[發(fā)明專利]一種坐標(biāo)原點(diǎn)測量方法以及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011174889.7
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112258578A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奚永鋒;曹陽;翟劍坤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳數(shù)馬電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┮环N坐標(biāo)原點(diǎn)測量方法，可以包括：獲取固定在第一軸上第一位置處標(biāo)定塊移動的第一圖像集合、第二圖像集合和第三圖像集合；根據(jù)所述第一圖像集合確定所述第一軸的第一方向向量，根據(jù)所述第二圖像集合確定所述第二軸的第二方向向量，以及根據(jù)所述第三圖像集合確定所述第三軸的第三方向向量；根據(jù)所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和預(yù)設(shè)距離值，確定所述機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)；所述預(yù)設(shè)距離值為所述第一位置與所述坐標(biāo)原點(diǎn)的距離值。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，能夠便捷有效地測量并確定機(jī)床的原點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機(jī)床測量領(lǐng)域，尤其涉及一種坐標(biāo)原點(diǎn)測量方法以及裝置。

背景技術(shù)

隨著對機(jī)床加工精度要求的提高，高效精準(zhǔn)加工，降低機(jī)床加工誤差是人們孜孜不倦追求的目標(biāo)。然而，在實(shí)際加工過程中，確定機(jī)床的原點(diǎn)是建立機(jī)床坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，也極大影響著機(jī)床后續(xù)加工精度和效率；特別地，在五軸機(jī)床中，精度是其良好工作的基礎(chǔ)，機(jī)床的精度在很大程度上決定了加工出來的產(chǎn)品精細(xì)化程度。而機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)準(zhǔn)確的測量是保證其精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

在進(jìn)行機(jī)床加工之前，確定機(jī)床的原點(diǎn)，并可以依據(jù)機(jī)床的原點(diǎn)建立機(jī)床坐標(biāo)系，降低機(jī)床加工的誤差，提高工件的合格率。以對精度要求較高的五軸機(jī)床為例，目前針對五軸機(jī)床各軸機(jī)械參數(shù)及原點(diǎn)的測量設(shè)備主要包括激光跟隨儀、激光干涉儀、球桿儀、五軸機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸誤差分析儀、球盤、平面光柵、回轉(zhuǎn)軸校正儀等。但是現(xiàn)有的測量設(shè)備及其方法一般對傳感器的精度要求較高，還對檢測環(huán)境要求較高；而且在測量過程中需要反復(fù)調(diào)整測量儀器與機(jī)床的相對位置。

因此，如何便捷有效地測量并確定機(jī)床的原點(diǎn)，是本申請亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N坐標(biāo)原點(diǎn)測量方法，能夠便捷有效地測量并確定機(jī)床的原點(diǎn)。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種坐標(biāo)原點(diǎn)測量方法，應(yīng)用于機(jī)床，可以包括：

獲取固定在第一軸上第一位置處標(biāo)定塊移動的第一圖像集合、第二圖像集合和第三圖像集合；所述第一圖像集合為所述標(biāo)定塊圍繞所述第一軸旋轉(zhuǎn)過程中多張第一圖像的集合；所述第二圖像集合為所述標(biāo)定塊沿第二軸平移過程中多張第二圖像的集合；所述第三圖像集合為所述標(biāo)定塊沿第三軸平移過程中多張第三圖像的集合；

根據(jù)所述第一圖像集合確定所述第一軸的第一方向向量，根據(jù)所述第二圖像集合確定所述第二軸的第二方向向量，以及根據(jù)所述第三圖像集合確定所述第三軸的第三方向向量；

根據(jù)所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和預(yù)設(shè)距離值，確定所述機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)；所述預(yù)設(shè)距離值為所述第一位置與所述坐標(biāo)原點(diǎn)的距離值。

本發(fā)明實(shí)施例中，先將標(biāo)定塊固定在第一軸（如本發(fā)明實(shí)施例中五軸機(jī)床的x軸，該x軸可以圍繞x軸軸線進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)）的固定位置，并對使用的圖像采集裝置（本發(fā)明實(shí)施例以相機(jī)為例進(jìn)行說明）進(jìn)行標(biāo)定，以獲取相機(jī)對應(yīng)的成像模型的內(nèi)參和畸變參數(shù)。以第一軸為旋轉(zhuǎn)軸，記錄固定在第一軸上的標(biāo)定塊在不同旋轉(zhuǎn)角度的圖像。通過對標(biāo)定塊上選定的特征點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)過程中形成的圓形軌跡進(jìn)行擬合，進(jìn)一步確定每一個(gè)特征點(diǎn)對應(yīng)的圓形運(yùn)動軌跡的圓心；對多個(gè)圓心進(jìn)行擬合確定第一軸的方向向量。在沿著第二軸（如y軸）方向和第三軸（如z軸）方向移動標(biāo)定塊，并拍攝一定數(shù)量的圖像；對多張圖像中標(biāo)定塊的位置進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，從而分別確定第二軸的方向向量和第三軸的方向向量。在確認(rèn)三個(gè)軸的方向向量后，可以確定第一軸的固定位置；并根據(jù)預(yù)設(shè)的距離參數(shù)和參考第一方向向量的方向，在第一軸上確定機(jī)床原點(diǎn)。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，使用設(shè)備測量時(shí)對傳感器、檢測環(huán)境要求較高，并且需要反復(fù)調(diào)整測量儀器與機(jī)床的相對位置。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例在測量過程中使用標(biāo)定塊，并利用相機(jī)對標(biāo)定塊進(jìn)行拍攝，使用相關(guān)圖像處理算法推算出五軸機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。