CN1782936A - 数控量床影像量测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数控量床影像量测系统，该数控量床影像量测系统包括一客户端计算机、一应用服务器、一数据库、一机台。客户端计算机用于动态显示系统操作状态；应用服务器包括多个软件功能模块用于获取量测对象，量测工件的孔位是否在规定公差范围内；数据库用于存储影像量测过程中使用或产生的各种信息。本发明还提供一种数控量床影像量测方法。本发明的数控量床影像量测系统及方法，能够采用影像量测方式量测工件孔位是否在规定范围内，量测精度高、速度快、不会接触工件。

Description

数控量床影像量测系统及方法

【技术领域】

本发明是关于一种影像量测系统及方法，尤其是关于一种数控量床影像量测系统及方法。

【背景技术】

制造工厂在批量生产产品前需生产出几件样品进行量测，以检验其工件中各种孔位是否在公差规定范围内，目前这种量测方式大多由人为使用量具来完成，人工操作误差大、效率低、准确度难以保证。

随着计算机技术的发展及应用，量测技术不再局限于人工的操作。例如台湾智慧财产局于2001年9月1日公告的公告号为452524的专利，该专利名称为“成型磨削中心的影像量测方法”，该专利揭露一种成型磨削中心的影像量测方法，该量测方法包括如下步骤：1.抓取工件影像；2.找寻工件边缘坐标；3.以对应函数成实物坐标；4.曲线逼近法则及回归计算出弧形；5.求出线与线及线与弧的交点坐标；6.判断整体工件的轮廓是否完成；经由前述的量测流程以确定工件的整体轮廓是否完成，若未完成则再进行前述的流程，直到整个工件的外型轮廓完成后，则可计算出工件加工至此的尺寸，并将该尺寸与目标尺寸进行比对，并计算出其差值，若未达到目标尺寸，则可将必须再加工的尺寸予以回报，以提供磨削中心的砂轮必须再进刀加工的尺寸。该技术存在的不足在于：该影像量测方法在量测同样的工件时要进行重复的操作，操作没有一种自动运行操作模式可简化操作流程，缩短操作时间。

因此，需要一种系统可以在量测同样工件时使用自动运行模式，简化量测操作流程及缩短操作时间。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种数控量床影像量测系统，其可以采用影像量测方式量测工件的孔位是否在规定公差范围内，其可在量测同样的工件时采用自动运行模式。

本发明的另一目的在于提供一种数控量床影像量测方法，其可以采用影像量测方式量测工件的孔位是否在规定公差范围内，其可在量测同样的工件时采用自动运行模式。

为达到上述目的，本发明提供一种数控量床影像量测系统，该数控量床影像量测系统包括一客户端计算机、一应用服务器、一数据库、一机台。其中应用服务器包括有多个软件功能模块用于获取量测对象，量测工件的孔位是否在规定公差范围内。该软件功能模块主要包括一硬件检测模块、一错误提示模块、一量测模块及一量测结果输出模块。

其中硬件检测模块用于在激活系统过程中检测硬件是否出错。错误提示模块用于提示错误信息，提醒使用者系统存在错误需要维护。量测模块用于获取量测对象信息，比对工件孔位是否符合要求，其包括如下多个子模块：一量测对象获取子模块用于获取量测对象信息，该信息包括工件编号、工件上孔中心点位置、孔半径或孔直径值等；一自动运行子模块用于根据工件编号调用自动运行程序，对工件进行量测及比对操作，每一工件具有一编号，存储于数据库中，当一种编号的工件被量测过一次后，该自动运行子模块将该工件量测过程存储为一自动运行程序，该自动运行程序与该工件编号相对应，当后续量测相同编号工件时，可直接调用此程序进行量测及比对操作；一坐标系维护子模块用于建立坐标系，将量测所得工件上一点作为坐标原点建立坐标系，并将量测所得工件中的所有点坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值；一量测结果比对子模块用于将转换后坐标值与数据库中规定公差范围相比对，判断是否超出规定公差范围。量测结果输出模块用于将量测结果以文本形式输出，供后续参考分析。

为达到上述目的，本发明还提供一种数控量床影像量测方法，其包括如下步骤：(a)激活系统，检测硬件是否出错；(b)获取工件信息，该信息包括工件编号、工件上孔中心点位置、孔半径或孔直径值；(c)根据工件编号搜索数据库中是否存在与该工件相匹配的自动运行程序；(d)当数据库中不存在相匹配的自动运行程序时，将上述获取的量测对象上的一点的坐标值设为零，即以该点为坐标原点建立坐标系；(e)将该工件中获取的所有点的坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值，将转换后的坐标值与数据库中理论坐标值比对，判断是否超出规定公差范围；(f)将上述量测过程存储为自动运行程序，该程序与该工件编号相对应；(g)将上述转换后的坐标值作为量测结果以文本形式输出。

本发明数控量床影像量测系统及方法，能够采用影像量测方式量测工件孔位是否在规定范围内，量测精度高、速度快、不会接触工件。

【附图说明】

图1是本发明数控量床影像量测系统的硬件架构图。

图2是本发明数控量床影像量测系统的应用服务器主要软件功能模块图。

图3是本发明数控量床影像量测方法作业流程图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，是本发明数控量床影像量测系统的硬件架构图。该数控量床影像量测系统包括一客户端计算机1、一应用服务器2、一连接3、一数据库4、一机台5及一网络6。客户端计算机1提供一操作界面，用于动态显示系统操作状态，其可以为桌上型计算机、膝上型计算机或笔记本计算机等。机台5安装有一CCD50(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)，用于将光信号转换为电信号；一镜头51，用于摄取量测对象；一工作平面52，用于作为工作载台，载放工件；一灯源53，可提供上环光、下环光、轮廓光、同轴光等不同光源，便于镜头51从不同角度摄取工件；一马达54，用于激活机台；一操作手柄55，用于控制镜头51移动方向，使镜头在X、Y及Z轴方向移动。应用服务器2安装有一控制卡21、一光源控制卡22、一影像撷取卡23及一A/D(Analog/Digital，仿真/数字)卡24。其中控制卡21是用于控制马达54的运行；光源控制卡22是用于控制机台灯源53开启状况；影像撷取卡23是用于撷取CCD50输出的影像；A/D卡24是用于控制机台的操作手柄55。应用服务器2还包括有多个软件功能模块，用于获取量测对象，量测工件的孔位是否在规定公差范围内。应用服务器2通过网络6与客户端计算机1及机台5相连，网络6可以是企业内部网(Intranet)，也可以是国际互联网(Internet)或其它类型的通讯网络。数据库4用于存储数控量床影像量测过程中使用或产生的各种信息，包括工件编号、公差范围、自动运行程序、量测结果等。该数据库4通过连接3与应用服务器2相连，连接3为一数据库连接，如开放式数据库连接(Open Database Connectivity，ODBC)，或Java数据库连接(Java Database Connectivity，JDBC)等。

请参阅图2所示，是本发明数控量床影像量测系统的应用服务器主要软件功能模块图。本发明的应用服务器2主要包括一硬件检测模块200、一错误提示模块201、一量测模块202及一量测结果输出模块203。

其中硬件检测模块200用于在激活系统过程中检测硬件是否出错。错误提示模块201用于提示错误信息，提醒使用者系统存在错误需要维护。量测模块202用于获取量测对象信息，比对工件孔位是否符合要求，其包括如下多个子模块：一量测对象获取子模块2020，用于获取量测对象信息，该信息包括工件编号、工件上孔中心点位置、孔半径或孔直径值等；一自动运行子模块2021，用于根据工件编号调用自动运行程序，对工件进行量测及比对操作，每一工件具有一编号，存储于数据库4中，当一种编号的工件被量测过一次后，该自动运行子模块2021将该工件量测过程存储为一自动运行程序，该自动运行程序与该工件编号相对应，当后续量测相同编号工件时，可直接调用此程序进行量测及比对操作；一坐标系维护子模块2022，用于建立坐标系，将量测所得工件上一点作为坐标原点建立坐标系，并将量测所得工件中的所有点坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值；一量测结果比对子模块2023，用于将转换后坐标值与数据库中规定公差范围相比对，判断是否超出规定公差范围。量测结果输出模块203用于将量测结果以文本形式输出，供后续参考分析。

请参阅图3所示，是本发明数控量床影像量测方法的作业流程图。首先，激活该数控量床影像量测系统，硬件检测模块200检测系统硬件是否出错(步骤S301)。当检测到硬件出现错误时，错误提示模块201发出错误提示对话框，提示相应的错误信息(步骤S302)。当没有检测到硬件错误时，进入操作系统主界面(步骤S303)。镜头51摄取放于工作平面52上的工件，A/D卡24控制操作手柄55的移动，使其获取工件上的孔位，CCD50将该工件光信号转换为电信号传送至应用服务器2，安装于应用服务器2中的影像撷取卡23撷取该CCD50输出的影像，量测对象获取子模块2020获取该工件信息，该信息包括工件编号、工件上孔中心点位置、孔半径或孔直径值等(步骤S304)。自动运行子模块2021根据工件编号搜索数据库4中是否存在与该工件相匹配的自动运行程序(步骤S305)。当数据库4中存在相匹配的自动运行程序时，自动运行子模块2021调用该自动运行程序，对工件进行量测及比对操作(步骤S306)。当数据库4中不存在相匹配的自动运行程序时，坐标系维护子模块2022将上述获取的量测对象上的一点的坐标值设为零，即以该点为坐标原点建立坐标系(步骤S307)。将该工件中获取的所有点的坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值(步骤S308)。将转换后的坐标值与数据库4中理论坐标值比对，判断是否超出规定公差范围(步骤S309)。自动运行子模块2021将上述量测过程存储为自动运行程序，该程序与该工件编号相对应(步骤S310)。量测结果输出子模块2023将上述转换后的坐标值作为量测结果以文本形式输出，供后续参考分析(步骤S311)。

Claims (9)

1.一种数控量床影像量测系统，包括一客户端计算机、一应用服务器、一数据库及一机台，所述客户端计算机与机台通过一网络与应用服务器相连，数据库通过连接与应用服务器相连，其特征在于，其中应用服务器包括：

一硬件检测模块，用于在激活系统过程中检测硬件是否出错；

一量测模块，用于获取量测对象及进行量测及比对操作，其包括多个子模块：

一量测对象获取子模块，用于获取量测对象信息；

一自动运行子模块，用于根据工件编号调用自动运行程序，对工件进行量测及比对操作，当一种编号的工件被量测过一次后，该自动运行子模块将该工件量测过程存储为一自动运行程序，该自动运行程序与该工件编号相对应，当后续量测相同编号工件时，可直接调用此程序进行量测及比对操作；

一坐标系维护子模块，用于将量测所得工件上一点作为坐标原点建立坐标系，并将量测所得工件中的所有点坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值；

一量测结果比对子模块，用于将转换后坐标值与数据库中规定公差范围相比对，判断是否超出规定公差范围。

2.如权利要求1所述的数控量床影像量测系统，其特征在于，其中机台上安装有：

一电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)，用于将光信号转换为电信号；

一镜头，用于摄取量测对象；

一工作平面，用于作为工作载台，载放工件；

一灯源，可提供上环光、下环光、轮廓光、同轴光，便于镜头从不同角度摄取工件；

一马达，用于激活机台；

一操作手柄，用于控制镜头移动方向，使镜头在X、Y及Z轴方向移动。

3.如权利要求2所述的数控量床影像量测系统，其特征在于，其中应用服务器还包括：

一控制卡，用于控制马达的运行；

一光源控制卡，用于控制机台灯源开启状况；

一影像撷取卡，用于撷取CCD输出的影像；

一仿真/数字(Analog/Digital，A/D)卡，用于控制机台的操作手柄。

4.如权利要求1所述的数控量床影像量测系统，其特征在于，其中应用服务器还包括一错误提示模块，用于发出错误提示对话框，提醒使用者系统存在错误需要维护。

5.如权利要求1所述的数控量床影像量测系统，其特征在于，其中应用服务器还包括一量测结果输出模块，用于将量测结果以文本形式输出。

6.一种利用权利要求1所述系统进行影像量测的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

激活该系统，检测硬件是否出错；

获取工件信息，该信息包括工件编号、工件上孔中心点位置、孔半径或孔直径值；

根据工件编号搜索数据库中是否存在与该工件相匹配的自动运行程序；

当数据库中不存在相匹配的自动运行程序时，将上述获取的量测对象上的一点的坐标值设为零，即以该点为坐标原点建立坐标系；

将该工件中获取的所有点的坐标值转换为系统标准坐标系中的坐标值，将转换后的坐标值与数据库中理论坐标值比对，判断是否超出规定公差范围；

将上述量测过程存储为自动运行程序，该程序与该工件编号相对应；

将上述转换后的坐标值作为量测结果以文本形式输出。

7.如权利要求6所述的影像量测方法，其特征在于，其中检测硬件是否出错的步骤还包括：当检测到硬件出现错误时，发出错误提示对话框，提示相应的错误信息。

8.如权利要求6所述的影像量测方法，其特征在于，其中获取工件信息步骤包括：

镜头摄取放于工作平面上的工件；

仿真/数字(Analog/Digital，A/D)卡控制操作手柄的移动，使其获取工件上的孔位；

电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)将该工件光信号转换为电信号传送至应用服务器；

影像撷取卡撷取该CCD输出的影像。

9.如权利要求6所述的影像量测方法，其特征在于，其中尚包括一步骤：当数据库中存在相匹配的自动运行程序时，直接调用该自动运行程序，对工件进行量测及比对操作。

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