CN112917017A - 待加工件的定位方法及待加工件的定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种待加工件的定位方法及待加工件的定位系统,方法包括:将待加工件放置到机床上;采集待加工件上的特征元素关键数据;将特征元素关键数据传输到机床控制系统;机床控制系统根据特征元素关键数据进行定位计算,得出待加工件的加工原点坐标和旋转角度;机床对加工原点坐标补偿旋转角度后,对待加工件进行加工。上述待加工件的定位方法及待加工件的定位系统,通过采集并传输待加工件上的特征元素关键数据到机床控制系统,获取加工原点坐标和旋转角度,对待加工件进行加工,有效解决了在机床进行板材加工时,传统的电容寻边功能无法定位板材原点和偏置角度,寻边功能受限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据捕捉技术领域,特别是涉及一种待加工件的定位方法及待加工件的定位系统。
背景技术
对于机床如光纤激光切割机等领域,在加工过程中,已经在其它数控机床经过一次加工的板材,需求在光纤激光切割机进行二次加工时,传统的电容寻边功能无法定位板材原点和偏置角度,寻边功能受限。
发明内容
基于此,有必要针对在机床进行板材加工时,传统的电容寻边功能无法定位板材原点和偏置角度,寻边功能受限的问题,提供一种待加工件的定位方法及待加工件的定位系统。
一种待加工件的定位方法,包括:
将待加工件放置到机床上;
采集所述待加工件上的特征元素关键数据;
将所述特征元素关键数据传输到机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度;
所述机床对所述加工原点坐标补偿所述旋转角度后,对所述待加工件进行加工。
在其中一个实施例中,在将待所述加工件放置到机床上之前,还包括标定步骤,所述标定步骤包括获取X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置和Y方向原点偏置,X方向和Y方向为机床水平方向并相互垂直;
所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算的步骤包括:根据所述特征元素关键数据和所述X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置、Y方向原点偏置进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度。
在其中一个实施例中,所述机床是激光切割机,所述获取X方向像素当量、Y方向像素当量的步骤包括:
在标定件任意位置切割一个第一圆孔,并记录此时的所述激光切割机的坐标位置为X0机床坐标、Y0机床坐标;
所述机床控制系统控制所述激光切割机的轴第一次移动,使所述激光切割机的切割头上的摄像头粗定位到所述第一圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X1机床坐标、Y1机床坐标;
所述摄像头对所述标定件进行拍照,根据所述摄像头拍照获得的图像信息获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X1图像坐标、Y1图像坐标,将所述X1图像坐标、Y1图像坐标、X1机床坐标、Y1机床坐标传送给所述机床控制系统;
控制所述激光切割机的轴进行第二次移动,获取所述激光切割机的坐标位置为X2机床坐标、Y2机床坐标,通过所述摄像头获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X2图像坐标、Y2图像坐标,将所述X2图像坐标、Y2图像坐标、X2机床坐标、Y2机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统通过以下计算式计算获取所述X方向像素当量、Y方向像素当量:
X方向像素当量=(X1机床坐标–X2机床坐标)/(X1图像坐标–X2图像坐标)
Y方向像素当量=(Y1机床坐标–Y2机床坐标)/(Y1图像坐标–Y2图像坐标)。
在其中一个实施例中,所述获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置的步骤包括:
控制所述激光切割机的轴进行第三次移动,获取所述激光切割机的坐标位置为X3机床坐标、Y3机床坐标,通过所述摄像头获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X3图像坐标、Y3图像坐标,将所述X3图像坐标、Y3图像坐标、X3机床坐标、Y3机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统通过以下计算式计算获取所述X方向原点偏置和Y方向原点偏置:
Y方向原点偏置=D1–D2
X方向原点偏置=D3+D4
其中:
D1=Y3机床坐标–Y0机床坐标
D2=Y3图像坐标*Y方向像素当量
D3=X3机床坐标-X0机床坐标
D4=X3图像坐标*X方向像素当量。
在其中一个实施例中,所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度的步骤包括:
在所述待加工件上选择待测量识别的第二圆孔和第三圆孔,获取所述第二圆孔的圆心坐标X5圆心坐标、Y5圆心坐标,和所述第三圆孔的圆心坐标X6圆心坐标、Y6圆心坐标;
所述机床控制系统控制轴运动,使所述激光切割机的切割头上的所述摄像头粗定位到所述第二圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X7机床坐标、Y7机床坐标;
通过所述摄像头获取所述第二圆孔的圆心图像坐标为X7图像坐标、Y7图像坐标,将所述X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标和绝对坐标计算公式,计算获取X7绝对坐标;
所述机床控制系统控制轴运动,使所述摄像头粗定位到所述第三圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X8机床坐标、Y8机床坐标,通过所述摄像头获取所述第三圆孔的圆心图像坐标为X8图像坐标、Y8图像坐标,将所述X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标和所述绝对坐标计算公式,计算获取X8绝对坐标;
通过以下计算式计算获取所述旋转角度:
旋转角度=arctan[(X5客户坐标–X6客户坐标)/(Y5客户坐标–Y6客户坐标)]-arctan[(X7绝对坐标–X8绝对坐标)/(Y7绝对坐标–Y8绝对坐标)];
根据所述X5圆心坐标、Y5圆心坐标、X6圆心坐标、Y6圆心坐标、X7绝对坐标、X8绝对坐标和所述旋转角度,计算获取所述加工原点坐标。
在其中一个实施例中,所述加工为二次加工,所述根据所述X5圆心坐标、Y5圆心坐标、X6圆心坐标、Y6圆心坐标、X7绝对坐标、X8绝对坐标和所述旋转角度,计算获取所述加工原点坐标的步骤包括通过以下计算式获取:
一次圆心实际角度=arctan(X5圆心坐标/Y5圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X5圆心坐标^2+Y5圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X7绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=Y7绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)
或:
一次圆心实际角度=arctan(X6圆心坐标/Y6圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X6圆心坐标^2+Y6圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)。
在其中一个实施例中,所述绝对坐标计算公式为:
D44=X4图像坐标*X方向像素当量
D33=Y4图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X4绝对坐标=X4机床坐标–D22
Y4绝对坐标=Y4机床坐标+D11;
所述X7绝对坐标通过以下计算式获取:
D44=X7图像坐标*X方向像素当量
D33=Y7图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X7绝对坐标=X7机床坐标-D22
Y7绝对坐标=Y7机床坐标+D11;
所述X8绝对坐标通过以下计算式获取:
D44=X8图像坐标*X方向像素当量
D33=Y8图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X8绝对坐标=X8机床坐标–D22
Y8绝对坐标=Y8机床坐标+D11。
在其中一个实施例中,还包括设置参照物和特征过滤类型的步骤,所述采集所述待加工件上的特征元素关键数据的步骤是根据所述参照物和特征过滤类型采集。
在其中一个实施例中,所述将所述特征元素关键数据传输到机床控制系统的步骤包括:
通过UDP/TCP协议将所述特征元素关键数据传输到所述机床控制系统。
在其中一个实施例中,在所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算之前包括:
所述机床控制系统对获取的所述特征元素关键数据进行判断,在数据错误或数据质量不合格时进行报警提示。
在其中一个实施例中,在采集所述待加工件上的特征元素关键数据的步骤中包括:
控制外部光源对所述待加工件进行照明。
在其中一个实施例中,所述激光切割机还包括设于所述摄像头外部的气缸闸门,用于避免外部环境污染所述摄像头。
一种待加工件的定位系统,包括数据采集单元、数据传输单元和机床控制系统,其中:
所述数据采集单元用于采集待加工件上的特征元素关键数据;
所述数据传输单元用于将所述特征元素关键数据传输到所述机床控制系统;
所述机床控制系统用于根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度;
机床对所述加工原点坐标补偿所述旋转角度后,对所述待加工件进行加工。
上述待加工件的定位方法及待加工件的定位系统,通过采集并传输待加工件上的特征元素关键数据到机床控制系统,获取加工原点坐标和旋转角度,对待加工件进行加工,有效解决了在机床进行板材加工时,传统的电容寻边功能无法定位板材原点和偏置角度,寻边功能受限的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的待加工件的定位方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取X方向像素当量、Y方向像素当量的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置的流程示意图;
图4是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取待加工件的加工原点坐标和旋转角度的流程示意图;
图5是本发明实施例提供的待加工件的定位系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示,是本发明实施例提供的待加工件的定位方法的流程示意图,该方法具体包括以下步骤:
S200:将待加工件放置到机床上。
在其中一个实施例中,在将待加工件放置到机床上之前,还包括标定步骤,该标定步骤具体可包括获取X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置和Y方向原点偏置,X方向和Y方向为机床水平方向并相互垂直。
在其中一个实施例中,上述机床可以是激光切割机,如图2所示,是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取X方向像素当量、Y方向像素当量的流程示意图,上述获取X方向像素当量、Y方向像素当量的步骤具体可包括:
S110:在标定件任意位置切割一个第一圆孔,并记录此时的激光切割机的坐标位置为X0机床坐标、Y0机床坐标。
在其中一个实施例中,上述第一圆孔可为直径为5mm的小圆孔,当然也可根据实际需求选择圆孔的直径。
S120:机床控制系统控制激光切割机的轴第一次移动,使激光切割机的切割头上的摄像头粗定位到第一圆孔的上方,获取激光切割机的坐标位置为X1机床坐标、Y1机床坐标。
S130:摄像头对标定件进行拍照,根据摄像头拍照获得的图像信息获取第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X1图像坐标、Y1图像坐标,将X1图像坐标、Y1图像坐标、X1机床坐标、Y1机床坐标传送给机床控制系统。
在其中一个实施例中,上述摄像头可以是CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)摄像头。具体数据获取处理过程可为:机床控制系统向CCD测量分析软件发出测量指令,CCD测量分析软件收到指令后给CCD摄像头一个触发信号,CCD摄像头对标定件进行拍照,之后CCD测量分析软件可获取第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X1图像坐标、Y1图像坐标,再将X1图像坐标、Y1图像坐标、X1机床坐标、Y1机床坐标传送给机床控制系统。
S140:控制激光切割机的轴进行第二次移动,获取激光切割机的坐标位置为X2机床坐标、Y2机床坐标,通过摄像头获取第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X2图像坐标、Y2图像坐标,将X2图像坐标、Y2图像坐标、X2机床坐标、Y2机床坐标传送给机床控制系统。
S150:机床控制系统通过以下计算式计算获取X方向像素当量、Y方向像素当量:
X方向像素当量=(X1机床坐标–X2机床坐标)/(X1图像坐标–X2图像坐标)
Y方向像素当量=(Y1机床坐标–Y2机床坐标)/(Y1图像坐标–Y2图像坐标)。
在其中一个实施例中,上述在获取X方向像素当量、Y方向像素当量的步骤之后,还包括获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置的步骤,如图3所示,是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置的流程示意图,具体可包括:
S160:控制激光切割机的轴进行第三次移动,获取激光切割机的坐标位置为X3机床坐标、Y3机床坐标,通过摄像头获取第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X3图像坐标、Y3图像坐标,将X3图像坐标、Y3图像坐标、X3机床坐标、Y3机床坐标传送给机床控制系统。
S170:机床控制系统通过以下计算式计算获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置:
Y方向原点偏置=D1–D2
X方向原点偏置=D3+D4
其中:
D1=Y3机床坐标–Y0机床坐标
D2=Y3图像坐标*Y方向像素当量
D3=X3机床坐标-X0机床坐标
D4=X3图像坐标*X方向像素当量。
S400:采集待加工件上的特征元素关键数据。
在其中一个实施例中,上述在采集待加工件上的特征元素关键数据时,具体还可包括设置参照物和特征过滤类型的步骤,上述采集待加工件上的特征元素关键数据的步骤是根据参照物和特征过滤类型采集。机床控制系统在接收特征元素关键数据时,做一定的分析处理判断,如未捕获到数据、X或Y方向像素当量偏差较大、数据错误或数据质量不合格等问题进行报警提示,避免在产生问题后继续抓获数据从而产生较严重错误的情况。
在其中一个实施例中,在采集待加工件上的特征元素关键数据的步骤中,具体还可包括:控制外部光源对待加工件进行照明,能提高成像质量,进而提高抓捕精度。
在其中一个实施例中,上述激光切割机还可包括设于摄像头外部的气缸闸门,用于避免外部环境(如灰尘、油污等)污染摄像头。
在其中一个实施例中,为了避免在抓捕过程中,切割头出现机械碰撞,可采取抬起Z轴等安全动作。
S600:将特征元素关键数据传输到机床控制系统。
在其中一个实施例中,可通过UDP/TCP协议将特征元素关键数据传输到机床控制系统。
S800:机床控制系统根据特征元素关键数据进行定位计算,得出待加工件的加工原点坐标和旋转角度。
在其中一个实施例中,上述步骤S800具体可包括:
根据特征元素关键数据和X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置、Y方向原点偏置进行定位计算,得出待加工件的加工原点坐标和旋转角度。
在其中一个实施例中,如图4所示,是本发明实施例提供的待加工件的定位方法中获取待加工件的加工原点坐标和旋转角度的流程示意图,上述步骤S400-S800具体可包括:
S410:在待加工件上选择待测量识别的第二圆孔和第三圆孔,获取第二圆孔的圆心坐标X5圆心坐标、Y5圆心坐标,和第三圆孔的圆心坐标X6圆心坐标、Y6圆心坐标。
S420:机床控制系统控制轴运动,使激光切割机的切割头上的摄像头粗定位到第二圆孔的上方,获取激光切割机的坐标位置为X7机床坐标、Y7机床坐标。
S430:通过摄像头获取第二圆孔的圆心图像坐标为X7图像坐标、Y7图像坐标,将X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标传送给机床控制系统。
S840:机床控制系统根据X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标和绝对坐标计算公式,计算获取X7绝对坐标。
在其中一个实施例中,上述绝对坐标计算公式为:
D44=X4图像坐标*X方向像素当量
D33=Y4图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X4绝对坐标=X4机床坐标–D22
Y4绝对坐标=Y4机床坐标+D11。
上述X7绝对坐标即可通过以下计算式获取:
D44=X7图像坐标*X方向像素当量
D33=Y7图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X7绝对坐标=X7机床坐标-D22
Y7绝对坐标=Y7机床坐标+D11。
S450:机床控制系统控制轴运动,使摄像头粗定位到第三圆孔的上方,获取激光切割机的坐标位置为X8机床坐标、Y8机床坐标,通过摄像头获取第三圆孔的圆心图像坐标为X8图像坐标、Y8图像坐标,将X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标传送给机床控制系统。
S860:机床控制系统根据X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标和绝对坐标计算公式,计算获取X8绝对坐标。
在其中一个实施例中,上述X8绝对坐标可通过以下计算式获取:
D44=X8图像坐标*X方向像素当量
D33=Y8图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X8绝对坐标=X8机床坐标–D22
Y8绝对坐标=Y8机床坐标+D11。
S870:通过以下计算式计算获取旋转角度:
旋转角度=arctan[(X5客户坐标–X6客户坐标)/(Y5客户坐标–Y6客户坐标)]-arctan[(X7绝对坐标–X8绝对坐标)/(Y7绝对坐标–Y8绝对坐标)];
S880:根据X5圆心坐标、Y5圆心坐标、X6圆心坐标、Y6圆心坐标、X7绝对坐标、X8绝对坐标和旋转角度,计算获取加工原点坐标。
在其中一个实施例中,上述S480步骤具体可包括通过以下计算式获取加工原点坐标:
一次圆心实际角度=arctan(X5圆心坐标/Y5圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X5圆心坐标^2+Y5圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X7绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=Y7绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)
或:
一次圆心实际角度=arctan(X6圆心坐标/Y6圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X6圆心坐标^2+Y6圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)。
S1000:机床对加工原点坐标补偿旋转角度后,对待加工件进行加工。
上述待加工件的定位方法及待加工件的定位系统,通过非接触式采集并传输待加工件(可以是一次加工后的待二次定位加工件)上的特征元素关键数据到机床控制系统,获取加工原点坐标和旋转角度,对待加工件进行加工,有效解决了在机床进行板材加工时,传统的电容寻边功能无法定位板材原点和偏置角度,寻边功能受限的问题。根据实际测量的效果来看,在合理的软件和硬件配置情况下,XY方向的重定位误差可各保持在0.1mm±0.05mm,组合误差在0.2mm内。这种软件和硬件组合加工方式,也一定程度上优化了部分细分领域的加工工艺,促进了加工效率的提升、节省加工时间。
在其中一个实施例中,以上视觉功能不局限于光纤激光切割领域,其他行业需要对某一特征进行捕捉并将捕捉的数据加以利用的皆可使用此方案,类似于机器视觉,通过软件能有效过滤并输出需求的特征数据。
本发明还可提供一种待加工件的定位系统,如图5所示,该待加工件的定位系统100具体可包括数据采集单元110、数据传输单元120和机床控制系统130,其中:
数据采集单元110用于采集待加工件上的特征元素关键数据。
数据传输单元120用于将特征元素关键数据传输到机床控制系统130。
机床控制系统130用于根据特征元素关键数据进行定位计算,得出待加工件的加工原点坐标和旋转角度。
机床对加工原点坐标补偿旋转角度后,对待加工件进行加工。
本实施例中的待加工件的定位系统与上述图1对应实施例中的待加工件的定位方法属于同一构思,其具体实现过程详细见对应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本系统实施例中均对应适用,这里不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种待加工件的定位方法,其特征在于,包括:
将待加工件放置到机床上;
采集所述待加工件上的特征元素关键数据;
将所述特征元素关键数据传输到机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度;
所述机床对所述加工原点坐标补偿所述旋转角度后,对所述待加工件进行加工。
2.根据权利要求1所述的待加工件的定位方法,其特征在于,在将待所述加工件放置到机床上之前,还包括标定步骤,所述标定步骤包括获取X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置和Y方向原点偏置,X方向和Y方向为机床水平方向并相互垂直;
所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算的步骤包括:根据所述特征元素关键数据和所述X方向像素当量、Y方向像素当量、X方向原点偏置、Y方向原点偏置进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度。
3.根据权利要求2所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述机床是激光切割机,所述获取X方向像素当量、Y方向像素当量的步骤包括:
在标定件任意位置切割一个第一圆孔,并记录此时的所述激光切割机的坐标位置为X0机床坐标、Y0机床坐标;
所述机床控制系统控制所述激光切割机的轴第一次移动,使所述激光切割机的切割头上的摄像头粗定位到所述第一圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X1机床坐标、Y1机床坐标;
所述摄像头对所述标定件进行拍照,根据所述摄像头拍照获得的图像信息获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X1图像坐标、Y1图像坐标,将所述X1图像坐标、Y1图像坐标、X1机床坐标、Y1机床坐标传送给所述机床控制系统;
控制所述激光切割机的轴进行第二次移动,获取所述激光切割机的坐标位置为X2机床坐标、Y2机床坐标,通过所述摄像头获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X2图像坐标、Y2图像坐标,将所述X2图像坐标、Y2图像坐标、X2机床坐标、Y2机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统通过以下计算式计算获取所述X方向像素当量、Y方向像素当量:
X方向像素当量=(X1机床坐标–X2机床坐标)/(X1图像坐标–X2图像坐标)
Y方向像素当量=(Y1机床坐标–Y2机床坐标)/(Y1图像坐标–Y2图像坐标)。
4.根据权利要求3所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述获取X方向原点偏置和Y方向原点偏置的步骤包括:
控制所述激光切割机的轴进行第三次移动,获取所述激光切割机的坐标位置为X3机床坐标、Y3机床坐标,通过所述摄像头获取所述第一圆孔的圆心图像坐标数据值为X3图像坐标、Y3图像坐标,将所述X3图像坐标、Y3图像坐标、X3机床坐标、Y3机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统通过以下计算式计算获取所述X方向原点偏置和Y方向原点偏置:
Y方向原点偏置=D1–D2
X方向原点偏置=D3+D4
其中:
D1=Y3机床坐标–Y0机床坐标
D2=Y3图像坐标*Y方向像素当量
D3=X3机床坐标-X0机床坐标
D4=X3图像坐标*X方向像素当量。
5.根据权利要求4所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度的步骤包括:
在所述待加工件上选择待测量识别的第二圆孔和第三圆孔,获取所述第二圆孔的圆心坐标X5圆心坐标、Y5圆心坐标,和所述第三圆孔的圆心坐标X6圆心坐标、Y6圆心坐标;
所述机床控制系统控制轴运动,使所述激光切割机的切割头上的所述摄像头粗定位到所述第二圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X7机床坐标、Y7机床坐标;
通过所述摄像头获取所述第二圆孔的圆心图像坐标为X7图像坐标、Y7图像坐标,将所述X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述X7图像坐标、Y7图像坐标、X7机床坐标、Y7机床坐标和绝对坐标计算公式,计算获取X7绝对坐标;
所述机床控制系统控制轴运动,使所述摄像头粗定位到所述第三圆孔的上方,获取所述激光切割机的坐标位置为X8机床坐标、Y8机床坐标,通过所述摄像头获取所述第三圆孔的圆心图像坐标为X8图像坐标、Y8图像坐标,将所述X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标传送给所述机床控制系统;
所述机床控制系统根据所述X8图像坐标、Y8图像坐标、X8机床坐标、Y8机床坐标和所述绝对坐标计算公式,计算获取X8绝对坐标;
通过以下计算式计算获取所述旋转角度:
旋转角度=arctan[(X5客户坐标–X6客户坐标)/(Y5客户坐标–Y6客户坐标)]-arctan[(X7绝对坐标–X8绝对坐标)/(Y7绝对坐标–Y8绝对坐标)];
根据所述X5圆心坐标、Y5圆心坐标、X6圆心坐标、Y6圆心坐标、X7绝对坐标、X8绝对坐标和所述旋转角度,计算获取所述加工原点坐标。
6.根据权利要求5所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述加工为二次加工,所述根据所述X5圆心坐标、Y5圆心坐标、X6圆心坐标、Y6圆心坐标、X7绝对坐标、X8绝对坐标和所述旋转角度,计算获取所述加工原点坐标的步骤包括通过以下计算式获取:
一次圆心实际角度=arctan(X5圆心坐标/Y5圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X5圆心坐标^2+Y5圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X7绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=Y7绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)
或:
一次圆心实际角度=arctan(X6圆心坐标/Y6圆心坐标)
一次圆心实际距离=sqrt(X6圆心坐标^2+Y6圆心坐标^2)
二次加工原点坐标X坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*cos(一次圆心实际角度+旋转角度)
二次加工原点坐标Y坐标=X8绝对坐标–一次圆心实际距离*sin(一次圆心实际角度+旋转角度)。
7.根据权利要求5所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述绝对坐标计算公式为:
D44=X4图像坐标*X方向像素当量
D33=Y4图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X4绝对坐标=X4机床坐标–D22
Y4绝对坐标=Y4机床坐标+D11;
所述X7绝对坐标通过以下计算式获取:
D44=X7图像坐标*X方向像素当量
D33=Y7图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X7绝对坐标=X7机床坐标–D22
Y7绝对坐标=Y7机床坐标+D11;
所述X8绝对坐标通过以下计算式获取:
D44=X8图像坐标*X方向像素当量
D33=Y8图像坐标*Y方向像素当量
D22=X方向原点偏置–D44
D11=Y方向原点偏置+D33
X8绝对坐标=X8机床坐标–D22
Y8绝对坐标=Y8机床坐标+D11。
8.根据权利要求5所述的待加工件的定位方法,其特征在于,还包括设置参照物和特征过滤类型的步骤,所述采集所述待加工件上的特征元素关键数据的步骤是根据所述参照物和特征过滤类型采集。
9.根据权利要求2所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述将所述特征元素关键数据传输到机床控制系统的步骤包括:
通过UDP/TCP协议将所述特征元素关键数据传输到所述机床控制系统。
10.根据权利要求9所述的待加工件的定位方法,其特征在于,在所述机床控制系统根据所述特征元素关键数据进行定位计算之前包括:
所述机床控制系统对获取的所述特征元素关键数据进行判断,在数据错误或数据质量不合格时进行报警提示。
11.根据权利要求5所述的待加工件的定位方法,其特征在于,在采集所述待加工件上的特征元素关键数据的步骤中包括:
控制外部光源对所述待加工件进行照明。
12.根据权利要求5所述的待加工件的定位方法,其特征在于,所述激光切割机还包括设于所述摄像头外部的气缸闸门,用于避免外部环境污染所述摄像头。
13.一种待加工件的定位系统,其特征在于,包括数据采集单元、数据传输单元和机床控制系统,其中:
所述数据采集单元用于采集待加工件上的特征元素关键数据;
所述数据传输单元用于将所述特征元素关键数据传输到所述机床控制系统;
所述机床控制系统用于根据所述特征元素关键数据进行定位计算,得出所述待加工件的加工原点坐标和旋转角度;
机床对所述加工原点坐标补偿所述旋转角度后,对所述待加工件进行加工。
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