CN217019587U - 一种工件加工控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工件加工控制系统。工件加工控制系统包括：机床、图像采集模块、中央处理器和检测模块；图像采集模块位于机床的机头上，图像采集模块与机床的加工平面相对应；检测模块与中央处理器的第一端连接，中央处理器的第二端与图像采集模块的控制端连接；图像采集模块用于根据启动信息采集第一次加工完成的工件的图像信息；图像采集模块的输出端与中央处理器的第三端连接，机床与中央处理器的第四端连接，中央处理器用于将图像信息与预设图像信息进行对比，根据对比结果发出控制信息至机床，机床用于根据控制信息对工件进行加工。本实用新型实现了自动测量工件，自动校正工件尺寸，达到了提高工件加工精度的效果。

Description

一种工件加工控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及控制技术领域，尤其涉及一种工件加工控制系统。

背景技术

在机床加工时，为了完成工件的高精度加工，需要成熟操作人员对机床进行操作，但是目前市场成熟操作人员短缺。

为了克服这一问题，现大多使用数控机床进行加工，但是数控机床加工完成后仍需人工测量加工后的工件，如果加工后的工件不符合标准，还需要人工操作机床进行二次加工，但是人工测量和人工操作机床加工效率较低，而且误差较大，导致加工精度较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种工件加工控制系统，以实现自动测量工件，自动校正工件尺寸，提高工件加工精度。

本实用新型实施例提供了一种工件加工控制系统，工件加工控制系统包括：机床、图像采集模块、中央处理器和检测模块；

所述图像采集模块位于所述机床的机头上，所述图像采集模块与所述机床的加工平面相对应；

所述检测模块与所述中央处理器的第一端连接，所述中央处理器的第二端与所述图像采集模块的控制端连接，所述检测模块用于检测到第一次加工完成的工件到达预设位置时，发出检测信息至所述中央处理器，所述中央处理器用于在接收到所述检测信息时，发出启动信息至所述图像采集模块的控制端，所述图像采集模块用于根据所述启动信息采集第一次加工完成的工件的图像信息；所述图像采集模块的输出端与所述中央处理器的第三端连接，所述机床与所述中央处理器的第四端连接，所述中央处理器用于将所述图像信息与预设图像信息进行对比，根据对比结果发出控制信息至所述机床，所述机床用于根据所述控制信息对所述工件进行加工。

可选地，所述图像采集模块包括触发单元和图像采集单元；

所述中央处理器的第二端与所述触发单元的第一端连接，所述触发单元的第二端与所述图像采集单元的控制端电连接，所述中央处理器用于在接收到所述检测信息时，发出启动信息至所述触发单元，所述触发单元用于根据所述启动信息控制所述图像采集单元采集所述工件的图像信息；

所述图像采集单元的输出端为所述图像采集模块的输出端。

可选地，所述图像采集模块还包括第一控制单元；

所述图像采集单元的输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一控制单元用于将所述工件的图像信息转换为三维数字信号。

可选地，所述中央处理器包括对比单元；

所述对比单元的输入端与所述第一控制单元的输出端连接，所述对比单元用于将所述三维数字信号与所述预设图像信息对应的三维模型进行对比，并将对比结果发送至所述机床。

可选地，所述图像采集模块还包括第一通信单元，所述中央处理器还包括第二通信单元；

所述对比单元的输入端通过所述第一通信单元和所述第二通信单元与所述第一控制单元的输出端连接。

可选地，所述机床包括第二控制单元和至少一个电机；

所述中央处理器的第四端与所述第二控制单元的输入端连接，所述中央处理器用于根据对比结果发出控制信息至所述第二控制单元；

所述第二控制单元与所述电机连接，所述第二控制单元用于根据所述控制信息控制所述电机的运转状态。

可选地，所述机床还包括至少一个加工轴；所述加工轴与所述电机对应设置；

所述电机与所述加工轴连接，所述电机用于根据所述控制信息带动所述加工轴运转。

可选地，所述中央处理器还包括第三通信单元，所述机床还包括第四通信单元；

所述中央处理器的第四端通过所述第三通信单元和所述第四通信单元与所述第二控制单元的输入端连接。

可选地，所述检测模块包括激光传感器和第三控制单元；

所述激光传感器的输出端与所述第三控制单元的输入端电连接，所述第三控制单元的输出端与所述中央处理器的第一端连接，所述激光传感器用于检测所述工件的位置，所述第三控制单元用于根据所述工件的位置确定所述工件到达预设位置时，发出检测信息至所述中央处理器。

可选地，所述图像采集单元包括工业相机。

本实用新型通过在机床的机头处设置图像采集模块，工件在完成第一次加工后，图像采集模块采集工件的图像信息，并将采集到的图像信息发送至中央处理器，中央处理器将图像信息与预设图像信息进行对比，在工件的图像信息与预设图像信息不符时，中央处理器根据对比结果可以发出控制信息至机床，机床就会根据控制信息对工件进行加工，直至中央处理器确定工件的图像信息与预设图像信息一致，从而实现了对加工后的工件进行自动测量、自动校正，有利于提高工件的加工精度。并且，图像采集模块在接收到启动信息时才会采集工件的图像信息，图像采集模块在未接收到启动信息时处于关闭或待机状态，从而可以降低功耗，达到节约成本的效果。本实用新型解决了人工测量和人工操作机床加工效率较低，而且误差较大，导致加工精度较低的问题，实现了自动测量工件，自动校正工件尺寸，达到了提高工件加工精度的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种工件加工控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的又一种工件加工控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种工件加工控制系统的结构示意图，参见图1，工件加工控制系统包括：机床100、图像采集模块200、中央处理器300和检测模块400；图像采集模块200位于机床100的机头上，图像采集模块200与机床100的加工平面相对应；检测模块400与中央处理器300的第一端连接，中央处理器300的第二端与图像采集模块200的控制端连接，检测模块400用于检测到第一次加工完成的工件到达预设位置时，发出检测信息至中央处理器300，中央处理器300用于在接收到检测信息时，发出启动信息至图像采集模块200的控制端，图像采集模块200用于根据启动信息采集第一次加工完成的工件的图像信息；图像采集模块200的输出端与中央处理器300的第三端连接，机床100与中央处理器300的第四端连接，中央处理器300用于将图像信息与预设图像信息进行对比，根据对比结果发出控制信息至机床100，机床100用于根据控制信息对工件进行加工。

其中，机床100的机头上安装有刀具，刀具可以对加工平面上的工件进行加工，通过将图像采集模块200安装在机床100的机头上，无需使用立柱对图像采集模块200进行支撑，达到了可靠固定图像采集模块200的效果，还节约了成本；而且相比于安装在机床100的床身上，将图像采集模块200安装在机头上，可以方便将图像采集模块200与加工平面向对应，从而便于图像采集模块200与加工平面上的工件相对应，便于采集工件的图像信息。

具体地，工件在完成第一次加工后，将工件移动到预设位置，预设位置例如为工件测量的位置，也即第二次加工的位置，同时中央处理器300控制机床100移动到工件测量的位置，当工件移动到预设位置时，检测模块400就会检测到工件的位置，检测模块400就会获知工件到达预设位置，检测模块400就会发出检测信息至中央处理器300，中央处理器300在接收到检测信息后，就会发出启动信息，控制图像采集模块200启动，图像采集模块200采集工件的图像信息，并将采集到的图像信息发送至中央处理器300，中央处理器300将图像信息与预设图像信息进行对比，预设图像信息可以是预先存储的工件的标准图像信息，在工件的图像信息与预设图像信息不符时，中央处理器300根据对比结果可以发出控制信息至机床100，机床100就会根据控制信息对工件进行加工，直至中央处理器300确定工件的图像信息与预设图像信息一致。示例性的，当工件的图像信息的X轴的尺寸大于预设图像信息的X轴的尺寸时，中央处理器300就会发出控制机床100的X轴运动的控制信息，使得机床100的刀具沿X轴方向进行切割，使得工件的图像信息与预设图像信息一致，实现了对工件尺寸的校正，使得加工后的工件满足加工条件，从而实现了对加工后的工件进行自动测量、自动校正，有利于提高工件的加工精度，有利于提高工件形状精度，实现工件的圆弧、尖角、直角和拐角等形状的加工。

并且，图像采集模块200在接收到启动信息时才会采集工件的图像信息，图像采集模块200在未接收到启动信息时处于关闭或待机状态，从而可以降低功耗，达到节约成本的效果。

其中，工件的图像信息的X轴例如与机床100的X轴为同一方向，且工件的图像信息的X轴与预设图像信息的X轴为同一方向。此外，工件的图像信息的Y轴、预设图像信息的Y轴和机床100的Y轴为同一方向，工件的图像信息的Z轴、预设图像信息的Z轴和机床100的Z轴为同一方向。机床100例如为U6/U3线切割机床，也可以是其他类型或型号的机床，此处并不进行限定。

其中，中央处理器300例如为上位机，也可以是其他器件，此处并不进行限定。

本实施例的技术方案，通过在机床的机头处设置图像采集模块，工件在完成第一次加工后，图像采集模块采集工件的图像信息，并将采集到的图像信息发送至中央处理器，中央处理器将图像信息与预设图像信息进行对比，在工件的图像信息与预设图像信息不符时，中央处理器根据对比结果可以发出控制信息至机床，机床就会根据控制信息对工件进行加工，直至中央处理器确定工件的图像信息与预设图像信息一致，从而实现了对加工后的工件进行自动测量、自动校正，有利于提高工件的加工精度。并且，图像采集模块在接收到启动信息时才会采集工件的图像信息，图像采集模块在未接收到启动信息时处于关闭或待机状态，从而可以降低功耗，达到节约成本的效果。本实施例的技术方案解决了人工测量和人工操作机床加工效率较低，而且误差较大，导致加工精度较低的问题，实现了自动测量工件，自动校正工件尺寸，达到了提高工件加工精度的效果。

在上述实施方案的基础上，图2是本实用新型实施例提供的又一种工件加工控制系统的结构示意图，可选地，参见图2，检测模块400包括激光传感器410和第三控制单元420；激光传感器410的输出端与第三控制单元420的输入端电连接，第三控制单元420的输出端与中央处理器300的第一端连接，激光传感器410用于检测工件的位置，第三控制单元420用于根据工件的位置确定工件到达预设位置时，发出检测信息至中央处理器300。

具体地，激光传感器410可以实时检测工件的位置，并将检测到的位置发送至第三控制单元420，第三控制单元420将获取的工件的位置与预设位置进行对比，当工件的位置与预设位置相同时，表明工件到达预设位置处，第三控制单元420就会发出检测信息至中央处理器300，中央处理器300在接收到检测信息后，就会获知工件到达预设位置处，中央处理器300就会发出启动信息，控制图像采集模块200采集工件的图像信息。

可选地，参见图2，图像采集模块200包括触发单元210和图像采集单元220；中央处理器300的第二端与触发单元210的第一端连接，触发单元210的第二端与图像采集单元220的控制端电连接，中央处理器300用于在接收到检测信息时，发出启动信息至触发单元210，触发单元210用于根据启动信息控制图像采集单元220采集工件的图像信息；图像采集单元220的输出端为图像采集模块200的输出端。

具体地，触发单元210例如包括触发开关，中央处理器300在接收到检测信息时，发出启动信息至触发单元210，触发单元210闭合，从而控制图像采集单元220开始工作，图像采集单元220就会采集工件的图像信息，并将图像信息发送至中央处理器300。通过利用触发单元210控制图像采集单元220是否采集工件图像，使得在触发单元210未闭合时，图像采集单元220处于关闭或待机状态，从而可以降低功耗，达到节约成本的效果。

可选地，图像采集单元220包括工业相机。

具体地，图像采集单元220可以包括工业相机，工业相机例如可以是电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)相机，也可以是互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)相机，优选地，工业相机为CCD相机，CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、抗震动和抗撞击的特性，所以采用CCD相机可以更准确的采集工件的图像信息，提高测量的精度。并且CCD相机的摄像头可以正对机床100的加工平面，方便采集加工平面上的工件的图像信息。

可选地，参见图2，图像采集模块200还包括第一控制单元230；图像采集单元220的输出端与第一控制单元230的输入端连接，第一控制单元230用于将工件的图像信息转换为三维数字信号。

具体地，第一控制单元230可以获取图像采集模块200采集的工件的图像信息，并把图像信息转换为三维数字信息，便于将三维数字信息发送至中央处理器300，使得中央处理器300可以将三维数字信息与预设图像信息对应的三维模型进行对比，示例性的，可以将工件的X轴、Y轴和Z轴分别与三维模型的X轴、Y轴和Z轴进行对比，便于控制机床100的X轴、Y轴和Z轴的运动，从而便于机床100对工件进行二次加工，便于得到符合加工要求的工件。

示例性的，中央处理器300可以提取三维数字信号的坐标信息，还可以将预设图像信息对应的三维模型转换为网格化的目标测量点云，便于提取三维模型的特征信息，从而便于将三维数字信号与三维模型进行对比。

可选地，参见图2，中央处理器300包括对比单元310；对比单元310的输入端与第一控制单元230的输出端连接，对比单元310用于将三维数字信号与预设图像信息对应的三维模型进行对比，并将对比结果发送至机床100。

具体地，第一控制单元230将三维数字信号发送至对比单元310，对比单元310将三维数字信号与三维模型进行对比，示例性的，可以将工件的X轴、Y轴和Z轴分别与三维模型的X轴、Y轴和Z轴进行对比，便于控制机床100的X轴、Y轴和Z轴的运动，从而便于机床100对工件进行再次加工，便于得到符合加工要求的工件。

可选地，参见图2，图像采集模块200还包括第一通信单元240，中央处理器300还包括第二通信单元320；对比单元310的输入端通过第一通信单元240和第二通信单元320与第一控制单元230的输出端连接。

具体地，第一控制单元230可以将工件的图像信息对应的三维数字信号发送至第一通信单元240，第一通信单元240与第二通信单元320通信连接，从而将三维数字信号发送至第二通信单元320，对比单元310可以从第二通信单元320获取工件的三维数字信号。示例性的，第一通信单元240与第二通信单元320的类型相同，例如第一通信单元240为RS485通信单元，则第二通信单元320也为RS485通信单元；例如第一通信单元240为蓝牙通信单元，则第二通信单元320也为蓝牙通信单元，从而使得第一控制单元可以将工件的三维数字信息发送至对比单元310。

可选地，参见图2，机床100包括第二控制单元110和至少一个电机120；中央处理器300的第四端与第二控制单元110的输入端连接，中央处理器300用于根据对比结果发出控制信息至第二控制单元110；第二控制单元110与电机120连接，第二控制单元110用于根据控制信息控制电机120的运转状态。

具体地，中央处理器300将工件的图像信息与预设图像信息进行对比，并根据对比结果发出控制信息至第二控制单元110，例如，中央处理器300根据工件的图像信息与预设图像信息的X轴方向的尺寸差值控制X轴方向的电机120运转，其他轴方向的电机120不运转，使得刀具沿X轴方向进行切割；或者，当工件的图像信息与预设图像信息的Y轴方向的尺寸存在差值时，中央处理器300根据Y轴方向的尺寸差值控制Y轴方向的电机120运转，X轴和Z轴方向的电机120不运转；或者，当工件的图像信息与预设图像信息的Z轴方向的尺寸存在差值时，中央处理器300根据Z轴方向的尺寸差值控制Z轴方向的电机120运转，X轴和Y轴方向的电机120不运转，从而完成对工件的加工。

可选地，参见图2，机床100还包括至少一个加工轴130；加工轴130与电机120对应设置；电机120与加工轴130连接，电机120用于根据控制信息带动加工轴130运转。

具体地，机床100例如可以包括X轴方向的加工轴130、Y轴方向的加工轴130和Z轴方向的加工轴130，电机120可以带动加工轴130运转，从而带动刀具对工件进行切割，使得工件的图像信息与预设图像信息一致，从而实现对工件尺寸的校正，使得加工后的工件满足加工条件。

可选地，参见图2，中央处理器300还包括第三通信单元330，机床100还包括第四通信单元140；中央处理器300的第四端通过第三通信单元330和第四通信单元140与第二控制单元110的输入端连接。

具体地，中央处理器300可以将控制信息发送至第三通信单元330，第三通信单元330可以与第四通信单元140进行通信，从而将控制信息发送至第四通信单元140，第二控制单元110就可以从第四通信单元140获取控制信息，从而根据控制信息控制电机120的运转状态，从而实现对工件的二次加工，便于得到符合加工条件的工件。示例性的，第三通信单元330与第四通信单元140的类型相同，例如第三通信单元330为RS485通信单元，则第四通信单元140也为RS485通信单元；例如第三通信单元330为蓝牙通信单元，则第四通信单元140也为蓝牙通信单元，从而使得中央处理器300可以将控制信息发送至机床100的第二控制单元110。

需要说明的是，图2中只示出了包括一个电机120和一个加工轴130的情况，但并不进行限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种工件加工控制系统，其特征在于，包括：机床、图像采集模块、中央处理器和检测模块；所述图像采集模块包括触发单元和图像采集单元；所述图像采集单元包括工业相机；所述检测模块包括激光传感器；

所述图像采集模块位于所述机床的机头上，所述图像采集模块与所述机床的加工平面相对应；

所述检测模块与所述中央处理器的第一端连接，所述中央处理器的第二端与所述图像采集模块的控制端连接，所述检测模块用于检测到第一次加工完成的工件到达预设位置时，发出检测信息至所述中央处理器，所述中央处理器用于在接收到所述检测信息时，发出启动信息至所述图像采集模块的控制端，所述图像采集模块用于根据所述启动信息采集第一次加工完成的工件的图像信息；

所述图像采集模块的输出端与所述中央处理器的第三端连接，所述机床与所述中央处理器的第四端连接，所述中央处理器用于将所述图像信息与预设图像信息进行对比，根据对比结果发出控制信息至所述机床，所述机床用于根据所述控制信息对所述工件进行加工。

2.根据权利要求1所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述中央处理器的第二端与所述触发单元的第一端连接，所述触发单元的第二端与所述图像采集单元的控制端电连接，所述中央处理器用于在接收到所述检测信息时，发出启动信息至所述触发单元，所述触发单元用于根据所述启动信息控制所述图像采集单元采集所述工件的图像信息；

所述图像采集单元的输出端为所述图像采集模块的输出端。

3.根据权利要求2所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括第一控制单元；

所述图像采集单元的输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一控制单元用于将所述工件的图像信息转换为三维数字信号。

4.根据权利要求3所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述中央处理器包括对比单元；

所述对比单元的输入端与所述第一控制单元的输出端连接，所述对比单元用于将所述三维数字信号与所述预设图像信息对应的三维模型进行对比，并将对比结果发送至所述机床。

5.根据权利要求4所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括第一通信单元，所述中央处理器还包括第二通信单元；

所述对比单元的输入端通过所述第一通信单元和所述第二通信单元与所述第一控制单元的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述机床包括第二控制单元和至少一个电机；

所述中央处理器的第四端与所述第二控制单元的输入端连接，所述中央处理器用于根据对比结果发出控制信息至所述第二控制单元；

所述第二控制单元与所述电机连接，所述第二控制单元用于根据所述控制信息控制所述电机的运转状态。

7.根据权利要求6所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述机床还包括至少一个加工轴；所述加工轴与所述电机对应设置；

所述电机与所述加工轴连接，所述电机用于根据所述控制信息带动所述加工轴运转。

8.根据权利要求6所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述中央处理器还包括第三通信单元，所述机床还包括第四通信单元；

所述中央处理器的第四端通过所述第三通信单元和所述第四通信单元与所述第二控制单元的输入端连接。

9.根据权利要求1所述的工件加工控制系统，其特征在于，所述检测模块还包括第三控制单元；所述激光传感器的输出端与所述第三控制单元的输入端电连接，所述第三控制单元的输出端与所述中央处理器的第一端连接，所述激光传感器用于检测所述工件的位置，所述第三控制单元用于根据所述工件的位置确定所述工件到达预设位置时，发出检测信息至所述中央处理器。

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