行结束，然后等待下1次的测量信号，对应于被加工零件，需要创建N个位置的测量程序。
连接系统3，完成锯切机控制装置11与机器视觉装置2之间的信号连接，包括以下连接：
锯切机控制装置：
“请求测量”，IO端之输出端，连接到机器视觉装置IO端之输入(等待测量)。
“测量完成”，IO端之输入端，连接到机器视觉装置IO端之输出(测量结束)。
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到机器视觉装置之通信口。
机器视觉装置：
“等待测量”，IO端之输入端，连接到锯切机控制装置IO端之输出(请求测量)。
“测量结束”，IO端之输出端，连接到锯切机控制装置IO端之输入(测量结束)。
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到锯切机控制装置之通信口。
按照上面描述，最终创建的锯切机控制程序(示教)示例如下：
24.第二原点
25.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1的拍照位置
26.视觉测量1
27.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2的拍照位置
28.视觉测量2
29.空送
30.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1加工位置
31.位置修正1
32.定速切割开始
33.线
34.线
35.线
36.定速切割结束
37.空送
38.空送
39.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2加工位置
40.位置修正2
41.定速切割开始
42.线
43.线
44.线
45.延时
46.END程序结束
本发明利用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正，用于铸件、压铸件浇冒口切除加工，可以大大提高工作效率，提高、工件的加工精度。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法，其特征在于:所述方法包括锯切机，锯切机控制装置，示教器，机器视觉装置，相机，连接系统，被加工工件相互配合，利用机器视觉技术，在锯切机运行过程中，自动在线完成位置尺寸偏差测量，自动在线完成加工位置尺寸偏差修正；通过锯切机控制装置、机器视觉装置、锯切机控制装置与机器视觉装置之间的连接系统相互配合完成；其中：
锯切机控制装置为程序控制装置：在锯切机控制装置内创建指令：视觉测量1、位置修正1、视觉测量2、位置修正2、视觉测量3、位置修正4、…、视觉测量N、位置修正N；其中，“视觉测量1”，为完成被加工零件的位置1的尺寸偏差测量，指令的内容为，当锯切机控制程序运行到该指令时，锯切机控制装置输出1个信号到机器视觉的IO端子，机器视觉装置收到该信号后，运行内部的测量程序，测量位置尺寸，把测量值通过通信接口发送给锯切机控制装置，通过输出口输出1个信号到锯切机控制装置IO口，锯切机控制装置收到该信号后，对此次的测量值进行设定条件的数学运算，保存，并按照设定条件进行判断，不需要修正、需要修正、超限无法修正，然后跳转到对应的程序位置，并继续执行程序；“位置修正1”，功能为按照视觉测量1的测量值，完成位置修正，指令的内容为，当锯切机控制程序运行到该指令时，锯切机控制装置按照测量值和设定的修正策略，控制锯切机坐标轴运动，完成修正，然后继续执行其它程序；被加工零件的每1个加工位置对应1对指令，即“视觉测量N”、“位置修正N”；
机器视觉装置包括控制器，相机，照明光源：在机器视觉装置内按事先创建的测量程序自动完成测量工作：当机器视觉装置的IO端子之输入端收到信号后，通过通信口读取锯切机控制装置内部指定位置的值，以确定是要执行那个位置的测量，然后程序跳转到对应的程序位置，执行测量程序，把测量值通过通信口写到锯切机控制装置内部指定的位置，然后通过IO端口之输出端输出1个信号到锯切机控制装置，测量程序运行结束，然后等待下一次的测量信号，对应于被加工零件，需要创建N个位置的测量程序；
锯切机控制装置与机器视觉装置之间连接系统包括信号及数据的连接：
锯切机控制装置：
“请求测量”，IO端之输出端，连接到机器视觉装置IO端之输入端,即:等待测量；
“测量完成”，IO端之输入端，连接到机器视觉装置IO端之输出端,即:测量结束；
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到机器视觉装置之通信口；
机器视觉装置：
“等待测量”，IO端之输入端，连接到锯切机控制装置IO端之输出端,即:请求测量；
“测量结束”，IO端之输出端，连接到锯切机控制装置IO端之输入端,即:测量结束；
“数据”，通信口,RS232 MODBUS-RTU,连接到锯切机控制装置之通信口。
2.如权利要求1所述的用机器视觉技术对锯切机因被加工零件变形引起的加工位置尺寸偏差进行在线修正的方法，其特征在于:所述方法流程如下：
1.第二原点
2.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1的拍照位置
3.视觉测量1
4.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2的拍照位置
5.视觉测量2
6.空送
7.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置1加工位置
8.位置修正1
9.定速切割开始
10.线
11.线
12.线
13.定速切割结束
14.空送
15.空送
16.空送#锯切机通过坐标轴运动，使被加工零件运动到位置2加工位置
17.位置修正2
18.定速切割开始
19.线
20.线
21.线
22.延时
23.END程序结束。
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