一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，包括摄像头、PC机、运动控制卡及三轴运动平台，摄像头内置图像采集卡，该摄像头通过USB接口与所述的PC机相连，运动控制卡经以太网连接线与PC机连接并接收PC机传输的指令控制三轴运动平台运动，三轴运动平台与刀具连接，接收运动控制卡传输的指令控制刀具操作。与现有技术相比，本实用新型具有自动化、智能化的特点，提高了工作效率和准确性，可节省更多的空间和资源，为人们带来更多的便利和节省更多时间，具有极强的实用价值，可广泛推广应用。
【专利说明】一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于视觉对刀系统领域，尤其是涉及一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统。
【背景技术】
[0002]随着我国工业的迅猛发展，企业之间的竞争日益加剧。为了在竞争中赢得市场，企业需要不断提高生成效率，降低生成成本，提高产品质量。机械加工企业中的陈旧设备往往都是采用传统手工对刀的数控系统，存在着误差大、操作难度大、精度低、效率较低等诸多缺点。为了提高生成效率和产品质量，越来越多的企业从经济考虑，希望通过改造现有的落后设备来满足实际生产要求。
[0003]机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置:分CMOS和C⑶两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
[0004]可以说，装备了视觉对刀的开放式数控系统，运动控制灵活高效，它可以广泛应用在食品药品生产、机械加工、芯片制造等领域。将多轴运动控制与机器视觉结合将是今后在自动化研究领域的一项重要内容。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动化、智能化的基于开放式数控铣床的视觉对刀系统。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，该视觉对刀系统包括摄像头、PC机、运动控制卡及三轴运动平台，
[0008]所述的摄像头内置图像采集卡，该摄像头通过USB接口与所述的PC机相连，该PC机设置在控制柜内，
[0009]所述的运动控制卡经以太网连接线与PC机连接并接收PC机传输的指令控制三轴运动平台运动，
[0010]所述的三轴运动平台与刀具连接，接收运动控制卡传输的指令控制刀具操作，由安装在控制柜上的三轴滑槽、主轴电机、夹具组成，所述的三轴滑槽上连接有伺服电机及接近感应器，所述的摄像头在三轴滑槽内滑动。
[0011]所述的摄像头为工业(XD。
[0012]所述的摄像头设有I个或多个。
[0013]所述的运动控制卡为市售的Galil DMC_21x3。
[0014]所述的三轴滑槽包括沿X、Y、Z三个方向设置的X轴滑槽、Y轴滑槽及Z轴滑槽。
[0015]所述的X轴滑槽、Y轴滑槽及Z轴滑槽上均连接有接近感应器，其中两个确定零点位置，另一个作为限位开关。
[0016]所述的控制柜上还设有开关面板。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有自动化、智能化的特点，提高了工作效率和准确性，可节省更多的空间和资源，为人们带来更多的便利和节省更多时间，具有极强的实用价值，可广泛推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型在使用时的示意图。
[0020]图中，I为伺服电机、2A为X轴滑槽、2B为Y轴滑槽、2C为Z轴滑槽、3为接近传感器、4为(XD摄像头、5为控制柜、6为开关面板、7为主轴电机、8为夹具、9为工件、10为刀具。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0022]实施例
[0023]一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，结构如图1所示，主要包括CXD摄像头4、PC机、运动控制卡及三轴运动平台，CXD摄像头4内置图像采集卡，并且通过USB接口与PC机相连，运动控制卡为市售的Galil DMC-21x3,经以太网连接线与PC机连接并接收PC机传输的指令控制与刀具连接的三轴运动平台运动。
[0024]三轴运动平台的由安装在控制柜5上的三轴滑槽，具体是沿X、Y、Z三个方向设置的X轴滑槽2A、Y轴滑槽2B及Z轴滑槽2C，在X轴滑槽2A、Y轴滑槽2B及Z轴滑槽2C上连接有伺服电机I及接近感应器3，其中伺服电机I用于控制连接在X轴滑槽2A、Y轴滑槽2B及Z轴滑槽2C中的CXD摄像头4的位置，CXD摄像头4可以在三轴滑槽内自由滑动，三个接近感应器3中，两个用于确定零点位置，另一个作为限位开关。在控制柜5上还安装有开关面板6、主轴电机7、夹具8。
[0025]为更好的阐述视觉对刀的优点，现在就传统对刀方式一试切对刀进行简要说明，其使用方式如图2所示:
[0026]假设加工工件为规则六面体毛坯，要对刀到工件的几何中心，具体操作如下:
[0027]将工件9通过夹具8装在工作台上，装夹时，工件9的四个侧面都应留出对刀的位置。
[0028]启动主轴，让刀具10快速定位到靠近工件左侧面并预留一定安全距离的位置，然后降低速度移动至接近工件左侧。
[0029]靠近工件时改用微调操作，让刀具10沿X正方向慢慢接近工件左侧，使刀具恰好接触到工件左侧表面，然后将机床坐标系归零。
[0030]沿X正方向退刀，沿Y正方向进给，用同样方式让刀具刚好接触到工件前侧表面，然后将机床坐标系归零。
[0031]经过3次归零操作后，刀具加工零点已确定在六面体左前侧顶点处。由于毛坯尺寸已知，则将刀具向X、Y正方向上各移动毛坯长、宽的一半，此时刀具恰好位于毛坯几何中心的正上方。
[0032]在加工时，CXD摄像头4安置在夹具8的上方以及右侧，并以安装位置不会干涉刀具进给运动为前提，在固定好CCD摄像头4后，可以得到摄像头视野中心距离机械零点的位置，设其为(X，Y，Z)。
[0033]在三轴运动平台上设有限位开关确保步进电机的安全可靠性，防止三轴运动平台的损坏，此外还有自检报警等保护措施。
【权利要求】
1.一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，该视觉对刀系统包括摄像头、PC机、运动控制卡及三轴运动平台， 所述的摄像头内置图像采集卡，该摄像头通过USB接口与所述的PC机相连，该PC机设置在控制柜内， 所述的运动控制卡经以太网连接线与PC机连接并接收PC机传输的指令控制三轴运动平台运动， 所述的三轴运动平台与刀具连接，接收运动控制卡传输的指令控制刀具操作，由安装在控制柜上的三轴滑槽、主轴电机、夹具组成，所述的三轴滑槽上连接有伺服电机及接近感应器，所述的摄像头在三轴滑槽内滑动。
2.根据权利要求1所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的摄像头为工业(XD。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的摄像头设有I个或多个。
4.根据权利要求1所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的运动控制卡为市售的Galil DMC-21x3。
5.根据权利要求1所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的三轴滑槽包括沿X、Y、Z三个方向设置的X轴滑槽、Y轴滑槽及Z轴滑槽。
6.根据权利要求5所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的X轴滑槽、Y轴滑槽及Z轴滑槽上均连接有接近感应器，其中两个确定零点位置，另一个作为限位开关。
7.根据权利要求1所述的一种基于开放式数控铣床的视觉对刀系统，其特征在于，所述的控制柜上还设有开关面板。
【文档编号】B23Q17/22GK203973303SQ201420307879
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】闫娟, 张宏, 龚佩玺, 夏东东 申请人:上海工程技术大学