[發(fā)明專利]一種三維圖像定位的數(shù)控車床及三維圖像構(gòu)建輸出方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810893137.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN110825026B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋福喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鑫成旌實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/19
• 分類號(hào): G05B19/19;H04N13/246
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發(fā)明公開了一種三維圖像定位的數(shù)控車床及三維圖像構(gòu)建輸出方法，包括車床，三維成像輸入裝置，三維成像輸出裝置、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、圖像顯示模塊組成的三維圖像定位的數(shù)控車床；本發(fā)明利用三維成像輸入裝置對(duì)待成像對(duì)象三維成像，確定空間坐標(biāo)，采用圖像顯示模塊對(duì)三維圖像進(jìn)行在線處理，代加工工件由三維成像輸出裝置確定空間坐標(biāo)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)將空間坐標(biāo)比對(duì)，控制車床到加工工件的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明采用三維成像輸入裝置，可以完成對(duì)復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，從而可簡(jiǎn)化制圖過程，減小制圖不準(zhǔn)確性，縮短輔助時(shí)間，提高加工效率；保證工件的尺寸精度及批量工件的尺寸一致性；提高了加工精度及精度保持性，增強(qiáng)了數(shù)控機(jī)床的智能化程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維掃描、機(jī)床加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種三維圖像定位的數(shù)控車床及三維圖像構(gòu)建輸出方法。

背景技術(shù)

數(shù)控車床是目前使用較為廣泛的機(jī)床之一。它主要用于軸類零件或盤類零件的內(nèi)外圓柱面、任意錐角的內(nèi)外圓錐面、復(fù)雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔等。

數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。使用者需要把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)以及輔助功能，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。但是現(xiàn)實(shí)中某些加工部件形狀不能通過簡(jiǎn)單測(cè)量獲得，曲面結(jié)構(gòu)，細(xì)節(jié)紋理復(fù)雜，使用計(jì)算機(jī)三維制圖工具制作三維圖像，制作時(shí)間長(zhǎng)，細(xì)節(jié)不清晰，制作困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

所以說目前亟須需要開發(fā)一種基于三維圖像定位的數(shù)控車床及三維圖像構(gòu)建輸出方法，用以克服以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種三維圖像定位的數(shù)控車床及三維圖像構(gòu)建輸出方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種三維圖像定位的數(shù)控車床，包括車床、三維成像輸入裝置、三維成像輸出裝置、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；

所述三維成像輸入裝置包括三維攝像機(jī)和成像平臺(tái)，所述成像平臺(tái)根據(jù)所述三維攝像機(jī)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

所述三維成像輸出裝置包括三維圖像激光定位機(jī)和圓環(huán)形磁力軸承，所述圓環(huán)形磁力軸承為兩個(gè)，分別活動(dòng)連接與所述車床的支撐固定臺(tái)上，所述三維圖像激光定位機(jī)呈圓弧形固定在兩個(gè)所述圓環(huán)形磁力軸承之間；

所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)接收所述三維成像輸入裝置的成像信息，確定空間距離并將處理后信息發(fā)送至三維成像輸出裝置，通過三維成像輸出裝置的掃描與定位與三維成像輸入裝置的成像信息進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)后由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述車床的切割刀運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明采用三維成像輸入裝置，可以完成對(duì)復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，通過三維成像技術(shù)，可以在加工前對(duì)批量加工的復(fù)雜工件進(jìn)行三維拍照成像，建立空間坐標(biāo)，自動(dòng)完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定，從而可簡(jiǎn)化制圖過程，減小制圖不準(zhǔn)確性，縮短輔助時(shí)間，提高加工效率；在加工中和加工后通過三維成像輸出裝置和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)工件尺寸進(jìn)行在線測(cè)量，并能根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)生成誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng)，以保證工件的尺寸精度及批量工件的尺寸一致性；進(jìn)一步的避免了將工件移至測(cè)量機(jī)測(cè)量所帶來的二次誤差，從而可提高加工精度及精度保持性，通過一次切削即可獲得合格產(chǎn)品，大大增強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的智能化程度。

進(jìn)一步的，所述三維圖像激光定位機(jī)包括三維攝像頭、激光定位距離探測(cè)器以及圓弧形支架，所述三維攝像頭與所述激光定位距離探測(cè)器間隔布置在所述圓弧形支架上，所述三維攝像頭與所述激光定位距離探測(cè)器之間設(shè)有用于清掃車床上的待加工工件上切割削的出風(fēng)口。

激光定位距離探測(cè)器可以保證空間坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性，通過圖像成像與激光定位距離探測(cè)器輔助，能夠保證在車床切削過程中的準(zhǔn)確性，出風(fēng)口的設(shè)置可以保證設(shè)備的運(yùn)行準(zhǔn)確，防止車床切削過程的切割削影響三維攝像頭的成像和激光測(cè)量，并且可以清理切斜面，保證切削運(yùn)行正常。