CN201322865Y

CN201322865Y - 一种电脑数值控制加工机影像定位系统

Info

Publication number: CN201322865Y
Application number: CNU2008201372139U
Authority: CN
Inventors: 胡丽华
Original assignee: LITZ HITECH CORP
Current assignee: LITZ HITECH CORP
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-09-22

Abstract

本实用新型涉及一种电脑数值控制加工机的影像定位系统，包含有：一包含刀具主轴以及工作平台的加工机，工作平台供放置一被加工件；设于刀具主轴一侧的影像摄取单元，其搜寻与辨识被加工件的轮廓特征；设于工作平台上的一分度盘，该分度盘内具有圆分度元件的测量角度工具装置；一数据处理单元，其具有记录、运算、比对与储存等功能，该数据处理单元连接有一显示单元，且数据处理单元并与影像摄取单元与分度盘连接，将量测所得的误差回馈补偿于电脑数值控制加工机或分度盘。被加工件位置角度偏移时，能以分度盘予以回转校正，利用单一轴向移动加工，以得到较高的直线加工精度，藉以快速的校正被加工件的加工定位点。

Description

一种电脑数值控制加工机影像定位系统

技术领域

本实用新型涉及自动加工技术，特别是一种电脑数值控制加工机的加工定位技术。

背景技术

为了提高加工效率与精准度，数值控制的电脑数值控制加工机成为目前加工机具的主流，其虽可克服众多的人为误差，但受到被加工件夹持位置的偏移、移动元件与刀具的磨耗等因素的影响，一样会影响到加工的精准度，为此在进行加工时，仍然需要进行被加工件的加工定位，以克服前述影响加工精准度的问题。

尽管业界开发有多种定位方法与装置，但大抵上主要是由操作人员通过目视的方式进行被加工件的加工点定位，这种利用操作人员目视定位的方式，不仅速度慢，且定位准确性依旧不佳，更重要的是，即便加工点定位后，这些差异仍然需通过操作人员输入数值控制电脑数值控制加工机的加工程序中进行补偿，但其存在有输入错误或忘记输入的问题，造成加工尺寸补偿不确实的现象，因此仍然存在有校正不准确的问题，影响到加工生产的效率。

缘是，本实用新型人乃针对现有电脑数值控制加工机于加工点定位时所面临的缺点与不便深入探讨，并通过多年从事相关产业的研发与制造经验，积极寻求解决之道，经不断努力的研究与发展，终于成功的开发出一种电脑数值控制加工机影像定位系统，藉以克服现有定位速度慢及定位不准确的问题。

发明内容

因此，本实用新型主要是在提供一种电脑数值控制加工机影像定位系统，藉以避免人工定位量测的误差，且有效提升其准确度。

又，本实用新型另一主要是在提供一种电脑数值控制加工机影像定位系统，其能快速的量测，进而提高生产效率。

为此，本实用新型主要是通过下列的技术手段，来具体实现本实用新型的各项目的与效能：其包含有：

一电脑数值控制(computer numerical control，CNC)加工机，其包含有一能通过伺服轴进行X轴与Y轴方向直线移动的工作平台及一能通过伺服轴进行Z轴移动的刀具主轴，工作平台可供放置一被加工件；

一影像摄取单元，其是设于前述刀具主轴一侧，该影像摄取单元能搜寻与辨识被加工件的轮廓特征；

一同轴发光元件，其是设于前述影像摄取单元的同一轴线上，供对被加工件产生与影像摄取单元的同轴光；

一分度盘(dividing plate)，其是设于前述电脑数值控制加工机的工作平台上，该分度盘具有环形光学尺；

一数据处理单元，其具有记录、运算、比对与储存等功能，该数据处理单元连接有一显示单元，且数据处理单元并与影像摄取单元、同轴发光元件与分度盘连接，并能将量测所得的误差回馈补偿于电脑数值控制加工机。

藉此，通过本实用新型前述技术手段的展现，使得本实用新型在被加工件因置放位置角度偏移时，能以分度盘予以回转校正，利用单一轴向移动加工，以得到较高的直线加工精度，加速被加工件的校正定位，以提高生产效率，而能增加产品的附加价值，且提升竞争力与经济效益。

下面结合附图对本实用新型的上述的和其它的特征和优点做详细说明。以下所述者仅为用来解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，是以，凡是在本实用新型的精神下，所作任何型式的修饰或变更，皆仍应属于本实用新型意图保护的范畴。

附图说明

图1是本实用新型的影像定位系统的配置示意图；

图2是本实用新型的影像定位系统中电脑数值控制加工机的侧面示意图；

图3是本实用新型的影像定位方法的流程示意图；

图4是本实用新型的影像定位系统中电脑数值控制加工机的局部定位动作示意图；

图5是本实用新型的影像定位系统中电脑数值控制加工机的定位后示意图。

具体实施方式

本实用新型是应用于电脑数值控制加工机的影像定位系统，请配合参看图1、图2所示，该影像定位系统包含有一电脑数值控制加工机1、一进行影像辨识的影像摄取单元2、一具定位功能的同轴发光元件3、一具自动量测功能的分度盘4及一能进行运算的数据处理单元5，其中：

电脑数值控制加工机1，其包含有一能通过伺服轴进行X轴与Y轴方向直线移动的工作平台11及一能通过伺服轴进行Z轴移动的刀具主轴12，且电脑数值控制加工机能根据加工程序控制工作平台11与刀具主轴12的移动与高速旋转，以移动被加工件6如图4、图5所示，以及操控刀具主轴12上的刀具对工作平台11上的被加工件6进行切削加工；

影像摄取单元2，其是设于前述电脑数值控制加工机1的刀具主轴12一侧，以近似垂直摄影技术供摄取工作平台11上被加工件6的外观轮廓，以提供的重建影像数据digital reconstructed image data方式、或静态影像digital still image方式建立被加工件6的外观轮廓，该影像摄取单元2可选自电荷耦合装置CCD摄影机、影像投影器shadow projector，并搭配影像浓度明暗分析技术搜寻与辨识被加工件6的边缘、点、角、弧、线、圆心、曲线等轮廓特征；

同轴发光元件3，其是设于前述影像摄取单元2的同一轴线上，该同轴发光元件3为能射出直线红光的发光二极管，进而对被加工件6产生与影像摄取单元2同步移动时的光源位置显示；

分度盘4，其是设于前述电脑数值控制加工机1的工作平台11上，用以夹掣被加工件6，该分度盘4内具有环形光学尺、圆光栅、光学分度头、光学回转工作台、磁盘、端面齿盘、多齿分度台和测角仪等精确圆分度元件的测量角度工具装置，可供配合前述影像摄取单元2与同轴发光元件3量测被加工件6的加工定位点相对分度盘4的旋转角度、位置及中心的相对位置和距离；

数据处理单元5，其具有记录、运算、比对与储存等功能，该数据处理单元5连接有一显示单元51，且数据处理单元5可供接收影像摄取单元2、同轴发光元件3与分度盘4等所量测的数据，并经运算处理后显现于前述显示单元51上，同时能将量测所得的误差回馈补偿于电脑数值控制加工机1的加工座标内，且如被加工件6置放位置角度偏移时，能通过加工程序控制分度盘4予以回转校正；

藉此，而组构成一量测速度快、且准确度高的电脑数值控制加工机影像定位系统。

至于本实用新型电脑数值控制加工机影像定位系统的定位方法的实际运作，则是如图3、图4及图5所示，本实用新型的定位方法包括启动系统、搜寻轮廓特征点、计算量测数据及移至加工定位点等流程步骤；

其是先进行影像摄取单元2的电荷耦合装置CCD摄影机的基准校正设置；之后，通过电脑数值控制加工机1的加工程序驱动工作平台11的伺服轴将被加工件6移至预定的位置；接着，启动影像摄取单元2的电荷耦合装置CCD摄影机影像辨识程序；并进一步，通过影像摄取单元2搜寻被加工件6的边缘点、线、圆心、角、轮廓等特征点；之后，如搜寻特征点失败则进行自动半径搜寻，而如仍然搜寻失败，则通过数据处理单元5的加工程序产生警报，而停止电脑数值控制加工机1的运作；反之，如搜寻特征点成功，则通过分度盘4与数据处理单元5计算特征点与被加工件6中心相对位置的数值，再传送到电脑数值控制加工机1进行共变数的补偿；之后，则驱动工作平台11与刀具主轴12的伺服轴，以及作动分度盘4转正被加工件6的角度，使被加工件6能迅速移至加工定位点；最后，则可开始对被加工件6进行切削加工。

通过上述的说明，本实用新型的优点包含有：

1、通过本实用新型的定位系统与定位方法的操作，可得到被加工件6定位点与电脑数值控制加工机1的刀具主轴12、工作平台11的X轴、工作平台11的Y轴及分度盘4中心的相对位置，并予补偿至电脑数值控制加工机1的加工座标中，用以对被加工件6进行加工，使得被加工件6置放位置角度偏移时，能迅速校正。

2、本实用新型利用影像摄取单元2、分度盘4与数据处理单元5来自动辨识与量测，并回馈给电脑数值控制加工机1进行补偿，而不需利用人工动作，故无人为误差。

3本实用新型可自动量测被加工件6的加工定位点的偏移，不需人工重复测试，省时、且精准。

4由于本实用新型是为自动量测，由于其量测、定位速度快，因此可提高其加工生产的效率。

综上所述，本实用新型具有上述众多的实用价值，且相同的技术领域中未见相同或近似的产品公开使用，故本实用新型已符合实用新型专利的要件，乃依法提出申请。

Claims

1.一种电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，包含有：

一加工机，其包含有一刀具主轴以及一工作平台，工作平台供放置一被加工件；

一影像摄取单元，其是设于所述刀具主轴一侧，该影像摄取单元搜寻与辨识被加工件的轮廓特征；

一分度盘，其是设于所述工作平台上，该分度盘内具有圆分度元件的测量角度工具装置；

一数据处理单元，其具有记录、运算、比对与储存等功能，该数据处理单元连接有一显示单元，且数据处理单元并与影像摄取单元与分度盘连接，将量测所得的误差回馈补偿于电脑数值控制加工机或分度盘。

2.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述加工机的工作平台通过伺服轴进行X轴与Y轴方向直线移动，所述刀具主轴通过伺服轴进行Z轴移动。

3.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述刀具主轴进一步包括有一同轴发光元件，该同轴发光元件其是设于所述影像摄取单元的同一轴线上，供对被加工件产生与影像摄取单元的同轴光。

4.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述分度盘受所述电脑数值控制加工机的加工程序控制，对所述被加工件置放位置角度偏移予以回转校正。

5.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述影像摄取单元是选自电荷耦合装置摄影机。

6.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述分度盘内圆分度元件的测量角度工具装置为环形光学尺。

7.根据权利要求1所述的电脑数值控制加工机影像定位系统，其特征在于，所述分度盘内圆分度元件的测量角度工具装置为圆光栅。