一种异型孔喷丝板冲孔机及基于该冲孔机的定位加工方法与流程

本发明涉及一种异型孔喷丝板冲孔机技术，尤其是一种异型孔喷丝板冲孔机及基于该冲孔机的定位加工方法。

背景技术：

随着社会的发展，工业水平的不断提高，产品加工的质量和精度也在不断提高，传统的利用显微镜来观测定位微孔位置，读出显微镜标尺数值，这种微孔定位技术完全依赖人工来完成，人工观察位置不精准，不但精度差而且操作劳动强度大，这种加工方式只能满足一些精度要求不是很高的零件，目前虽然已经有一些技术可以实现标准孔的二次定位打孔，但是对于异型孔还无法做到利用机械二次定位打孔。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种异型孔喷丝板冲孔机及基于该冲孔机的定位加工方法。

本发明采用的技术方案是：

一种全自动异型孔喷丝板冲孔机，包括一底座，设置在所述底座上的y向导轨架，该y向导轨架上设置有y向工作台，所述y向工作台由y向控制丝杆驱动，所述y向控制丝杠处设置有y向控制电机；一x向导轨架，该x向导轨架固定在底座上并横向设置在y向工作台的上方，所述x向导轨架上设置有x向工作台，所述x向工作台由x向控制丝杠驱动，所述x向控制丝杠处设置有x向控制电机；所述x向工作台中间部分设置有安装槽，该安装槽内设置有z向伺服电机，z向伺服电机的底部设置有z向导轨，该z向导轨上设置有位置调整装置，该位置调整装置上方设置有冲针装置，连接于所述冲针装置上的ccd摄像机；以及与所述ccd摄像机连接的上位机；所述冲针装置底部设置有接近开关和异型冲孔针；所述异型冲孔针与放置在y向工作台上的工件绝缘。

进一步地，所述冲针装置包括其上部设置有异型孔冲针旋转控制电机，该异型孔冲针旋转控制电机连接减速机，所述减速机通过联轴器连接z向滚珠丝杠；所述z向滚珠丝杠连接异型冲孔针，所述异型冲孔针在xy平面上360度旋转以及随异型孔冲针旋转控制电机旋转控制异型冲孔针的旋转角度。

进一步地，所述异型冲孔针上设置有规则的导角，该导角用于多点微孔辅助位置的确定。

进一步地，所述ccd摄像机用于采集所述工件的图像，并将该图像实时传递给上位机，所述上位机内设置有控制装置，该控制装置包括第一存储单元、第二存储单元、图像处理单元、计数单元、自动生成单元、比较单元、控制单元以及显示单元；第一存储单元用以存储第一道工序的坐标系；所述第二存储单元与ccd摄像机连接，对ccd摄像机所采集的工件图像进行同步存储；所述图像处理单元对图像进行边缘处理，提取出工件的轮廓线；所述计数单元，根据所述图像处理单元处理过的图像计算多点微孔的数量；所述自动生成单元；根据所述图像处理单元处理过的图像自动生成实际坐标系；所述比较单元；将所述第一存储单元存储的所述第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；所述控制单元，当实际坐标系与第一道工序的坐标系不一致时，对位置调整装置发送控制信号使位置调整装置移动以调整工件的位置；在进行调整时，通过控制单元发送指令驱动y向控制电机、x向控制电机、z向伺服电机以及异型孔冲针旋转控制电机进行动作，从而调整位置调整装置；所述显示单元用于ccd摄像机图像的显示。

本发明提供了一种基于全自动异型孔喷丝板冲孔机进行异型孔复定位加工方法，包括如下步骤：

步骤1)工件初步定位：将带有多点微孔的工件固定至y向工作台上，通过上位机开启y向控制电机，y向控制电机带动y向控制丝杆运动驱动y向工作台运动，使得工件移动至ccd摄像机的正下方；

步骤2)获取工件的图像：通过上位机启动ccd摄像机，并启动x向控制电机、z向伺服电机以及异型孔冲针旋转控制电机，通过驱动ccd摄像机的位置移动获取工件的图像数据；

步骤3)获取工件上多点微孔的实际坐标：将步骤2)中的图像数据上传至控制装置，控制装置中的第一存储单元存储工件第一道工序的坐标系；第二存储单元将步骤2)中的图像数据传出到图像处理单元，该图像处理单元对图像数据进行处理得到多点微孔的中心位置以及每一微孔上的至少一个辅助位置，将多点微孔的中心位置和辅助位置与第一道工序的坐标系的中心位置及辅助位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置；控制装置发送控制信号至位置调整装置，位置调整装置移动，使工件的多点微孔的中心位置及辅助位置与ccd视觉中心重合；ccd摄像机再次采集多点微孔的图像，图像处理单元再次处理图像，将每个微孔的坐标在图像上确定，得到多点微孔的实际坐标；

步骤4)将多点微孔的实际坐标与第一道工序的坐标系进行比较，若误差在规定范围内，则校正冲针位置；若一致，则进行下一步；

步骤5)异型冲孔针在工件面上冲测试孔，根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，若误差不在规定的范围内则控制位置调整装置进行移动；使异型冲孔针与微孔中心以及辅助位置一致；

步骤6)根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔，其中，异型冲孔针中心位置与微孔中心重合，异型冲孔针上的导角与辅助位置重合。

判断步骤5)中异型冲孔针与微孔中心以及辅助位置是否一致，通过如下方法：由于异型冲孔针与工件绝缘，则当异型冲孔针通电冲孔时，会在异型冲孔针基准面和工件基准面形成高电频和低电频，从而形成一电位差，当接异型冲孔针接触到工件时，接近开关自动感应其电位差的变化，则由基准面判断异型冲孔针下落的刻度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：ccd摄像机需要得到工件上的微孔中心以及辅助位置，根据微孔群上一道工序的加工坐标逐个扫面定位，这样每个孔的实际坐标可精准确定，在两面加工时喷丝板工件成品率大大提高。本发明通过重复定位更加精确的确定微孔的实际坐标，且操作工件可以直接是微孔群，不再是单个的。采用自动化生产代替人工，一个工人可操作十几台，不仅节约设备和人力成本，而且自动化使精度更高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中异型冲孔针的放大结构示意图；

图3为本发明中图2a处的放大结构示意图；

图4为本发明控制原理示意图；

图5为本发明中方法的流程图。

其中，各个部件的名称及标注如下：

y向控制电机1，底座2，y向控制丝杠3，x向导轨架4，x向控制电机5，x向控制丝杠6，z向伺服电机7，异型孔冲针旋转控制电机8，x向工作台9，工件10，上位机11，y向工作台12，y向导轨架13，位置调整装置14，z向滚珠丝杠15，异型孔冲针16，导角17，ccd摄像机200，控制装置300，显示单元301，第二存储单元302，第一存储单元303，图像处理单元304，，自动生成单元305，比较单元306，计数单元307，控制单元308。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1至图4，本发明公开了一种全自动异型孔喷丝板冲孔机，包括一底座2，设置在所述底座2上的y向导轨架13，该y向导轨架13上设置有y向工作台12，所述y向工作台12由y向控制丝杆驱动3，所述y向控制丝杠3处设置有y向控制电机1；一x向导轨架4，该x向导轨架4固定在底座1上并横向设置在y向工作台12的上方，所述x向导轨架4上设置有x向工作台9，所述x向工作台9由x向控制丝杠6驱动，所述x向控制丝杠6处设置有x向控制电机5；所述x向工作台9中间部分设置有安装槽，该安装槽内设置有z向伺服电机7，z向伺服电机7的底部设置有z向导轨，该z向导轨上设置有位置调整装置14，该位置调整装置14上方设置有冲针装置，连接于所述冲针装置上的ccd摄像机200；以及与所述ccd摄像机200连接的上位机11；所述冲针装置底部设置有接近开关和异型冲孔针16；所述异型冲孔针16与放置在y向工作台12上的工件10绝缘。所述冲针装置包括其上部设置有异型孔冲针旋转控制电机，该异型孔冲针旋转控制电机8连接减速机，所述减速机通过联轴器连接z向滚珠丝杠15；所述z向滚珠丝杠15连接异型冲孔针16，所述异型冲孔针16在xy平面上360度旋转以及随异型孔冲针旋转控制电机8旋转控制异型冲孔针16的旋转角度。所述异型冲孔针16上设置有规则的导角17，该导角17用于多点微孔辅助位置的确定。

所述ccd摄像机200用于采集所述工件10的图像，并将该图像实时传递给上位机11，所述上位机11内设置有控制装置300，该控制装置300包括第一存储单元303、第二存储单元302、图像处理单元305、计数单元307、自动生成单元305、比较单元306、控制单元308以及显示单元301；第一存储单元303用以存储第一道工序的坐标系；所述第二存储单元302与ccd摄像机200连接，对ccd摄像机200所采集的工件图像进行同步存储；所述图像处理单元304对图像进行边缘处理，提取出工件的轮廓线；所述计数单元307，根据所述图像处理单元304处理过的图像计算多点微孔的数量；所述自动生成单元305；根据所述图像处理单元304处理过的图像自动生成实际坐标系；所述比较单元306；将所述第一存储单元303存储的所述第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；所述控制单元308，当实际坐标系与第一道工序的坐标系不一致时，对位置调整装置14发送控制信号使位置调整装置14移动以调整工件10的位置；在进行调整时，通过控制单元308发送指令驱动y向控制电机1、x向控制电机5、z向伺服电机7以及异型孔冲针旋转控制电机8进行动作，从而调整位置调整装置14；所述显示单元301用于ccd摄像机200图像的显示。

参照图1至图5，本发明提供了一种基于全自动异型孔喷丝板冲孔机进行异型孔复定位加工方法，包括如下步骤：

步骤1)工件10初步定位：将带有多点微孔的工件10固定至y向工作台12上，通过上位机11开启y向控制电机1，y向控制电机1带动y向控制丝杆3运动驱动y向工作台12运动，使得工件10移动至ccd摄像机200的正下方；

步骤2)获取工件10的图像：通过上位机11启动ccd摄像机200，并启动x向控制电机5、z向伺服电机7以及异型孔冲针旋转控制电机8，通过驱动ccd摄像机200的位置移动获取工件10的图像数据；

步骤3)获取工件10上多点微孔的实际坐标：将步骤2)中的图像数据上传至控制装置300，控制装置300中的第一存储单元303存储工件第一道工序的坐标系；第二存储单元302将步骤2)中的图像数据传出到图像处理单元304，该图像处理单元304对图像数据进行处理得到多点微孔的中心位置以及每一微孔上的至少一个辅助位置，将多点微孔的中心位置和辅助位置与第一道工序的坐标系的中心位置及辅助位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置14；控制装置300发送控制信号至位置调整装置14，位置调整装置14移动，使工件的多点微孔的中心位置及辅助位置与ccd视觉中心重合；ccd摄像机200再次采集多点微孔的图像，图像处理单元304再次处理图像，将每个微孔的坐标在图像上确定，得到多点微孔的实际坐标；

步骤4)将多点微孔的实际坐标与第一道工序的坐标系进行比较，若误差在规定范围内，则校正冲针位置；若一致，则进行下一步；

步骤5)异型冲孔针16在工件面上冲测试孔，根据冲针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，若误差不在规定的范围内则控制位置调整装置14进行移动；使异型冲孔针14与微孔中心以及辅助位置一致；由于异型冲孔针16与工件10绝缘，则当异型冲孔针16通电冲孔时，会在异型冲孔针16基准面和工件基准面形成高电频和低电频，从而形成一电位差，当接异型冲孔针16接触到工件时，接近开关自动感应其电位差的变化，则由基准面判断异型冲孔针16下落的刻度；该步骤中不用测量传统中冲孔的深度，可以完成各种异型孔及标准孔的测量；

步骤6)根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔，其中，异型冲孔针14中心位置与微孔中心重合，异型冲孔针上的导角与辅助位置重合。

本发明中ccd摄像机200需要得到工件20上的微孔中心以及辅助位置，根据微孔群上一道工序的加工坐标逐个扫面定位，这样每个孔的实际坐标可精准确定，在两面加工时喷丝板工件成品率大大提高。本发明通过重复定位更加精确的确定微孔的实际坐标，且操作工件可以直接是微孔群，不再是单个的。采用自动化生产代替人工，一个工人可操作十几台，不仅节约设备和人力成本，而且自动化使精度更高。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。