[發明專利]一種基于機器視覺的輔助劃線系統及其運行方法

在審

• 申請號: 201810922535.2
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109373892A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 郭熙乾
• 申請（專利權）人: 武漢船用機械有限責任公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06K9/46
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種基于機器視覺的輔助劃線系統，包括工件待加工面和定位面輪廓提取模塊、工件初始加工余量檢測模塊、虛擬劃線模塊、工件加工余量實時檢測模塊，系統運行時，工件待加工面和定位面輪廓提取模塊先根據來自背景圖像和工件圖像采集器的背景圖像和工件圖像信息提取工件待加工面和定位面的圖像輪廓并發送給虛擬劃線模塊，虛擬劃線模塊再計算工件的初始加工余量并將其發送給虛擬劃線模塊，隨后虛擬劃線模塊對計算工件的目標成形面進行虛擬劃線，隨后工件加工余量實時檢測模塊在工件加工過程中根據實時采集的工件圖像計算加工余量，待加工余量為0時工件加工結束。該設計不僅能夠高效檢測待加工工件的加工余量，而且可實時檢測工件的加工狀態。

技術領域

本發明屬于機械加工制造領域，具體涉及一種基于機器視覺的輔助劃線系統及其運行方法，主要用于輔助機械加工。

背景技術

在機械加工領域，為檢驗工件在加工前的加工余量是否滿足加工要求，并為后續加工提供加工到位的參考基準，一般需要在機加工(如銑、鏜等)前增加一道“劃線”工序。目前常用的劃線方法是劃線工人通過劃針、鋼尺、測量儀表(如百分表)及儀表支架輔以千斤頂、等高鐵等工裝完成手工劃線。這些劃線方法存在以下缺點：

(1)需要人工操作、讀數、劃線，一般劃線工序占機加工總工時的10％～20％，效率低下；

(2)劃線精度依賴于測量工具和劃線平臺的校準精度，且依賴工人的操作經驗，存在偶然性，容易發生質量問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的效率低下且無法保證劃線質量的問題，提供一種能夠高效檢測待加工工件的加工余量、且可實時檢測工件加工狀態的基于機器視覺的輔助劃線系統及其運行方法。

為實現以上目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于機器視覺的輔助劃線系統，包括背景圖像和工件圖像采集器、數據處理器，所述數據處理器包括工件待加工面和定位面輪廓提取模塊、工件初始加工余量檢測模塊、虛擬劃線模塊、工件加工余量實時檢測模塊，所述工件待加工面和定位面輪廓提取模塊的輸入端與背景圖像和工件圖像采集器的輸出端信號連接，工件待加工面和定位面輪廓提取模塊的輸出端依次通過工件初始加工余量檢測模塊、虛擬劃線模塊與工藝系統的輸入端信號連接，所述工件加工余量實時檢測模塊的輸入端與背景圖像和工件圖像采集器、虛擬劃線模塊的輸出端信號連接，工件加工余量實時檢測模塊的輸出端與工藝系統的輸入端信號連接。

所述數據處理器還包括警示模塊，所述警示模塊的輸入端與工件加工余量實時檢測模塊的輸出端信號連接，警示模塊的輸出端與工藝系統的輸入端信號連接。

所述數據處理器還包括與背景圖像和工件圖像采集器信號連接的圖像標定模塊。

所述虛擬劃線模塊、工件加工余量實時檢測模塊的輸出端均通過接口模塊與工藝系統的輸入端信號連接。

一種基于機器視覺的輔助劃線系統的運行方法，依次包括以下步驟：

圖像采集、所述背景圖像和工件圖像采集器于裝夾工件前采集背景圖像，裝夾工件后再采集工件圖像，并將背景圖像和工件圖像信息發送給工件待加工面和定位面輪廓提取模塊；

輪廓提取、所述工件待加工面和定位面輪廓提取模塊根據接收的背景圖像和工件圖像信息提取工件待加工面和定位面的圖像輪廓并發送給虛擬劃線模塊；

初始加工余量檢測、所述虛擬劃線模塊根據接收的圖像輪廓信息計算工件的初始加工余量并將其發送給虛擬劃線模塊，其中，所述工件的初始加工余量為工件的初始加工面和定位面之間的距離H(y)的最小值減去工件的成形尺寸得到的值；

虛擬劃線、所述虛擬劃線模塊先判斷工件的初始加工余量是否小于設定值，若不小于，則計算工件的目標成形面，并對該目標成形面進行虛擬劃線后發送給工藝系統；