CCD多点微孔自动定位全自动多组群微孔喷丝板冲孔机及冲孔方法与流程

本发明及冲孔机领域，尤其涉及一种ccd多点微孔自动定位全自动多组群微孔喷丝板冲孔机及冲孔方法。

背景技术：

喷丝板、喷丝头是化纤生产设备的关键零部件，主要分为干纺喷丝板和喷丝头。喷丝板生产需要三次冲孔工序才能完成，第一道工序冲孔多采用数控设备进行完成的。但第二道工序和第三道工艺要求，冲针要精确的从每个加工孔的中心冲入，并保证每个孔的深度在公差范围内，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，只能满足一些精度要求不是很高的零件；其次，目前的喷丝板冲孔机一次只能完成一件工件的冲孔，无法进行批量工件的冲孔。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种ccd多点微孔自动定位全自动多组群微孔喷丝板冲孔机及冲孔方法。

本发明采用的技术方案是：

一种多组群微孔喷丝板冲针方法，将带有多点微孔的多组工件固定至y向工作台上，以y向工作台上四角方位上的其中一件工件为第一件工件，按第一件工件开始依次每横排或每竖排均匀冲孔，其冲针方法包括以下步骤：

步骤1：通过工控机开启y向控制电机和x向控制电机，y向控制电机带动y向控制丝杠运动驱动y向工作台运动，x向控制电机带动x向控制丝杠运动驱动x向工作台运动，使得第一件工件移至ccd摄像机的正下方；

步骤2：通过工控机启动z向控制电机，冲针装置竖直向下运动，直至冲孔针与工件面的距离在预值范围内，并启动ccd摄像机,ccd摄像机获取第一件工件的图像数据；

步骤3：将步骤1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的第一道工序的坐标系；第二存储单元先将步骤1中第一件工件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，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置，使工件的多点微孔的中心位置与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比较，若误差在规定范围内，则校正冲孔针位置；若一致，则进行下一步；

步骤5：冲孔针在工件面上冲测试孔，根据冲孔针与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，由于冲针装置与位置调整装置绝缘，当带负电荷的冲孔针在z向控制电机的驱动下向带正电荷的工件面上运动时，会在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，则当冲孔针接触到工件面时，接近开关自动感应其电位差的变化，则由基准面判断冲孔针下落的刻度，判断出冲孔针偏移微孔中心的误差，当误差不在规定的范围内时，则移动位置调整装置，使冲孔针与微孔中心位置一致；

步骤6：根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔，其中冲孔针中心位置与微孔中心重合；当第一件工件的冲孔完成，冲针装置退回至初始位置，此时，冲孔针与工件面的距离在预值范围内；

步骤7：重复步骤1至步骤6，进行第二件工件冲孔；循环往复，直至最后一件工件冲孔完成。

一种实现上述多组群微孔喷丝板冲针方法的ccd多点微孔自动定位全自动多组群微孔喷丝板冲孔机，包括一承载箱，设在承载箱上的位置调整装置，该位置调整装置包括y向移动机构和x向移动机构，所述y向移动机构包括设置承载箱上的y向导轨架，在y向导轨架上设置有y向工作台，该y向工作台由y向控制丝杠驱动，所述y向控制丝杠处设置有y向控制电机；

所述x向移动机构包括x向导轨架，该x向导轨架固定在承载箱上并横向设置在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，沿安装槽的前端设有相机支架，该相机支架上固定有ccd摄像机，所述ccd摄像机与工控机连接；所述安装槽内设置有z向伺服电机，在z向伺服电机的底部设置有z向导轨，所述z向导轨上设置有冲针装置，在冲针装置底部设有接近开关和冲孔针。

进一步地，所述冲针装置与所述位置调整装置相互绝缘；所述冲孔针上带有的电荷与喷丝板上带有的电荷相反。

进一步地，所述ccd摄像机的视觉中心与冲孔针位于同轴垂直线上。

进一步地，所述y向工作台通过滑动连接板沿y向导轨架上两侧的滑动导轨水平移动，所述滑动连接板与y向工作台之间设有绝缘垫。

进一步地，所述y向工作台上设有若干组限位槽，该限位槽用以固定喷丝板。

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工控机，所述工控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、控制单元以及显示单元；

所述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第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；

所述pid控制器连接位置调整装置，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，pid控制器与位置调整装置之间还设有a/d转换单元，通过a/d转换单元发送指令驱动y向控制电机、x向控制电机、z向伺服电机进行动作以调整工件与ccd摄像机的位置；

所述显示单元用于ccd摄像机图像的显示。

本发明的有益效果：ccd摄像机获取工件图像，并通过自动生成单元将图像处理单元处理后的工件图像自动生成坐标系，根据微孔群上第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为本发明的方法流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中图2a处的局部放大图；

图4为本发明中图2b处的局部放大图；

图5为本发明的控制原理图。

其中：1、承载箱；2、位置调整装置；3、y向移动机构；4、x向移动机构；5、相机支架；6、ccd摄像机；7、工控机；8、z向伺服电机；9、z向导轨；10、冲针装置；11、冲孔针；12、喷丝板；

301、y向导轨架；302、y向工作台；303、y向控制丝杠；304、y向控制电机；305、滑动连接板；306、绝缘垫；307、限位槽；

401、x向导轨架；402、x向工作台；403、x控制丝杠；404、x向控制电机；405、安装槽；

701、第一存储单元；702、第二存储单元；703、图像处理单元；704、计数单元；705、自动生成单元；706、比较单元；707、pid控制器；708、a/d转换单元；709、显示单元。

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2所示，本发明具体公开了一种多组群微孔喷丝板冲针方法，将带有多点微孔的多组工件固定至y向工作台302上，以y向工作台302上四角方位上的其中一件工件为第一件工件，按第一件工件开始依次每横排或每竖排均匀冲孔，其冲针方法包括以下步骤：

步骤1：通过工控机7开启y向控制电机304和x向控制电机404，y向控制电机304带动y向控制丝杠303运动驱动y向工作台302运动，x向控制电机404带动x向控制丝杠403运动驱动x向工作台402运动，使得第一件工件移至ccd摄像机6的正下方；

步骤2：通过工控机8启动z向控制电机8，冲针装置10竖直向下运动，直至冲孔针11与工件面的距离在预值范围内，并启动ccd摄像机6,ccd摄像机6获取第一件工件的图像数据；

步骤3：将步骤1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701存储工件的第一道工序的坐标系；第二存储单元702先将步骤1中第一件工件的图像数据传出到图像处理单元703，该图像处理单元703对图像数据进行处理得到多点微孔的中心位置，将多点微孔的中心位置与第一道工序的坐标系的中心位置进行比较；若不一致，则移动位置调整装置2，使工件的多点微孔的中心位置与ccd视觉中心重合；ccd摄像机6再次采集多点微孔的图像，图像处理单元703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比较，若误差在规定范围内，则校正冲孔针11位置；若一致，则进行下一步；

步骤5：冲孔针11在工件面上冲测试孔，根据冲孔针11与测试孔的位置关系判断冲针是否存在误差，由于冲针装置与位置调整装置绝缘，当带负电荷的冲孔针11在z向控制电机8的驱动下向带正电荷的工件面上运动时，会在冲孔针11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，则当冲孔针11接触到工件面时，接近开关自动感应其电位差的变化，则由基准面判断冲孔针11下落的刻度，判断出冲孔针11偏移微孔中心的误差，当误差不在规定的范围内时，则移动位置调整装置2，使冲孔针11与微孔中心位置一致；

步骤6：根据多点微孔的实际坐标值进行二道冲孔，其中冲孔针11中心位置与微孔中心重合；当第一件工件的冲孔完成，冲针装置10退回至初始位置，此时，冲孔针11与工件面的距离在预值范围内；

步骤7：重复步骤1至步骤6，进行第二件工件冲孔；循环往复，直至最后一件工件冲孔完成。

参照1至图5，本发明还具体公开了一种实现上述多组群微孔喷丝板冲针方法的ccd多点微孔自动定位全自动多组群微孔喷丝板冲孔机，包括一承载箱1，设在承载箱1上的位置调整装置2，该位置调整装置2包括y向移动机构3和x向移动机构4，所述y向移动机构3包括设置承载箱1上的y向导轨架301，在y向导轨架301上设置有y向工作台302，该y向工作台302由y向控制丝杠303驱动，所述y向控制丝杠303处设置有y向控制电机304；所述x向移动机构4包括x向导轨架401，该x向导轨架401固定在承载箱1上并横向设置在y向工作台302的上方，所述x向导轨架401上设置有x向工作台402，所述x向工作台402由x控制丝杠403驱动，所述x向控制丝杠403处设置有x向控制电机404；所述x向工作台402中间部分设置有安装槽405，沿安装槽405的前端设有相机支架5，该相机支架5上固定有ccd摄像机6，所述ccd摄像机6与工控机7连接；所述安装槽405内设置有z向伺服电机8，在z向伺服电机8的底部设置有z向导轨9，所述z向导轨9上设置有冲针装置10，在冲针装置10底部设置有接近开关12和冲孔针11；所述冲针装置10与所述位置调整装置2相互绝缘；所述冲孔针11上带有的电荷与喷丝板上带有的电荷相反；所述ccd摄像机6的视觉中心与冲孔针11位于同轴垂直线上。

所述y向工作台302通过滑动连接板305沿y向导轨架301上两侧的滑动导轨水平移动，所述滑动连接板305与y向工作台302之间设有绝缘垫306；所述y向工作台302上设有若干组限位槽307，该限位槽307用以固定喷丝板12。

所述ccd摄像机7用于采集所述工件的图像，并将该图像实时传递给工控机7，所述工控机7内设置有控制装置，该控制装置包括第一存储单元701、第二存储单元702、图像处理单元703、计数单元704、自动生成单元705、比较单元706、pid控制器707、a/d转换单元708以及显示单元709；

所述第一存储单元701用以存储第一道工序的坐标系；

所述第二存储单元702与ccd摄像机6连接，对ccd摄像机6所采集的工件图像进行同步存储；

所述图像处理单元703对图像进行处理，提取出工件的轮廓线；

所述计数单元704根据所述图像处理单元703处理过的图像计算多点微孔的数量；

所述自动生成单元705根据图像自动生成实际坐标系；

所述比较单元706将所述第一存储单元701存储的第一道工序的坐标系与实际坐标系进行比较；

所述pid控制器707连接位置调整装置2，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2发送控制信号使位置调整装置2移动以调整工件的位置，pid控制器707与位置调整装置2之间还设有a/d转换单元708，通过a/d转换单元708发送指令驱动y向控制电机304、x向控制电机404、z向伺服电机8进行动作以调整工件与ccd摄像机6的位置；

所述显示单元709用于ccd摄像机6图像的显示。

本发明中ccd摄像机6获取工件图像，并通过自动生成单元705将图像处理单元703处理后的工件图像自动生成坐标系，根据微孔群上第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。