一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置的制作方法

1.本发明涉及数控车床加工技术领域，更具体地说，涉及一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置。


背景技术：

2.机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分cmos和ccd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，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；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。随着时代的发展，机器视觉也应用到了数控机床展中，现有技术cn104190963b公开了一种基于机器视觉的数控车床对刀装置及对刀方法，通过相机采集数控车床上安装的车刀的数字图像，数字图像传送至处理器，处理器识别各把车刀刀尖点，并把计算出的刀偏值写入车床数控系统，无需试切或接触测量，快速完成对刀；同时，还能够监测刀具的磨损和破损，实现刀具磨损量的补偿和刀具破损报警，防止意外事故和避免不必要的损失，其使用方便、工作效率高，具有推广应用的价值。但是该装置还存在不足之处在于，由于该装置中相机固定，图像采集范围有限，导致实用性较差，同时该装置结构简单，功能较为单一，鉴于此，我们提出一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置。


技术实现要素：

3.1.要解决的技术问题
4.本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.2.技术方案
6.一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置，包括数控铣床主体，数控铣床主体的中部顶面安装固定有固定座，固定座的中部装配有对刀仪，数控铣床主体的顶面设有安全罩，安全罩的内侧连接固定有u型导轨，u型导轨的下侧设有移动架，移动架的下端设有摄像头。
7.优选的，u型导轨的底面开设有呈u型结构的导槽，导槽的上端内壁连接固定有u型齿条；移动架的外壁与导槽的内壁滑动配合，移动架的顶面安装固定有电机b，电机b的输出端连接固定有转轴，转轴的上端外壁套接固定有与u型齿条啮合传动的传动轮，转轴下端外壁穿过移动架顶面延伸至下部并连接固定有不完全锥齿轮。
8.优选的，摄像头与移动架侧壁连接固定，摄像头的前端转动连接有弧型刮板，弧型刮板的内壁与摄像头的前端外壁摩擦接触，弧型刮板的右端连接固定有转动杆，转动杆的外壁呈对称结构连接固定有两个锥齿轮，锥齿轮与不完全锥齿轮啮合传动。
9.优选的，固定座的顶面中心处开设有一个定位腔，固定座的顶面围绕着定位腔呈
环形结构均匀开设有多个t型槽和多个限位槽，多个限位槽分别间隔分布于相邻的两个t型槽的中心线处，t型槽的内壁均滑动配合有移动框，其中几个移动框的内侧端面连接固定有间隔分布的抵接头，抵接头的内端与对刀仪的下端外壁摩擦接触；固定座的前壁贯穿转动连接有螺纹杆，螺纹杆的外壁与其中一个移动框的下端外壁螺纹连接，固定座的上侧呈环形结构设有多个v型杆，v型杆的两端外壁分别与相邻两个移动框的内壁滑动配合，v型杆的中部底面连接固定有导杆，导杆的外壁与限位槽的内壁滑动配合。
10.优选的，t型槽、限位槽与v型杆的数量是相同的，抵接头的个数至少为三个。
11.优选的，固定座的上端设有防护组件，防护组件包括呈对称结构设置的两个防护罩，两个防护罩相邻一侧的底面均连接固定有齿轮，两个齿轮相啮合，齿轮通过销轴与固定座侧壁转动连接，其中一个齿轮通过销轴连接固定有电机a。
12.优选的，数控铣床主体的前端顶面开设有滑槽，数控铣床主体上端前壁开设有卡槽，安全罩的左端底面连接固定有滑块，滑块的外壁与滑槽的内壁滑动配合，滑块的右壁连接固定有弹簧，弹簧另一端与滑槽的内壁连接固定，安全罩的上端前壁开设有卡块槽。
13.优选的，卡块槽的内壁滑动配合有卡块，卡块的前端通过拉簧与卡块槽的内壁连接固定，卡块的后端左壁开设有斜面，卡块的后端外壁与卡槽的内壁活动卡接，卡块前端连接固定有拉杆。3.有益效果
14.相比于现有技术，本发明的优点在于：
15.1、通过设置电机b及u型导轨，可以使得移动架连接的摄像头可以改变位置，从而在加工中可以根据需要调节摄像头的位置，从而得到不同位置刀具及加工件的图像，从而提高实用性。
16.2、通过设置对刀仪，可以进行快速对刀，通过设置防护组件，可以对对刀仪进行防护，可以有效的避免加工时有铁屑及冷却液接触到对刀仪，保持对刀仪的精度，提高对刀仪的使用寿命。
17.3、通过设置固定座，便于对对刀仪进行安装固定，便于对刀仪的更换维修，通过设置弧型刮板，在移动架移动时，可以带动弧型刮板进行摆动，从而使得摄像头上的冷却液进行清理，从而提高图像质量。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构前侧示意图；
19.图2为本发明的部分结构左侧示意图；
20.图3为本发明的u型导轨结构左侧局部剖视示意图；
21.图4为本发明的部分结构前侧示意图；
22.图5为本发明的部分结构右侧示意图；
23.图6为本发明的固定座结构左前侧局部展开示意图；
24.图中标号说明：1、数控铣床主体；2、固定座；3、摄像头；4、对刀仪；5、防护组件；6、安全罩；7、u型导轨；8、移动架；101、滑槽；102、卡槽；201、t型槽；202、移动框；203、抵接头；204、螺纹杆；205、限位槽；206、v型杆；207、导杆；501、防护罩；502、齿轮；503、电机a；601、滑块；602、弹簧；603、卡块槽；604、卡块；605、拉簧；701、导槽；702、u型齿条；801、电机b；802、转轴；803、传动轮；804、不完全锥齿轮；301、弧型刮板；302、转动杆；303、锥齿轮。
具体实施方式
25.请参阅1-6图,本发明提供一种技术方案：
26.一种基于机器视觉的数控铣床对刀校准装置，包括数控铣床主体1，数控铣床主体1中部顶面安装固定有固定座2，固定座2中部装配有对刀仪4，固定座2上端设有防护组件5，数控铣床主体1顶面设有安全罩6，安全罩6内侧连接固定有u型导轨7，u型导轨7下侧设有移动架8，移动架8下端设有摄像头3。
27.具体的，数控铣床主体1前端顶面开设有滑槽101，数控铣床主体1上端前壁开设有卡槽102。
28.进一步的，固定座2顶面中心处开设有一个定位腔，固定座2顶面围绕着定位腔呈环形结构均匀开设有多个t型槽201和多个限位槽205，多个限位槽205分别间隔分布于相邻的两个t型槽201的中心线处。t型槽201内壁均滑动配合有移动框202，其中至少三个移动框202的内侧端面连接固定有间隔分布的抵接头203，抵接头203内端与对刀仪4下端外壁摩擦接触；固定座2前壁贯穿转动连接有螺纹杆204，螺纹杆204外壁与其中一个移动框202下端外壁螺纹连接，固定座2上侧呈环形结构设有多个v型杆206，v型杆206两端外壁分别与相邻两个移动框202的内壁滑动配合，v型杆206中部底面连接固定有导杆207，导杆207外壁与限位槽205内壁滑动配合。其中，t型槽201、限位槽205与v型杆206的数量是相同的。
29.在本实施方式中，抵接头203起到对对刀仪4的固定，v型杆206起到传动作用。
30.更进一步的，防护组件5包括呈对称结构设置的两个防护罩501，防护罩501相邻一侧的底面均连接固定有齿轮502，两个齿轮502相啮合，齿轮502通过销轴与固定座2侧壁转动连接，其中一个齿轮502通过销轴连接固定有电机a503。
31.在本实施方式中，防护罩501起到保护作用。
32.更进一步的，安全罩6左端底面连接固定有滑块601，滑块601外壁与滑槽101内壁滑动配合，滑块601右壁连接固定有弹簧602，弹簧602另一端与滑槽101内壁连接固定，安全罩6上端前壁开设有卡块槽603。
33.在本实施方式中，弹簧602起到快速打开安全罩6的作用。
34.更进一步的，卡块槽603内壁滑动配合有卡块604，卡块604前端通过拉簧605与卡块槽603内壁连接固定，卡块604后端左壁开设有斜面，卡块604后端外壁与卡槽102内壁活动卡接，卡块604前端连接固定有拉杆。
35.在本实施方式中，卡块604起到对安全罩6的快速固定。
36.值得说明的是，u型导轨7底面成u型结构开设有导槽701，导槽701上端内壁连接固定有u型齿条702。
37.在本实施方式中，u型齿条702起到传动作用。
38.值得注意的是，移动架8外壁与导槽701内壁滑动配合，移动架8顶面安装固定有电机b801，电机b801输出端连接固定有转轴802，转轴802上端外壁套接固定有传动轮803，传动轮803与u型齿条702啮合传动，转轴802下端外壁穿过移动架8顶面延伸至下部并连接固定有不完全锥齿轮804。
39.在本实施方式中，不完全锥齿轮804使得弧型刮板301可以进行往复摆动。
40.除此之外，摄像头3与移动架8侧壁连接固定，摄像头3前端转动连接有弧型刮板301，弧型刮板301内壁与摄像头3前端外壁摩擦接触，弧型刮板301右端连接固定有转动杆
302，转动杆302外壁呈对称结构连接固定有两个锥齿轮303，锥齿轮303与不完全锥齿轮804啮合传动。
41.工作原理：当需要对数控铣床上的刀具进行对刀时，需要先将对刀仪4安装在数控铣床主体1上，首先，利用电机a503带动齿轮502转动，该齿轮502会带动另一个齿轮502转动，然后使得两个防护罩501打开；然后，将对刀仪4放置到固定座2上，转动螺纹杆204，使得螺纹杆204带动螺纹连接的移动框202移动，此时会带动滑动配合的v型杆206移动，从而带动其他的移动框202向内移动，从而使得连接的抵接头203抵在对刀仪4的外壁上以使得对刀仪4进行定心固定，然后控制数控铣床主体1上的刀具与对刀仪4接触，进行对刀校准；关闭两个防护罩501，推动安全罩6，使得卡块604在拉簧605的作用下使得安全罩6进行固定，然后便利用刀具进行加工；
42.加工时利用摄像头3进行图像的采集，此时利用电机b801带动传动轮803转动，在u型齿条702的作用下，使得移动架8带动摄像头3进行移动，当移动架8移动时，可以使得转轴802带动不完全锥齿轮804转动，从而分别带动两个锥齿轮303进行分别转动，从而使得转动杆302连接的弧型刮板301可以对摄像头3的外壁进行接触，从而进行清理。