一种基于图像检测的披锋去除系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于图像检测的披锋去除系统，包括依次设置的图像采集处理模块和披锋去除模块，以及安装于图像采集处理模块与披锋去除模块之下的传送机构；所述图像采集处理模块包括：相互正交的披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块、以及信息处理器；披锋轮廓信息处理模块设于传送机构的侧方；披锋厚度信息处理模块竖直向下设于传送机构正上方；信息处理器与披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块电气连接；所述披锋去除模块包括：二轴精密移动平台和与之连接安装的带动力头的刀具模块；二轴精密移动平台和刀具模块设于床送机构的侧方，且与信息处理器电气连接。本发明可智能进行图像检测识别披锋，进行披锋去除，提高生产效率。
【专利说明】一种基于图像检测的披锋去除系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及一种基于图像检测的披锋去除系统和方法。
【背景技术】
[0002]压铸件由于成型零件的性能较好，且可以大规模生产，因而广泛应用于消费电子，玩具模型及具有复杂结构精密零件领域。但是由于工艺的原因，成型零件一般会在凹凸模具的分型面和顶针等处形成大小和厚度不等的披锋，零件需要进行披锋去除加工。而在产品实际生产过程中耗费的工时较多，对产品的生产效率造成很大影响。目前，金属类压铸件的去披锋主要靠人工使用锉刀完成。针对特殊的工件可以使用特殊的去披锋模具进行专门的加工，需要专门定制去披锋模具，这种模具具有和要加工工件外形轮廓相同的刃口，通过合模过程刃口切削去除披锋。然而当需要加工的零件设计改变以后，模具也需要进行相应的改变才可使用，不满足现代柔性加工的需求。
[0003]不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图像检测的披锋去除系统和方法，智能进行图像检测识别披锋，进而进行披锋去除，大幅提闻生广效率。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种基于图像检测的披锋去除系统，包括依次设置的图像采集处理模块和披锋去除模块，以及安装于图像采集处理模块与披锋去除模块之下的传送机构；
[0007]所述图像采集处理模块包括:相互正交的披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块、以及信息处理器；披锋轮廓信息处理模块设于传送机构的侧方；披锋厚度信息处理模块竖直向下设于传送机构正上方；信息处理器与披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块连接；
[0008]所述披锋去除模块包括:二轴精密移动平台和与之连接安装的带动力头的刀具模块；二轴精密移动平台和刀具模块设于床送机构的侧方，且与信息处理器连接。
[0009]进一步的，所述披锋轮廓信息处理模块包括:相对设置于传送机构两侧的第一CXD工业摄像头和平行LED光源、以及与第一 CXD工业摄像头安装连接的第一精密移动平台。
[0010]进一步的，所述披锋厚度信息处理模块包括:竖直向下安装于传送机构正上方的第二 CXD工业摄像头和环形LED光源、以及与第二 CXD工业摄像头安装连接的第二精密移动平台。
[0011]本发明还公开了一种基于图像检测的披锋去除方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0012]SO1、取一个零件预先去除披锋作为标准零件，对标准零件加工面的图像进行处理，提取工件轮廓，保存并作为标准轮廓视图；
[0013]S02、在垂直加工面方向上对标准零件的图像进行处理，保存并作为标准垂直视图；
[0014]S03、送入需要进行去披锋的待加工零件，分别获取待加工零件的披锋轮廓视图和披锋厚度视图；
[0015]S04、根据SOl至S03获得的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径；
[0016]S05、根据S04获取的工艺参数和刀具路径信息对待加工零件进行去披锋处理；同时送入新的待加工零件。
[0017]进一步的,所述S04具体包括:
[0018]S041、将S03中获取的披锋轮廓视图和SOl获取的标准轮廓视图进行比对，计算所需进行去披锋处理的区域；将S03中获取的披锋厚度视图与S02中获取的标准垂直视图进行比对，识别出不同区域披锋的大小和厚度；
[0019]S042、根据S041获取的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径。
[0020]进一步的，所述S041具体包括:
[0021]S0411、将S03获取的待加工零件的披锋轮廓视图与SOl获取的标准轮廓视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋轮廓处理视图；对披锋轮廓处理视图建立坐标系，分别在平行于披锋面的方向上建立相互垂直的X轴和Y轴；
[0022]S0412、将S03获取的待加工零件的披锋厚度视图与S02获取的标准垂直视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋厚度处理视图；对披锋厚度处理视图建立坐标系，取垂直于披锋厚度的方向为X轴，取平行于披锋厚度的方向为Y轴。
[0023]进一步的,所述S042具体包括:
[0024]S0421、选取披锋厚度阈值，将披锋厚度处理视图在X轴上进行投影，得到各披锋段沿着Z轴方向的厚度和各段的开始和结束坐标区间；各段披锋具有不同的厚度；
[0025]S0422、对披锋轮廓处理视图，选取披锋高度阈值，分别将每一段披锋在Y轴上进行投影，得到各段披锋段在Y轴上的开始和结束坐标区间；
[0026]S0423、选取进给速度调整阈值，在SOl获取的标准轮廓视图中，计算出标准零件外部轮廓的刀具路径，作为基本路径；保留基本路径中上述X轴和Y轴区间内的加工路径，如果该段披锋厚度大于进给速度调整阈值，则该段采用慢进给速度，否则采用快进给速度；采用快进的方式连接各段加工路径之间不需要进行去披锋的区域，形成最终优化的刀具路径。
[0027]本发明所提供的一种基于图像检测的披锋去除系统和方法，具有以下优点:
[0028]智能进行图像检测识别披锋，进而进行披锋去除，大幅提闻生广效率；
[0029]能对外形不同的零件进行披锋去除，满足柔性加工的需求；
[0030]结构简单，生产成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本发明实施例提供的一种基于图像检测的披锋去除系统的结构示意图。
[0033]图2为披锋厚度处理视图。
[0034]图3为披锋轮廓处理视图。
[0035]附图标记说明:
[0036]1、传送机构2、图像采集处理模块
[0037]3、披锋去除模块4、第一 C⑶工业摄像头
[0038]5、第一精密移动平台 6、第二精密移动平台
[0039]7、第二 C⑶工业摄像头 8、环形LED光源
[0040]9、平行LED光源10、二轴精密移动平台
[0041]11、刀具模块
【具体实施方式】
[0042]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0043]实施例一
[0044]本实施例公开了一种基于图像检测的披锋去除系统，包括依次设置的图像采集处理模块2和披锋去除模块3，以及安装于图像采集处理模块2与披锋去除模块3之下的传送机构I ;
[0045]所述图像采集处理模块2包括:相互正交的披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块、以及信息处理器；披锋轮廓信息处理模块设于传送机构I的侧方；披锋厚度信息处理模块竖直向下设于传送机构I正上方；信息处理器与披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块连接；
[0046]所述披锋去除模块3包括:二轴精密移动平台10和与之连接安装的带动力头的刀具模块11; 二轴精密移动平台10和刀具模块11设于床送机构的侧方，且与信息处理器连接。
[0047]传送机构I用于将待加工的零件有序地逐个传送到图像采集处理模块2和披锋去除模块3，而传送机构I优选为传送带。
[0048]图像采集处理模块2则用于对零件的影像进行视像识别，并判断出披锋的厚度和轮廓信息。其中披锋轮廓信息处理模块用于识别并判断披锋的轮廓信息，而披锋厚度信息处理模块就用于识别并判断披锋的厚度信息。信息处理器会对披锋的轮廓和厚度信息进行处理，生成披锋去除的刀具路径和切削工艺参数，传递至披锋去除模块3。
[0049]披锋去除模块3在接收到信息处理器发出的刀具路径和切削工艺参数后，依照相关信息参数对零件进行披锋去除。披锋去除模块实际相当于一台精密的数控机床，能够根据指令作出精密的切削工作。切削过程中刀具模块11主要控制切削速度，承担主切削运动。而二轴精密移动平台10则在竖直与水平两个方向上带动刀具模块11做精密运动，从而可控制切削轨迹。二轴精密移动平台10承担切削的进给运动。
[0050]作为优选，所述披锋轮廓信息处理模块包括:相对设置于传送机构I两侧的第一CXD工业摄像头4和平行LED光源9、以及与第一 CXD工业摄像头4安装连接的第一精密移动平台5。所述披锋厚度信息处理模块包括:竖直向下安装于传送机构I正上方的第二 CCD工业摄像头7和环形LED光源8、以及与第二 CXD工业摄像头7安装连接的第二精密移动平台6。
[0051]第一精密移动平台5可带动第一 CXD工业摄像头4作精密的位移，从而调整第一C⑶工业摄像头4的视像识别位置，辅助视像识别达到最佳、最准确的成像效果。同理，第二精密移动平台6也可带动第二 CXD工业摄像头7作精密的位移以调整第二 CXD工业摄像头7的成像效果。
[0052]本发明基于图像检测的披锋去除系统的工作原理如下:
[0053]传送机构I上排列有多个待加工的零件，传送机构I将零件有序地逐个依次传送到图像采集处理模块2和披锋去除模块3。
[0054]当零件被送到图像采集处理模块2时，披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块分别识别出披锋的轮廓和披锋的厚度，并转化为信息传输到信息处理器。信息处理器会对披锋的轮廓和厚度信息进行处理计算，从而得出披锋去除的切削工艺参数和切削轨迹，再传输到披锋去除模块3。
[0055]然后零件被传送机构I传送至披锋去除模块3。披锋去除模块3在收到切削工艺参数和切削轨迹后，按照相关参数对零件的披锋进行去除切削。同时，下一个零件被送到图像采集处理模块2进行视像识别。
[0056]实施例二
[0057]本实施例公开了一种基于图像检测的披锋去除方法，包括以下步骤:
[0058]S01、取一个零件预先去除披锋作为标准零件，对标准零件加工面的图像进行处理，提取工件轮廓，保存并作为标准轮廓视图；
[0059]S02、在垂直加工面方向上对标准零件的图像进行处理，保存并作为标准垂直视图；
[0060]S03、送入需要进行去披锋的待加工零件，分别获取待加工零件的披锋轮廓视图和披锋厚度视图；
[0061]S04、根据SOl至S03获得的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径；
[0062]S05、根据S04获取的工艺参数和刀具路径信息对待加工零件进行去披锋处理；同时送入新的待加工零件。
[0063]所述S04具体包括:
[0064]S041、将S03中获取的披锋轮廓视图和SOl获取的标准轮廓视图进行比对，计算所需进行去披锋处理的区域；将S03中获取的披锋厚度视图与S02中获取的标准垂直视图进行比对，识别出不同区域披锋的大小和厚度；
[0065]S042、根据S041获取的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径。
[0066]所述S041具体包括:
[0067]S0411、将S03获取的待加工零件的披锋轮廓视图与SOl获取的标准轮廓视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋轮廓处理视图；对披锋轮廓处理视图建立坐标系，分别在平行于披锋面的方向上建立相互垂直的X轴和Y轴，其中X轴为水平方向，Y轴为竖直方向；
[0068]S0412、将S03获取的待加工零件的披锋厚度视图与S02获取的标准垂直视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋厚度处理视图；对披锋厚度处理视图建立坐标系，取垂直于披锋厚度的方向为X轴，取平行于披锋厚度的方向为Z轴；
[0069]请参阅图2和图3，分别为披锋厚度处理视图和披锋轮廓处理视图。其中披锋轮廓处理视图中的阴影部分为需要去除的披锋材料。所述S042具体包括:
[0070]S0421、选取披锋厚度阈值，将披锋厚度处理视图在X轴上进行投影，得到各披锋段沿着Z轴方向的厚度和各段披锋在X轴上的开始和结束坐标区间；图2中分为厚度不同的4段披锋，其在X轴上的坐标区间分别为[X11，X21]、[X12，X22]、[X13，X23]、[X14，X24]，各段披锋具有不同的厚度。
[0071]S0422、对披锋轮廓处理视图，选取披锋高度阈值，分别将每一段披锋在Y轴上进行投影，得到各段披锋段在Y轴上的开始和结束坐标区间；对应图2，图3中分为轮廓不同的4段披锋，其在Y轴上的坐标区间分别为[Y11，Y21]、[Υ12，Υ22]、[Υ13，Υ23]、[Υ14，Υ24]。
[0072]S0423、选取进给速度调整阈值，在SOl获取的标准轮廓视图中，计算出标准零件外部轮廓的刀具路径，作为基本路径；保留基本路径中位于上述X轴和Y轴区间内的加工路径，即保留X轴坐标在[XII，X21]、[X12，X22]、[X13，X23]、[X14，X24]范围，Y轴坐标在[YlI, Y21]、[Y12，Y22]、[Y13，Y23]、[Y14，Y24]范围的加工路径。如果该段披锋厚度大于进给速度调整阈值，则该段采用慢进给速度，否则采用快进给速度；采用快进的方式连接各段加工路径之间不需要进行去披锋的区域，形成最终优化的刀具路径。
[0073]本发明所公开的一种基于图像检测的披锋去除系统和方法，能够智能进行图像检测识别披锋，进而进行披锋去除，大幅提高生产效率。识别能力强，能够对各种外形不同的零件进行披锋去除，满足柔性加工的需求。即使变更需要加工的零件，只要采用相应的零件作为标准零件即可。结构简单，生产成本低廉。
[0074]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种基于图像检测的披锋去除系统，其特征在于:包括依次设置的图像采集处理模块和披锋去除模块，以及安装于图像采集处理模块与披锋去除模块之下的传送机构； 所述图像采集处理模块包括:相互正交的披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块、以及信息处理器；披锋轮廓信息处理模块设于传送机构的侧方；披锋厚度信息处理模块竖直向下设于传送机构正上方；信息处理器与披锋轮廓信息处理模块和披锋厚度信息处理模块连接； 所述披锋去除模块包括:二轴精密移动平台和与之连接安装的带动力头的刀具模块；二轴精密移动平台和刀具模块设于床送机构的侧方，且与信息处理器连接。
2.根据权利要求1所述的基于图像检测的披锋去除系统，其特征在于，所述披锋轮廓信息处理模块包括:相对设置于传送机构两侧的第一 CXD工业摄像头和平行LED光源、以及与第一 CXD工业摄像头安装连接的第一精密移动平台。
3.根据权利要求1所述的基于图像检测的披锋去除系统，其特征在于，所述披锋厚度信息处理模块包括:竖直向下安装于传送机构正上方的第二 CXD工业摄像头和环形LED光源、以及与第二 CXD工业摄像头安装连接的第二精密移动平台。
4.一种基于图像检测的披锋去除方法，其特征在于，包括以下步骤:S01、取一个零件预先去除披锋作为标准零件，对标准零件加工面的图像进行处理，提取工件轮廓，保存并作为标准轮廓视图； S02、在垂直加工面方向上对标准零件的图像进行处理，保存并作为标准垂直视图； S03、送入需要进行去披锋的待加工零件，分别获取待加工零件的披锋轮廓视图和披锋厚度视图；S04、根据SOl至S03获得的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径； S05、根据S04获取的工艺参数和刀具路径信息对待加工零件进行去披锋处理；同时送入新的待加工零件，并对其重复S03至S04。
5.根据权利要求4所述的基于图像检测的披锋去除方法，其特征在于，所述S04具体包括: S041、将S03中获取的披锋轮廓视图和SOl获取的标准轮廓视图进行比对，计算所需进行去披锋处理的区域；将S03中获取的披锋厚度视图与S02中获取的标准垂直视图进行比对，识别出不同区域披锋的大小和厚度； S042、根据S041获取的信息，选取对应区域的切削速度等工艺参数，自动生成及优化将要去披锋加工的刀具路径。
6.根据权利要求5所述的基于图像检测的披锋去除方法，其特征在于，所述S041具体包括: 50411、将S03获取的待加工零件的披锋轮廓视图与SOl获取的标准轮廓视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋轮廓处理视图；对披锋轮廓处理视图建立坐标系，分别在平行于披锋面的方向上建立相互垂直的X轴和Y轴； 50412、将S03获取的待加工零件的披锋厚度视图与S02获取的标准垂直视图进行图像相减，进行削波处理，得到披锋厚度处理视图；对披锋厚度处理视图建立坐标系，取垂直于披锋厚度的方向为X轴，取平行于披锋厚度的方向为Y轴。
7.根据权利要求6所述的基于图像检测的披锋去除方法，其特征在于，所述S042具体包括: S0421、选取披锋厚度阈值，将披锋厚度处理视图在X轴上进行投影，得到各披锋段沿着Z轴方向的厚度和各段披锋在X轴上的开始和结束坐标区间；各段披锋具有不同的厚度； S0422、对披锋轮廓处理视图，选取披锋高度阈值，分别将每一段披锋在Y轴上进行投影，得到各段披锋段在Y轴上的开始和结束坐标区间； S0423、选取进给速度调整阈值，在SOl获取的标准轮廓视图中，计算出标准零件外部轮廓的刀具路径，作为基本路径；保留基本路径中位于所述X轴和Y轴坐标区间内的加工路径，如果该段披锋厚度大于进给速度调整阈值，则该段采用慢进给速度，否则采用快进给速度；采用快进的方式连接各段加工路径之间不需要进行去披锋的区域，形成最终优化的刀具路径。
【文档编号】B23D79/00GK104289767SQ201410458009
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】梁济民, 王映品, 张弓, 陈贤帅 申请人:广州中国科学院先进技术研究所