非接触式cnc坐标校准系统的制作方法
【专利摘要】非接触式CNC坐标校准系统，涉及到计算机数字控制机床技术领域，解决现有探针接触结构的CNC坐标校准使用过程中存在的技术不足，包括有LED光源，设于LED光源外部的光源保护外壳，与光源保护外壳顶部中心连接的光路保护外壳，与光路保护外壳顶部垂直连接的成像组件保护外壳，以及设于成像组件保护外壳内的成像组件；所述的成像组件包括有与光路保护外壳内光路对应的90°光路反射棱镜，与90°光路反射棱镜对应用于光学成像的远心镜头，以及远心镜头对应的工业相机。可长期在恶劣环境下使用不受影响。相对于探针接触结构具有效率高，取像与计算时间在几毫秒内即可完成，精度有保障，测量准确性高，损伤小，维护简单、抗干扰能力强。
【专利说明】
非接触式CNC坐标校准系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及到计算机数字控制机床技术领域，具体涉及到CNC坐标校准方面。
【背景技术】
[0002]计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。英文简称CNC，又称数控机床。
[0003]现有CNC机床在机构装配的累计误差、产品尺寸的公差导致刀具加工时，每个产品的参考点坐标均有差异，加工精度和良率很难保障，因此校准刀具对应的加工产品参考点坐标显得非常必要。通过CNC坐标校准来保证刀头尽量接近加工产品的起刀坐标，缩小误差，提高精度和良率，也即是CNC机床加工前先要定位加工产品参考点的XY坐标，这样才能确定加工起刀位置;如图1中所示，传统的定位方式是采用探针接触加工产品边缘再推算产品参考点的坐标。
[0004]探针接触结构的CNC坐标校准虽然成本较低，维护简单;但存在下述不足:
[0005]1、接触花费时间长、效率低；
[0006]2、取点少，精度难以保障；
[0007]3、接触时容易受到异物干扰，影响测量准确性；
[0008]4、容易对产品产生碰刮伤；
[0009]5、操作失误碰撞时带来损失；
[0010]6、探针腐蚀、沾染异物、碰撞变形也会影响测量精度。
【发明内容】
[0011]综上所述，本实用新型的目的在于解决现有探针接触结构的CNC坐标校准使用过程中存在的技术不足，而提出非接触式CNC坐标校准系统。
[0012]为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为:非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于所述系统包括有LED光源，设于LED光源外部的光源保护外壳，与光源保护外壳顶部中心连接的光路保护外壳，与光路保护外壳顶部垂直连接的成像组件保护外壳，以及设于成像组件保护外壳内的成像组件;所述的成像组件包括有与光路保护外壳内光路对应的90°光路反射棱镜，与90°光路反射棱镜对应用于光学成像的远心镜头，以及远心镜头对应的工业相机。
[0013]所述的LED光源为LED环形光源。
[0014]所述的90°光路反射棱镜包括有全反射棱镜本体和与全反射棱镜本体连接的镜筒，镜筒位于全反射棱镜本体出光方向上;所述的镜筒套接在远心镜头的入光端上。
[0015]所述的成像组件保护外壳包括有底板和设于底板上的防护罩;底板上与光路保护外壳内光路对应的入光通孔，所述的工业相机固定安装在底板上。
[0016]还包括有与所述的底板固定安装的XY相机坐标平台。
[0017]本实用新型的有益效果为:本实用新型可以应用于空间狭小的CNC空间中，光源保护外壳、光路保护外壳和成像组件保护外壳构成的密封防护机构可以避免CNC机床加工时，机身内会产生油污、水花、金属肩等，对视觉系统的镜头、光源、通讯接口的正常工作带来不利影响；经实验，本实用新型的工业相机可以置于高密度油污、水花、金属飞肩环境中使用长达I年，工业相机的CCD内部元器件均未有任何脏污痕迹，更无不良状况，因此可长期在恶劣环境下使用不受影响。相对于探针接触结构具有效率高，取像与计算时间在几毫秒内即可完成，精度有保障，测量准确性高，损伤小，维护简单、抗干扰能力强。
【附图说明】
[0018]图1为现有CNC坐标校准采用探针接触结构的示意图；
[0019]图2为本实用新型的立体结构示意图；
[0020]图3为本实用新型的截面结构示意图；
[0021 ]图4为本实用新型的分解结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和本实用新型优选的具体实施例对本实用新型的结构作进一步地说明。
[0023]参照图2至图4中所示，本实用新型非接触式CNC坐标校准系统包括有LED光源1，设于LED环形光源I外部的光源保护外壳2，与光源保护外壳2顶部中心连接的光路保护外壳3，与光路保护外壳3顶部垂直连接的成像组件保护外壳4，以及设于成像组件保护外壳4内的成像组件5。所述的成像组件5包括有与光路保护外壳3内光路对应的90°光路反射棱镜51，与90°光路反射棱镜51对应用于光学成像的远心镜头52，以及远心镜头52对应的工业相机53ο
[0024]LED光源I优选为LED环形光源，用于照亮拍摄物，产生反射光路提供给成像组件5清晰成像。
[0025]光源保护外壳2用于保护LED光源I在长期使用中不会受到CNC内切削液、金属肩和油污等的影响，延长LED光源I使用寿命，避免LED光源I受损。
[0026]光路保护外壳3用于连接光源保护外壳2和成像组件保护外壳4，光路保护外壳3内为连通光源保护外壳2和成像组件保护外壳4的光路，用于保护90°光路反射棱镜51的棱镜入光面不会受到外部杂物的影响与干扰，以及便于光源保护外壳2安装。
[0027]成像组件保护外壳4包括有底板41和设于底板41上的防护罩42;底板41上与光路保护外壳3内光路对应的入光通孔，所述的工业相机53固定安装在底板41上。成像组件保护外壳4保护工业相机53、远心镜头52和90°光路反射棱镜51不受到来自CNC工作时所产生的切削液、金属肩、油污等影响，避免工业相机53电路产生短路烧毁现象。
[0028]所述的90°光路反射棱镜51包括有全反射棱镜本体511和与全反射棱镜本体511连接的镜筒512，镜筒512位于全反射棱镜本体511出光方向上;所述的镜筒512套接在远心镜头52的入光端上。
[0029]为了便于本实用新型在CNC内能水平移动，帮助CNC精确校正XY平台获得准确加工位置，本实用新型还包括有与所述的底板41固定安装的XY相机坐标平台，工业相机53的内置CCD感光芯片进行光电转换，将远心镜头52成像后的光信号被转换成电压模拟信号，之后经AD信号转换电路与DSP电路再分别将电压模拟信号转换成数字信号，生成数字图片，之后通过以太网或串口发送给CNC的上位机进行图像分析定位;另外，XY相机坐标平台的坐标信息也提供给上位机，由上位机将XY相机坐标平台的坐标系与CNC的XY平台坐标之间需要建立关联，精确高效地为CNC提供加工起刀位置，提高生产效率，为CNC带来更高的加工精度，提升生产良率。
【主权项】
1.非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于所述系统包括有LED光源，设于LED光源外部的光源保护外壳，与光源保护外壳顶部中心连接的光路保护外壳，与光路保护外壳顶部垂直连接的成像组件保护外壳，以及设于成像组件保护外壳内的成像组件;所述的成像组件包括有与光路保护外壳内光路对应的90°光路反射棱镜，与90°光路反射棱镜对应用于光学成像的远心镜头，以及远心镜头对应的工业相机。2.根据权利要求1所述的非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于:所述的LED光源为LED环形光源。3.根据权利要求1所述的非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于:所述的90°光路反射棱镜包括有全反射棱镜本体和与全反射棱镜本体连接的镜筒，镜筒位于全反射棱镜本体出光方向上;所述的镜筒套接在远心镜头的入光端上。4.根据权利要求1所述的非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于:所述的成像组件保护外壳包括有底板和设于底板上的防护罩;底板上与光路保护外壳内光路对应的入光通孔，所述的工业相机固定安装在底板上。5.根据权利要求4所述的非接触式CNC坐标校准系统，其特征在于:还包括有与所述的底板固定安装的XY相机坐标平台。
【文档编号】B23Q17/24GK205572057SQ201620315321
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】袁潇豪
【申请人】深圳市东盈讯达电子有限公司