CN215092445U - 一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控加工与检测设备应用领域，尤其涉及一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，包括设置在工件台外侧的壳体，壳体任意三个内壁设置有工业相机、红外探伤相机、深度相机，壳体顶面内壁设置有夹持组件；工业相机、红外探伤相机、深度相机分别固定连接有角度调节组件，角度调节组件与壳体竖直滑动连接；夹持组件包括中部相互铰接的两个夹紧铰接杆，夹紧铰接杆的下端转动连接有夹持杆，夹紧铰接杆顶部连接有驱动部，驱动部与壳体顶面转动连接；工业相机、红外探伤相机、深度相机电性连接有控制端，夹持组件与角度调节组件与控制端电性连接。本实用新型可以实现工件在线过程中的识别检测，在加工过程中提前识别零件的不合格。

Description

一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置

技术领域

本实用新型涉及数控加工与检测设备应用领域，尤其涉及一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置。

背景技术

数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

然而在数控加工虽然可以保证零件的高精度，但由于在加工过程中数控机床加工参数的设计不合理，导致加工完成的工件不符合实际设计形状要求，但又无法通过人工检测判定，导致后工序实际使用中才能发现零件加工形状的不合格，另一方面，由于工件本身材质内部缺陷，导致加工完成后的工件无法进行正常使用，因此，亟需一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，以解决上述问题，实现工件在线过程中的识别检测，在加工完成后提前识别零件的不合格。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，包括设置在工件台外侧的壳体，所述壳体任意三个内壁设置有工业相机、红外探伤相机、深度相机，所述壳体顶面内壁设置有夹持组件；

所述工业相机、红外探伤相机、深度相机上分别固定连接有角度调节组件，所述角度调节组件与所述壳体竖直滑动连接；

所述夹持组件包括中部相互铰接的两个夹紧铰接杆，所述夹紧铰接杆的下端转动连接有夹持杆，所述夹紧铰接杆顶部连接有驱动部，所述驱动部与所述壳体顶面转动连接；

所述工业相机、红外探伤相机、深度相机电性连接有控制端，所述夹持组件与所述角度调节组件与所述控制端电性连接。

优选的，所述角度调节组件包括三个转动平台，每个所述转动平台分别与所述工业相机、红外探伤相机、深度相机固定连接，所述转动平台靠近所述壳体的一侧固定连接有第一球铰、第二球铰、第三球铰，所述第一球铰、第二球铰分别位于所述转动平台的边部，所述第三球铰位于所述转动平台的中心，所述第一球铰的球头固定连接有第三直线电机的输出轴，所述第三球铰的球头固定连接有中心连接杆的一端，所述第二球铰的球头固定连接有第二直线电机的输出轴，所述中心连接杆另一端固定连接有移动平台，所述第三直线电机、第二直线电机的机体与所述移动平台铰接，所述移动平台靠近所述壳体的一侧固定连接有滑动驱动部，所述第三直线电机、第二直线电机、中心连接杆水平设置且竖向排列，所述第三直线电机、第二直线电机与所述控制端电性连接。

优选的，所述滑动驱动部包括与所述移动平台固定连接的L型连接板，所述 L型连接板顶部固定连接有第四直线电机的输出轴，所述L型连接板靠近所述壳体的一侧固定连接有滑块，所述壳体侧壁开设有滑槽，所述滑槽竖直设置，所述滑块与所述滑槽滑动配合，所述第四直线电机竖直设置，所述第四直线电机与所述控制端电性连接。

优选的，所述驱动部包括双向直线电机，所述双向直线电机输出轴分别与两个所述夹紧铰接杆顶端铰接，所述双向直线电机水平设置，所述双向直线电机的机体顶部固定连接有第一直线电机的输出轴，所述第一直线电机竖直设置，所述第一直线电机的机体固定连接有转动部，所述第一直线电机、双向直线电机与所述控制端电性连接。

优选的，所述转动部包括固定连接在所述第一直线电机机体顶部的转动连接件，所述转动连接件与所述壳体顶部转动连接，所述转动连接件外侧固定连接有齿轮，所述齿轮啮合有伺服电机的输出轴，所述伺服电机的机体与所述壳体固定连接。

优选的，所述工业相机、红外探伤相机、深度相机外侧套设有防尘罩。

优选的，所述壳体内部固定连接有温度传感器，所述壳体侧壁开设有出风口和进风口，所述出风口连通有抽风机，所述进风口固定连接有滤网，所述温度传感器、抽风机与所述控制端电性连接。

优选的，所述进风口连通有制冷机的出口端，所述出风口与所述制冷机的进口端连通，所述制冷机与所述控制端电性连接。

本实用新型具有如下技术效果：

工件加工完成后通过工业相机、深度相机对工件进行拍照，识别工件外表面的加工尺寸，并通过红外探伤相机识别工件内部品质影像，控制端对将三者拍摄的图像进行拟合，判定工件的加工品质，控制端控制驱动部运行，带动两个夹紧铰接杆之间的角度变化，从而使夹持杆夹紧工件，通过夹持杆与夹紧铰接杆转动连接可以使夹持杆适应工件的外部轮廓，然后通过控制驱动部运行夹持杆夹住工件，使工件从工件台上离开，此时控制端控制角度调节组件运行，角度调节组件带动工业相机、红外探伤相机、深度相机拍摄角度改变，实现对工件底部的拍摄，从而实现工件加工完成后的全方位检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型夹持组件结构示意图；

图3为本实用新型角度调节组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图。

其中，1、壳体；101、滑槽；2、工件台；3、工业相机；4、红外探伤相机； 5、深度相机；6、夹持组件；601、转动连接件；602、齿轮；603、第一直线电机；604、双向直线电机；605、伺服电机；606、夹紧铰接杆；607、夹持杆；7、角度调节组件；701、转动平台；702、第一球铰；703、第二球铰；704、第三球铰；705、第二直线电机；706、中心连接杆；707、第三直线电机；708、移动平台；709、L型连接板；710、滑块；711、第四直线电机；8、温度传感器；9、抽风机；10、滤网；11、制冷机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

参照图1-3所示，本实施例提供一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，包括设置在工件台2外侧的壳体1，壳体1任意三个内壁设置有工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5，壳体1顶面内壁设置有夹持组件6；

工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5上分别固定连接有角度调节组件 7，角度调节组件7与壳体1竖直滑动连接；

夹持组件6包括中部相互铰接的两个夹紧铰接杆606，夹紧铰接杆606的下端转动连接有夹持杆607，夹紧铰接杆606顶部连接有驱动部，驱动部与壳体1 顶面转动连接；

工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5电性连接有控制端，夹持组件6 与角度调节组件7与控制端电性连接。

工件加工完成后通过工业相机3、深度相机5对工件进行拍照，识别工件外表面的加工尺寸，并通过红外探伤相机识别工件内部品质影像，控制端对将三者拍摄的图像进行拟合，判定工件的加工品质，控制端控制驱动部运行，带动两个夹紧铰接杆606之间的角度变化，从而使夹持杆607夹紧工件，通过夹持杆607 与夹紧铰接杆606转动连接可以使夹持杆607适应工件的外部轮廓，然后通过控制驱动部运行夹持杆607夹住工件，使工件从工件台2上离开，此时控制端控制角度调节组件7运行，角度调节组件7带动工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5拍摄角度改变，实现对工件底部的拍摄，从而实现工件加工完成后的全方位检测。

进一步优化方案，角度调节组件7包括三个转动平台701，每个所述转动平台701分别与工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5固定连接，转动平台701 靠近壳体1的一侧固定连接有第一球铰702、第二球铰703、第三球铰704，第一球铰702、第二球铰703分别位于转动平台701的边部，第三球铰704位于转动平台701的中心，第一球铰702的球头固定连接有第三直线电机707的输出轴，第三球铰704的球头固定连接有中心连接杆706的一端，第二球铰703的球头固定连接有第二直线电机705的输出轴，中心连接杆706另一端固定连接有移动平台708，第三直线电机707、第二直线电机705的机体与移动平台708铰接，移动平台708靠近壳体1的一侧固定连接有滑动驱动部，第三直线电机707、第二直线电机705、中心连接杆706水平设置且竖向排列，第三直线电机707、第二直线电机705与控制端电性连接。

控制端控制第二直线电机705收缩、第三直线电机707伸长，使转动平台 701沿第二球铰703的中心转动，转动平台701带动工业相机3、红外探伤相机 4、深度相机5向上摆动固定角度，实现对工件底部形状的图像采集，然后通过控制端对三者采集到的图像进行拟合判定工件的品质。

进一步优化方案，滑动驱动部包括与移动平台708固定连接的L型连接板 709，L型连接板顶部固定连接有第四直线电机711的输出轴，L型连接板709 靠近壳体1的一侧固定连接有滑块710，壳体1侧壁开设有滑槽101，滑槽101 竖直设置，滑块710与滑槽101滑动配合，第四直线电机711竖直设置，第四直线电机711与控制端电性连接。

控制端控制第四直线电机711运行，从而带动滑块710实现上下运动，滑块 710带动L型连接板709上下运动，L型连接板709带动移动平台708上下移动，最终使得转动平台701实现上下运动，转动平带带动工业相机3、红外探伤相机 4、深度相机5上下运动，三者可以适应不同高度工件的图像采集。

进一步优化方案，驱动部包括双向直线电机604，双向直线电机604输出轴分别与两个夹紧铰接杆606顶端铰接，双向直线电机604水平设置，双向直线电机604的机体顶部固定连接有第一直线电机603的输出轴，第一直线电机603 竖直设置，第一直线电机603的机体固定连接有转动部，第一直线电机603、双向直线电机604与控制端电性连接。

控制端控制双向直线电机604伸长或收缩，带动夹紧铰接杆606沿铰接点转动，从而实现两个夹持杆607的靠近或远离，实现对工件的夹紧和放松功能。

进一步优化方案，转动部包括固定连接在第一直线电机603机体顶部的转动连接件601，转动连接件601与壳体1顶部转动连接，转动连接件601外侧固定连接有齿轮602，齿轮602啮合有伺服电机605的输出轴，伺服电机605的机体与壳体1固定连接。

由于工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5位于壳体1的三个面上，三者对工件进行图像采集过程中无法将全方位采集工件的六面图像，通过控制端控制伺服电机605转动，伺服电机605带动第一直线电机603转动，第一直线电机 603带动双向直线电机604转动，双向直线电机604带动两个夹紧铰接杆606转动，夹紧铰接杆606，带动夹持杆607转动，夹持杆607带动工件转动，工件在转动过程工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5可以对工件的其它面实现图像采集。

进一步优化方案，工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5外侧套设有防尘罩。

通过设置防尘罩，防止工件在加工过程中的灰尘洒落至工业相机3、红外探伤相机4、深度相机5上，影响三者的图像采集。

进一步优化方案，壳体1内部固定连接有温度传感器8，壳体1侧壁开设有出风口和进风口，出风口连通有抽风机9，进风口固定连接有滤网10，温度传感器8、抽风机9与控制端电性连接。

通过设置抽风机9，可以对壳体1内部的温度进行调节，保证工件在加工、图像采集过程中的温度恒定，防止工件因温度变化出现形状变化，使检测精度更加准确。

实施例二：

参照图4所示，本实施例的视觉识别装置与实施例一的区别仅在于，进风口连通有制冷机11的出口端，出风口与制冷机11的进口端连通，制冷机11与控制端电性连接。

通过制冷机对壳体1内部的温度进行调节，壳体1内部温度的控制更加稳定，从而使工件受外部环境温度的变形量更小，检测精度更加精准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：包括设置在工件台(2)外侧的壳体(1)，所述壳体(1)任意三个内壁设置有工业相机(3)、红外探伤相机(4)、深度相机(5)，所述壳体(1)顶面内壁设置有夹持组件(6)；

所述工业相机(3)、红外探伤相机(4)、深度相机(5)上分别固定连接有角度调节组件(7)，所述角度调节组件(7)与所述壳体(1)竖直滑动连接；

所述夹持组件(6)包括中部相互铰接的两个夹紧铰接杆(606)，所述夹紧铰接杆(606)的下端转动连接有夹持杆(607)，所述夹紧铰接杆(606)顶部连接有驱动部，所述驱动部与所述壳体(1)顶面转动连接；

所述工业相机(3)、红外探伤相机(4)、深度相机(5)电性连接有控制端，所述夹持组件(6)、所述角度调节组件(7)与所述控制端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述角度调节组件(7)包括三个转动平台(701)，每个所述转动平台(701)分别与所述工业相机(3)、红外探伤相机(4)、深度相机(5)固定连接，所述转动平台(701)靠近所述壳体(1)的一侧固定连接有第一球铰(702)、第二球铰(703)、第三球铰(704)，所述第一球铰(702)、第二球铰(703)分别位于所述转动平台(701)的边部，所述第三球铰(704)位于所述转动平台(701)的中心，所述第一球铰(702)的球头固定连接有第三直线电机(707)的输出轴，所述第三球铰(704)的球头固定连接有中心连接杆(706)的一端，所述第二球铰(703)的球头固定连接有第二直线电机(705)的输出轴，所述中心连接杆(706)另一端固定连接有移动平台(708)，所述第三直线电机(707)、第二直线电机(705)的机体与所述移动平台(708)铰接，所述移动平台(708)靠近所述壳体(1)的一侧固定连接有滑动驱动部，所述第三直线电机(707)、第二直线电机(705)、中心连接杆(706)水平设置且竖向排列，所述第三直线电机(707)、第二直线电机(705)与所述控制端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述滑动驱动部包括与所述移动平台(708)固定连接的L型连接板(709)，所述L型连接板(709)顶部固定连接有第四直线电机(711)的输出轴，所述L型连接板(709)靠近所述壳体(1)的一侧固定连接有滑块(710)，所述壳体(1)侧壁开设有滑槽(101)，所述滑槽(101)竖直设置，所述滑块(710)与所述滑槽(101)滑动配合，所述第四直线电机(711)竖直设置，所述第四直线电机(711)与所述控制端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述驱动部包括双向直线电机(604)，所述双向直线电机(604)输出轴分别与两个所述夹紧铰接杆(606)顶端铰接，所述双向直线电机(604)水平设置，所述双向直线电机(604)的机体顶部固定连接有第一直线电机(603)的输出轴，所述第一直线电机(603)竖直设置，所述第一直线电机(603)的机体固定连接有转动部，所述第一直线电机(603)、双向直线电机(604)与所述控制端电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述转动部包括固定连接在所述第一直线电机(603)机体顶部的转动连接件(601)，所述转动连接件(601)与所述壳体(1)顶部转动连接，所述转动连接件(601)外侧固定连接有齿轮(602)，所述齿轮(602)啮合有伺服电机(605)的输出轴，所述伺服电机(605)的机体与所述壳体(1)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述工业相机(3)、红外探伤相机(4)、深度相机(5)外侧套设有防尘罩。

7.根据权利要求1所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述壳体(1)内部固定连接有温度传感器(8)，所述壳体(1)侧壁开设有出风口和进风口，所述出风口连通有抽风机(9)，所述进风口固定连接有滤网(10)，所述温度传感器(8)、抽风机(9)与所述控制端电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种数控机床的工件特征在线视觉识别装置，其特征在于：所述进风口连通有制冷机(11)的出口端，所述出风口与所述制冷机(11)的进口端连通，所述制冷机(11)与所述控制端电性连接。

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