CN218657967U - 一种基于视觉识别的刀库装置及精雕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于视觉识别的刀库装置及精雕机，所述刀库装置包括机架、设置在所述机架上的刀库以及设置在所述机架上用于检测刀库中刀柄的视觉检测机构，其中，所述视觉检测机构包括设置在所述机架上的相机以及用于驱动所述相机沿着X轴方向运动的X轴检测驱动机构。该刀库装置通过视觉识别对刀柄的位置以及数量进行检测，检测范围广，且检测更加灵活，结构更加简单，避免了过多感应器带来的不稳定性，实现了高速、高稳定性的刀柄检测。

Description

一种基于视觉识别的刀库装置及精雕机

技术领域

本实用新型涉及金属加工设备技术领域，具体涉及一种基于视觉识别的刀库装置及精雕机。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。精雕机是数控机床的一种，可对金属或非金属板材进行切割、打孔、雕刻等加工，精雕机具有运行稳定可靠、加工质量好、效率高、操作简单、维护方便等特点。

现有技术中，数控机床所配备的刀库，检测刀柄的方式都是通过感应器检测。例如，授权公告号为CN215395168U的实用新型专利公开了一种超长铰刀的储放架，包括支架、横杆和自锁机构；其中，横杆设置有上下贯穿的卡槽，卡槽用于容置刀体，卡槽的顶部用于支撑刀柄，卡槽的侧面具有槽口，槽口用于容置刀体进入卡槽；所述自锁机第一杆、动力件、重力感应器和控制器，重力感应器设置在卡槽上方，重力感应器用于感应刀柄，重力感应器和动力件之间通过控制器电连接，控制器用于接收重力感应器的感应信号并对动力件发出动作信号。本实用新型的一种超长铰刀的储放架，能够有效固定超长铰刀，避免超长铰刀掉落损坏。但是，上述储放架仍存在以下不足：

在机床加工的车间以及在加工工件时，储放架在使用过程中，处于一个非常恶劣的环境，重力感应器容易损坏，导致储放架的整体稳定性比较差，每个卡槽对应一个刀柄，每个卡槽上方均设置一个重力感应器，当储放架上的重力感应器数量高达数十个，所带来的不稳定性就更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于视觉识别的刀库装置，该刀库装置通过视觉识别对刀柄的位置以及数量进行检测，检测范围广，且检测更加灵活，结构更加简单，避免了过多感应器带来的不稳定性，实现了高速、高稳定性的刀柄检测。

本实用新型的另一个目的在于提供一种包含上述刀库装置的精雕机。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种基于视觉识别的刀库装置，包括机架、设置在所述机架上的刀库以及设置在所述机架上用于检测刀库中刀柄的视觉检测机构，其中，所述视觉检测机构包括设置在所述机架上的相机以及用于驱动所述相机沿着X轴方向运动的X轴检测驱动机构。

上述基于视觉识别的刀库装置的工作原理是：

工作时，当机床完成换刀后，刀库退回原点；此时，相机对一个视野范围内的刀柄进行检测，通过图像来计算当前区域中的刀库在哪些位置有刀柄，哪些位置没有刀柄；该区域检测完成后，通过X轴检测驱动机构驱动相机在机架上沿着X轴方向运动，到达下一个区域，对刀库中的另一个为位置进行检测；重复上述步骤，直到刀库中所有位置检测完成。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述机架包括平台以及设置在平台上的横梁；其中，所述刀库设置在所述平台上，所述视觉检测机构设置在所述横梁上。通过设置上述结构，使得结构变得更加紧凑，将视觉检测机构设置在所述横梁上，相机检测时，直接朝下对刀库进行识别，识别刀库的范围更广。

优选地，所述相机与所述横梁之间设有用于引导所述相机在横梁上沿着X轴方向运动的X轴导向组件；所述X轴导向组件包括平行设置在横梁上的两条X轴导轨以及设置在所述相机上且与所述X轴导轨滑动配合的X轴滑块。通过设置X轴导向组件，可以使得相机在横梁上运动的更加稳定。

优选的，所述X轴滑块上设有箱体，所述相机安装在所述箱体内。通过设置箱体，更好地对相机进行固定，使得结构也变得比较紧凑。

优选地，所述X轴滑块与所述箱体之间设有连接板，所述连接板一侧与所述X轴滑块连接，另一侧与所述箱体连接。通过设置连接板，更好地将箱体固定在X轴滑块上。

优选地，所述X轴检测驱动机构包括设置在横梁上的X轴驱动电机、与所述X轴驱动电机的驱动轴连接的X轴丝杆以及设置在所述连接板上且与所述X轴丝杆配合的X轴丝杆螺母。通过设置上述结构，X轴驱动电机驱动X轴丝杆转动，带动X轴丝杆螺母在X轴丝杆上滑动，从而实现X轴滑块在X轴导轨上运动。

优选地，所述刀库包括底座以及设置在所述底座上的储刀架，所述储刀架上设有多个用于放置刀柄的卡槽；多个卡槽呈矩阵分布。通过设置上述结构，可以存放更多的刀柄，多个卡槽呈矩阵分布，使得刀柄呈直排分布，通过相机更加容易对刀柄进行识别，视野更加广泛，识别精度更高。

优选地，所述平台上设有用于驱动所述刀库沿着Y轴方向运动的Y轴驱动机构，所述Y轴驱动机构包括安装在所述平台上的Y轴驱动电机、与所述Y轴驱动电机的驱动轴连接的Y轴丝杆以及设置在所述底座下端且与所述Y轴丝杆配合的Y轴丝杆螺母。上述结构中，通过设置Y轴驱动电机驱动Y轴丝杆转动，带动Y轴丝杆螺母在Y轴丝杆上移动，从而实现底座在平台上移动，最终实现刀库的移动，当刀库沿着Y轴方向移动到换刀工位时，执行换刀步骤，然后刀库退回原点，相机可以对刀库进行检测。

优选地，所述底座与所述平台之间设有用于引导所述底座沿着Y轴方向运动的Y轴导向组件，所述Y轴导向组件包括平行设置在所述平台上的两条Y轴导轨以及设置在所述底座下端且与所述Y轴导轨滑动配合的Y轴滑块。通过设置Y轴导向组件，可以使得底座在平台上运动的更加稳定，从而保证了刀库运动的稳定性。

一种精雕机，包括上述基于视觉识别的刀库装置。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型中的基于视觉识别的刀库装置，通过相机对一个视野范围内的刀柄位置以及数量进行检测；通过X轴检测驱动机构驱动相机在机架上沿着X轴方向运动，可以对刀库中的每个区域进行检测，检测范围广，且检测更加灵活；只需一个相机可以对整个刀库进行检测，结构更加简单，避免了过多感应器带来的不稳定性，实现了高速、高稳定性的刀柄检测。

2、本实用新型中的基于视觉识别的刀库装置，通过相机来检测刀柄，相比感应器，准确性更高，且相机不易损坏，维护成本低。

附图说明

图1-图3为本实用新型中的一种基于视觉识别的刀库装置的一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为侧视图，图3为立体图。

图4-图5为本实用新型中的视觉检测机构省去部分结构的结构示意图，其中，图4为立体图，图5为主视图。

图6为本实用新型中的视觉检测机构省去部分结构的立体结构示意图。

图7为本实用新型中的平台、刀库、Y轴驱动机构以及Y轴导向组件的立体结构示意图。

图8-图9为本实用新型中的刀库、Y轴驱动机构以及Y轴导向组件的结构示意图，其中，图8为立体图，图9为另一个视角方向的立体图。

图10-图11为本实用新型中的一种精雕机的结构示意图，其中，图10为侧视图，图11为立体图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

参见图1-图5，本实施例公开了一种基于视觉识别的刀库装置，包括机架1、设置在所述机架1上的刀库2以及设置在所述机架1上用于检测刀库2中刀柄3的视觉检测机构，其中，所述视觉检测机构包括设置在所述机架1上的相机4以及用于驱动所述相机4沿着X轴方向运动的X轴检测驱动机构5。

参见图1-图5，本实施例中的基于视觉识别的刀库装置，通过相机4对一个视野范围内的刀柄3位置以及数量进行检测；通过X轴检测驱动机构5驱动相机4在机架1上沿着X轴方向运动，可以对刀库2中的每个区域进行检测，检测范围广，且检测更加灵活；只需一个相机4可以对整个刀库2进行检测，结构更加简单，避免了过多感应器带来的不稳定性，实现了高速、高稳定性的刀柄3检测。

本实施例中的基于视觉识别的刀库装置，通过相机4来检测刀柄3，相比感应器，准确性更高，且相机4不易损坏，维护成本低。

参见图2-图3，所述机架1包括平台1-1以及设置在平台1-1上的横梁1-2；其中，所述刀库2设置在所述平台1-1上，所述视觉检测机构设置在所述横梁1-2上，所述横梁1-2为龙门架。通过设置上述结构，使得结构变得更加紧凑，将视觉检测机构设置在所述横梁1-2上，相机4检测时，直接朝下对刀库2进行识别，识别刀库2的范围更广。

参见图4-图6，所述相机4与所述横梁1-2之间设有用于引导所述相机4在横梁1-2上沿着X轴方向运动的X轴导向组件；所述X轴导向组件包括平行设置在横梁1-2上的两条X轴导轨6以及设置在所述相机4上且与所述X轴导轨6滑动配合的X轴滑块7。通过设置X轴导向组件，可以使得相机4在横梁1-2上运动的更加稳定。

参见图4-图6，所述X轴滑块7上设有箱体8，所述相机4安装在所述箱体8内。通过设置箱体8，更好地对相机4进行固定，使得结构也变得比较紧凑。

参见图4-图6，所述X轴滑块7与所述箱体8之间设有连接板9，所述连接板9一侧与所述X轴滑块7连接，另一侧与所述箱体8连接。通过设置连接板9，更好地将箱体8固定在X轴滑块7上。

参见图4-图6，所述X轴检测驱动机构5包括设置在横梁1-2上的X轴驱动电机5-1、与所述X轴驱动电机5-1的驱动轴连接的X轴丝杆5-2以及设置在所述连接板9上且与所述X轴丝杆5-2配合的X轴丝杆螺母5-3。通过设置上述结构，X轴驱动电机5-1驱动X轴丝杆5-2转动，带动X轴丝杆螺母5-3在X轴丝杆5-2上滑动，从而实现X轴滑块7在X轴导轨6上运动。

参见图4-图5，所述横梁1-2上设有安装架10，所述安装架10设有U型槽10-1，所述X轴导向组件与所述X轴检测驱动机构5均设置在所述U型槽10-1中，所述安装架10、X轴导向组件、X轴检测驱动机构5以及连接板9构成一个模组。其好处在于，更容易对模组进行安装，维修，可以实现整体拆卸检查，更加方便操作。

参见图7-图9，所述刀库2包括设置在平台1-1上的底座2-1以及设置在所述底座2-1上的储刀架2-2，所述储刀架2-2上设有多个用于放置刀柄3的卡槽2-3；多个卡槽2-3呈矩阵分布。通过设置上述结构，可以存放更多的刀柄3，多个卡槽2-3呈矩阵分布，使得刀柄3呈直排分布，通过相机4更加容易对刀柄3进行识别，视野更加广泛，识别精度更高。

参见图7-图9，所述平台1-1上设有用于驱动所述刀库2沿着Y轴方向运动的Y轴驱动机构11，所述Y轴驱动机构11包括安装在所述平台1-1上的Y轴驱动电机11-1、与所述Y轴驱动电机11-1的驱动轴连接的Y轴丝杆11-2以及设置在所述底座2-1下端且与所述Y轴丝杆11-2配合的Y轴丝杆螺母11-3。上述结构中，通过设置Y轴驱动电机11-1驱动Y轴丝杆11-2转动，带动Y轴丝杆螺母11-3在Y轴丝杆11-2上移动，从而实现底座2-1在平台1-1上移动，最终实现刀库2的移动，当刀库2沿着Y轴方向移动到换刀工位时，执行换刀步骤，然后刀库2退回原点，该原点为相机4向下正对的位置，相机4可以对刀库2进行检测。

参见图7-图9，所述底座2-1与所述平台1-1之间设有用于引导所述底座2-1沿着Y轴方向运动的Y轴导向组件，所述Y轴导向组件包括平行设置在所述平台1-1上的两条Y轴导轨12以及设置在所述底座2-1下端且与所述Y轴导轨12滑动配合的Y轴滑块13。通过设置Y轴导向组件，可以使得底座2-1在平台1-1上运动的更加稳定，从而保证了刀库2运动的稳定性。

参见图1-图5，上述基于视觉识别的刀库装置的工作原理是：

工作时，当机床完成换刀后，刀库2退回原点；此时，相机4对一个视野范围内的刀柄3进行检测，通过图像来计算当前区域中的刀库2在哪些位置有刀柄3，哪些位置没有刀柄3；该区域检测完成后，通过X轴检测驱动机构5驱动相机4在机架1上沿着X轴方向运动，到达下一个区域，对刀库2中的另一个为位置进行检测；重复上述步骤，直到刀库2中所有位置检测完成。

参见图10-图11，本实施例还公开了一种精雕机，包括上述基于视觉识别的刀库装置、设置在所述横梁1-2的用于加工的主轴15以及设置在平台1-1上的用于装夹工件的夹具16，所述主轴为四个，所述夹具16上在每个主轴15所对应的位置上设有用于吸附工件的吸附台。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，包括机架、设置在所述机架上的刀库以及设置在所述机架上用于检测刀库中刀柄的视觉检测机构，其中，所述视觉检测机构包括设置在所述机架上的相机以及用于驱动所述相机沿着X轴方向运动的X轴检测驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述机架包括平台以及设置在平台上的横梁；其中，所述刀库设置在所述平台上，所述视觉检测机构设置在所述横梁上。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述相机与所述横梁之间设有用于引导所述相机在横梁上沿着X轴方向运动的X轴导向组件；所述X轴导向组件包括平行设置在横梁上的两条X轴导轨以及设置在所述相机上且与所述X轴导轨滑动配合的X轴滑块。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述X轴滑块上设有箱体，所述相机安装在所述箱体内。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述X轴滑块与所述箱体之间设有连接板，所述连接板一侧与所述X轴滑块连接，另一侧与所述箱体连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述X轴检测驱动机构包括设置在横梁上的X轴驱动电机、与所述X轴驱动电机的驱动轴连接的X轴丝杆以及设置在所述连接板上且与所述X轴丝杆配合的X轴丝杆螺母。

7.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述刀库包括底座以及设置在所述底座上的储刀架，所述储刀架上设有多个用于放置刀柄的卡槽；多个卡槽呈矩阵分布。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述平台上设有用于驱动所述刀库沿着Y轴方向运动的Y轴驱动机构，所述Y轴驱动机构包括安装在所述平台上的Y轴驱动电机、与所述Y轴驱动电机的驱动轴连接的Y轴丝杆以及设置在所述底座下端且与所述Y轴丝杆配合的Y轴丝杆螺母。

9.根据权利要求7所述的一种基于视觉识别的刀库装置，其特征在于，所述底座与所述平台之间设有用于引导所述底座沿着Y轴方向运动的Y轴导向组件，所述Y轴导向组件包括平行设置在所述平台上的两条Y轴导轨以及设置在所述底座下端且与所述Y轴导轨滑动配合的Y轴滑块。

10.一种精雕机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的基于视觉识别的刀库装置。

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