一种基于机器视觉的数控钻床系统的制作方法

本实用新型涉及数控加工技术领域，具体为一种基于机器视觉的数控钻床系统。

背景技术：

钻床是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。主要分为手动钻床、半自动钻床和全自动钻床。手动钻床可用于各种非高精度的加工，且加工耗时费力，工作强度大，目前，在工件加工领域，钻床主要采用的是以手动进钻为主的半自动钻床。这类半自动钻床需要工人掌握熟练的技能并测量工件钻孔位置以手动进钻，对于钻孔精度要求高的钻孔工作缺陷明显，且需要额外的工作进行测量和调整。全自动钻床主要用于生产线上，对一种形式的工件采用编程方式控制钻孔位置。此类钻床需要保证工件所在位置需严格一致，只适用于形状相对简单的工件的钻孔要求或者如毛皮、布料等的打孔等，很难用于对异形工件的加工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的数控钻床系统，以解决上述背景技术中提出的普通钻床需要保证工件所在位置需严格一致，只适用于形状相对简单的工件的钻孔的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于机器视觉的数控钻床系统，包括底座、背座、CCD支架、工件台和计算机，所述背座直立固定安装在底座上，所述计算机通过缆线和总线与底座和背座的内部电路相连接，所述背座上安装有气动升降台，所述气动升降台上设有气动管件，所述气动升降台上安装有电机，所述电机的下方安装有钻夹头，所述钻夹头上安装有钻头，所述CCD支架垂直安装于背座上，所述CCD支架的下方固定安装有CCD相机，所述工件台垂直安装在背座上，所述工件台由下至上分别安装有横向步进马达、纵向步进马达和置物平台，所述置物平台上固定安装有工件紧固台台体，所述工件紧固台台体上安装有工件夹具一和工件夹具二。

优选的，所述电机、 钻夹头、钻头和传动装置组成电钻系统，且电钻系统安装在气动升降台上。

优选的，所述CCD支架上设有固定槽；所述CCD相机可更换为CMOS相机。

优选的，所述工件紧固台台体、工件夹具一和工件夹具二组成工件紧固系统，且工件紧固系统安装在置物平台上。

优选的，所述置物平台与横向步进马达和纵向步进马达传动连接，所述置物平台横向和纵向可自由移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型数控钻床系统用于确定形状的钻孔加工，采用机器视觉方式比照CAD设计确定零件位置和钻孔位置，再通过移动双轴工件台横向和纵向位置，将钻孔点与钻头中心保持一致，最后驱动气动装置和钻机完成钻孔；可实现单孔和多孔加工；钻孔加工位置与零件摆放位置无关而只与零件形状有关，易于加工异形零件；可满足高精度的钻孔加工和自动化钻孔加工要求。

附图说明

图1为本实用新型一种基于机器视觉的数控钻床系统的结构示意图。

图中：1-底座、2-背座、3-计算机、4-气动升降台、5-CCD支架、6-工件台、7-电缆和总线、8-横向步进马达、9-纵向步进马达、10-工件紧固台台体、11-工件夹具一、12-工件夹具二、13-钻头、14-CCD相机、15-钻夹头、16-电机、17-气动管件、18-置物平台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：一种基于机器视觉的数控钻床系统，包括底座1、背座2、CCD支架5、工件台6和计算机3，背座2直立固定安装在底座1上，计算机3通过缆线和总线7与底座1和背座2的内部电路相连接，背座2上安装有气动升降台4，气动升降台4上设有气动管件17，气动升降台4上安装有电机16，电机16的下方安装有钻夹头15，钻夹头15上安装有钻头13，CCD支架5垂直安装于背座2上，CCD支架5的下方固定安装有CCD相机14，工件台6垂直安装在背座2上，工件台6由下至上分别安装有横向步进马达8、纵向步进马达9和置物平台18，置物平台18上固定安装有工件紧固台台体10，工件紧固台台体10上安装有工件夹具一11和工件夹具二12。

电机16、 钻夹头15、钻头13和传动装置组成电钻系统，且电钻系统安装在气动升降台4上，CCD支架5上设有固定槽；CCD相机14可更换为CMOS相机，工件紧固台台体10、工件夹具一11和工件夹具二12组成工件紧固系统，且工件紧固系统安装在置物平台18上，置物平台18与横向步进马达8和纵向步进马达9传动连接，置物平台18横向和纵向可自由移动。

具体使用方式：本实用新型工作中，

步骤一、CCD相机14与计算机3相连。

步骤二、横向步进马达8和纵向步进马达9与计算机3相连。

步骤三、标定CCD相机14，由计算机3控制CCD相机14采集标准件图像后，根据标准件尺寸信息完成CCD相机14标定，主要是确认CCD相机14形变、真实尺寸和图像像素间关系等。

步骤三、计算机3输入工件CAD图像。

步骤四、计算机3采集CCD相机14图像，采用机器视觉方法，根据CAD形状确认工件位置并由此计算钻孔位置。

步骤五、计算机3根据计算结果控制横向步进马达8和纵向步进马达9的转动进而推动置物平台18的横纵移动从而最终实现钻孔位置与钻头13中心的对齐。

步骤六、待钻孔位置与钻头13中心对齐后，由计算机3驱动气动升降台4的气动电磁阀控制气动升降平台4的移动完成钻孔加工。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。