欧宝体育下载app苹果版:数控机床视觉定位系统和方法与流程

来源:欧宝体育网络网址 作者:欧宝体育平台下载

  导航:X技术最新专利机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术

  1.本发明涉及数控机床视觉定位技术领域,具体地,涉及一种数控机床视觉定位系统和方法。

  2.数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床,其数控装置经运算处理后,由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。在上述加工的过程中,机床需要对待加工零件的位置进行定位,之后将机床的机头移动到定位的位置,从而对待加工零件进行精确地加工。

  3.专利文献cn107160241a(申请号:cn2.8)公开了一种基于数控机床的视觉定位系统及方法,定位系统包括用于对待加工零件进行定位的光学定位机构,以及用于对产品进行加工的机头组件,机头组件设置在光学定位机构的后方并与之信号连接;光学定位机构具体包括可开合的保护盒,及设置在保护盒内部的光学定位设备。定位方法的步骤包括:a:通过光学定位设备对标准待加工零件拍摄后进行图像处理,获得模板图片;b:从模板图片中提取标准待加工零件的特征信息;c:通过光学定位设备对待加工零件拍摄,获得实际图片;d:将实际图片与特征信息进行匹配,从实际图片中获取待加工零件的位置信息;e:将所述位置信息发送给调节机构。

  4.在现有技术中,机床对待加工零件的定位方法主要为机械式的定位,通过设置导轨等机械部件,引导和限制机头的运动轨迹,从而将机头引导运动到待加工零件的位置,进行加工,现有技术具有以下缺陷:通过机械部件进行定位,其定位精度依赖于机械部件的准确性,调试过程较为繁琐,同时,随着机械部件的磨损及老化,会进一步地影响定位的精度。因此,现有技术还有待发展。

  5.针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种数控机床视觉定位系统和方法。

  7.连接相机模块:设置相机ip地址和端口号,通过工控机根据ip地址和端口号和相机进行连接;

  8.相机标定模块:对相机进行标定,获取相机的内参和外参,然后进行畸变矫正;

  10.加工模块:通过plc控制相机进行拍照,根据拍摄的图像获取待加工工件的位置信息,再通过plc控制机床对待加工工件进行加工。

  11.优选的,所述连接相机模块包括:设置待连接相机的型号,根据相机的型号设置相机的触发模式控制相机拍照,所述触发方式包括软触发和硬触发两种模式,所述软触发模式是软件通过发送指令触发相机拍照,所述硬触发模式是采用高电平触发相机拍照。

  12.优选的,所述相机标定模块包括:使用相机拍摄halcon标定板图像,将图像保存在默认路径下,通过相机拍摄的标定板图像对相机进行标定。

  13.优选的,所述模板匹配模块包括:通过设置模板序号训练多个不同的模板,将模板文件保存在指定的路径中,在训练模板时通过区域设置将感兴趣的区域截取出来,并将多余部分擦除掉,在模板创建完成后根据加工工件选择对应的模板进行模板匹配。

  14.优选的,所述通讯模块包括:获取图像后进行模板匹配找到工件坐标,通过相机标定参数将像素坐标转换成机床坐标,得到坐标后将产品的中心点坐标和旋转角度发送给plc。

  16.连接相机步骤:设置相机ip地址和端口号,通过工控机根据ip地址和端口号和相机进行连接;

  17.相机标定步骤:对相机进行标定,获取相机的内参和外参,然后进行畸变矫正;

  19.加工步骤:通过plc控制相机进行拍照,根据拍摄的图像获取待加工工件的位置信息,再通过plc控制机床对待加工工件进行加工。

  20.优选的,所述连接相机步骤包括:设置待连接相机的型号,根据相机的型号设置相机的触发模式控制相机拍照,所述触发方式包括软触发和硬触发两种模式,所述软触发模式是软件通过发送指令触发相机拍照,所述硬触发模式是采用高电平触发相机拍照。

  21.优选的,所述相机标定步骤包括:使用相机拍摄halcon标定板图像,将图像保存在默认路径下,通过相机拍摄的标定板图像对相机进行标定。

  22.优选的,所述模板匹配步骤包括:通过设置模板序号训练多个不同的模板,将模板文件保存在指定的路径中,在训练模板时通过区域设置将感兴趣的区域截取出来,并将多余部分擦除掉,在模板创建完成后根据加工工件选择对应的模板进行模板匹配。

  23.优选的,所述加工步骤包括:获取图像后进行模板匹配找到工件坐标,通过相机标定参数将像素坐标转换成机床坐标,得到坐标后将产品的中心点坐标和旋转角度发送给plc。

  25.(1)本发明通过采用相机标定,将由透镜形状的非理想特征造成的像点沿径向发生畸变,使用相机标定文件对图片进行畸变校正,从而实现像素坐标系和机床坐标系的转换;

  26.(2)本发明通过采用模板匹配定位的方式,在相机拍照完成后对图片进行模板匹配,从而能够快速精确的对工件进行定位。

  27.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

  29.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

  31.本发明在加工产品之前,通过视觉软件获取产品的模板轮廓,产品加工时在整个图像中搜索该模板轮廓,找到模板后,将该模板的中心坐标和旋转角度发送给机床进行加工。

  33.连接相机模块:设置相机ip地址和端口号,设置要连接相机的型号,工控机通过ip地址和端口号和相机进行连接,设置相机的触发模式控制相机拍照,触发方式有软触发和硬触发两种模式,软触发是软件通过发送指令触发相机拍照,硬触发是采用高电平触发相机拍照。

  34.相机标定模块:由于相机本身和透镜的影响产生形变,通常需要对相机进行标定,获取相机的内参和外参,然后矫正其畸变。使用相机拍摄halcon标定板图像,图像保存在默认路径下,通过相机拍摄的标定板图像对相机进行标定。

  35.获取以下相机标定板;所述相机标定板为平面标定板;所述相机标定板上设有若干个特征圆点,且所有特征圆点呈阵列分布;所述特征圆点中定义3个特征圆点为特定特征圆点,且所有特定特征圆点不在同一条直线上;定义任意两个特定特征圆点的连线穿过的特征圆点的数量为圆点数;所有的圆点数中至少存在2个圆点数不相同;将相机标定板置入相机视场,对相机标定板进行拍摄,得到多张标定图像;从标定图像中提取出特定特征圆点;以特定特征圆点为起点,按扩散的方式逐步实现标定图像中其余特征圆点的坐标匹配,得到标定数据;所述相机标定板中,特定特征圆点为圆环状,其中特定特征圆点的中心颜色和外圈颜色不同;所述从标定图像中提取出特定特征圆点具体包括:利用斑点检测算法从标定图像中提取所有特征圆点;定义特征圆点中,中心颜色和外圈颜色不同的特征圆点为特定特征圆点;计算任意两个特定特征圆点的连线穿过的特征圆点的数量,得到圆点数;根据所述圆点数对特定特征圆点进行区分。

  36.模板匹配模块:软件通过模板匹配的方式对待加工工件进行定位,通过设置模板序号可以训练多个不同的模板,模板文件会保存在指定的路径中,训练模板时需要通过区域设置将感兴趣的区域截取出来,将多余部分擦除掉,模板创建完成后可以根据加工的工件选择对应的模板进行模板匹配。

  37.通讯模块:plc控制相机进行拍照,获取图像后进行模板匹配找到工件坐标,通过相机标定参数将像素坐标转换成机床的坐标,得到坐标后将产品的中心点坐标和旋转角度发送给plc。plc控制机床对工件进行加工。

  38.根据本发明提供的数控机床视觉定位方法,如图1,包括如下步骤:连接相机步骤:设置相机ip地址和端口号,工控机通过ip地址和端口号和相机进行连接;相机标定步骤:对相机进行标定,获取相机的内参和外参,然后进行畸变矫正;模板匹配步骤:通过模板匹配的方式对待加工工件进行定位;加工步骤:通过plc控制相机进行拍照,根据拍摄的图像获

  39.所述连接相机步骤包括:设置待连接相机的型号,根据相机的型号设置相机的触发模式控制相机拍照,所述触发方式包括软触发和硬触发两种模式,所述软触发模式是软件通过发送指令触发相机拍照,所述硬触发模式是采用高电平触发相机拍照。所述相机标定步骤包括:使用相机拍摄halcon标定板图像,将图像保存在默认路径下,通过相机拍摄的标定板图像对相机进行标定。所述模板匹配步骤包括:通过设置模板序号训练多个不同的模板,将模板文件保存在指定的路径中,在训练模板时通过区域设置将感兴趣的区域截取出来,并将多余部分擦除掉,在模板创建完成后根据加工工件选择对应的模板进行模板匹配。所述加工步骤包括:获取图像后进行模板匹配找到工件坐标,通过相机标定参数将像素坐标转换成机床坐标,得到坐标后将产品的中心点坐标和旋转角度发送给plc。

  40.本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

  41.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

相关新闻