一種改進的機床用氣動吸塵器及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及孔內鐵屑清理技術領域，尤其是一種改進的機床用氣動吸塵器及其控 制方法。
【背景技術】
[0002] 在機械加工設備中，在對零部件進行切削加工時，產生的鐵屑會匯集在設備W及 加工零件的孔桐內，需要及時清理。現有除鐵屑的器材中，市面上購買的電力吸塵器，只適 用于表面的吸塵，不適用于孔內的吸塵。中國發明專利申請CN 103028574A和CN 104224045A公開了兩種類似的帶有吹氣功能的吸塵裝置，可W利用吹氣對傳統吸塵器不方 便清理的碎屑進行吹掃清潔。但是，使用運種吸塵器清理孔桐內的鐵屑時，由于吹掃的作 用，鐵屑會產生移動，所W無法準確掌握鐵屑的分布，使得清理時間較長，效率低。

【發明內容】

[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種改進的機床用氣動吸塵器及其控制方法，能 夠解決現有技術的不足，提高了孔桐內鐵屑清理的效率。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[000引一種改進的機床用氣動吸塵器，包括主管，主管一端連接有回收袋，主管的另一端 為進屑口，進屑口連接有負壓管，進屑口內活動設置有吹氣管，所述進屑口外側設置有CCD 傳感器，吹氣管固定設置在X方向轉動軸上，X方向轉動軸固定在Y方向轉動軸上，Y方向轉動 軸固定在Z方向轉動軸上，X方向轉動軸、Y方向轉動軸和Z方向轉動軸的轉動方向相互垂直， 進屑口內對稱設置有兩個擋板，吹氣管位于兩個擋板之間，擋板上設置有窗口，窗口的一端 較接有封板;還包括一個控制器，控制器的信號輸入端與CCD傳感器通訊連接，控制器的信 號輸出端分別與X方向轉動軸、Y方向轉動軸和Z方向轉動軸通訊連接。
[0006] 作為本發明的一種優選技術方案，所述主管為L形。
[0007] 作為本發明的一種優選技術方案，所述CCD傳感器的外側設置有防塵罩。
[0008] 作為本發明的一種優選技術方案，所述防塵罩的側壁設置有第一通氣孔，第一通 氣孔的內側端口朝向CCD傳感器的表面設置，第一通氣孔的內徑由外側端口向內側端口逐 漸縮小，第一通氣孔的內側端口設置有弧形翻邊，第一通氣孔的下方連接有毛細管，毛細管 的末端設置有集塵腔，集塵腔內設置有金屬絲網填充物，毛細管的側壁設置有第二通氣孔， 第二通氣孔的內徑由外側端口向內側端口逐漸縮小，第二通氣孔的內側端口朝向第一通氣 孔的內側端口設置，第一通氣孔和第二通氣孔的軸線夾角為17°，防塵罩的側壁頂端設置有 第=通氣孔，第=通氣孔與防塵罩垂直設置，第=通氣孔的內側端口一側設置有折流板，折 流板與第=通氣孔的內側端口間隙配合，折流板的表面設置有螺旋導流槽。
[0009] -種上述改進的機床用氣動吸塵器的控制方法，包括W下步驟：
[0010] A、CCD傳感器對孔桐進行拍照，確定孔內的碎屑分布圖；
[0011] B、開啟負壓管，對碎屑進行吸取，與此同時點動開啟吹氣管，對孔內的碎屑進行吹 掃；
[0012] C、CCD傳感器對孔桐進行連續拍照，控制器通過分析圖像，確定孔內碎屑分布變化 情況；
[001引D、每次拍照完成后，控制器根據碎屑分布的變化情況，控制X方向轉動軸、Y方向轉 動軸和Z方向轉動軸進行轉動，從而調整進屑口的吸取位置和角度。
[0014] 步驟C中，包括W下步驟，
[001引CU控制器將CCD傳感器采集到的圖像按照灰度的變化進行分割，分割出的相鄰的 圖像塊的平均灰度差異率A g保持在30% W上，其中
[0017] gi和g2分別為兩個相鄰圖像塊的平均灰度；
[0018] C2、求得圖像塊中變化率最大的灰度梯度方向的灰度變化函數，將每個圖像塊的 灰度變化函數進行對比，求得所有灰度變化函數的公因式，將每個灰度變化函數中的公因 式去除，實現對圖像塊中的飄浮灰塵干擾進行圖像過濾；
[0019] C3、對經過圖像處理后的圖像塊中超過灰度闊值的像素點進行提取，然后使用最 小二乘法對其位置特征進行擬合，得到每個圖像塊的特征曲線；
[0020] C4、將圖像塊進行合并，然后使用本次處理所得到的特征曲線與上一次處理所得 到的特征曲線進行對比，得到若干個圖像中碎屑分布變化的傳遞函數。
[0021 ]步驟D中，進屑口的角度依照特征曲線的變化方向同步調節，進屑口的深度依照傳 遞函數的微分結果同步調節，吹氣管的開啟時間依照特征曲線上灰度的積分結果同步調 節。
[0022] 采用上述技術方案所帶來的有益效果在于:本發明在現有氣動吸塵器的基礎上進 行改進，針對孔桐吸塵的特點，優化了進屑口處負壓管和吹氣管的布置結構。通過使用控制 器分析CCD傳感器采集到的鐵屑分布圖像，控制S個轉動軸對進屑口的位置和角度進行調 節，實現了對于孔桐內鐵屑的準確清理，提高了清理效率。CCD傳感器上的防塵結構可W在 吹氣和吸氣過程中對鏡頭表面的灰塵進行及時清理，提高了 CCD傳感器的清晰度。控制器對 于圖像的處理方法簡單，與現有的圖像處理方法不同。由于對于鐵屑的圖像分析不需要精 確的圖像分辨效果，所W本方法沒有采用現有的復雜圖像處理方法，而是另辟曖徑，通過灰 度變化的特征對于圖像中鐵屑分布的位置進行快速分析處理，從而提高了圖像處理速度， 可W實現高速拍照和處理的無縫對接，而且降低了對于CCD傳感器分別率和控制器運算速 度的要求，從而降低了設備成本。控制器對于進屑口方向和位置的控制也遵循簡化的原則， 僅利用特征曲線及其相關函數來定義進屑口的調整動作，無需對整幅圖像進行掃描式分析 和處理，簡化了進屑口的調整動作，從而縮短了進屑口的調整時間，可W與CCD傳感器一同 高速運轉，實現圖像分析和進屑口調整的同步高速進行。同時由于對特征曲線進行準確分 析，在高速處理的同時也保證了對于鐵屑分布位置的準確判斷和精準清理。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發明一個【具體實施方式】的設備結構圖。
[0024] 圖2是本發明一個【具體實施方式】中進屑口的結構圖。
[0025] 圖3是本發明一個【具體實施方式】中防塵罩的結構圖。
[0026] 圖4是本發明一個【具體實施方式】中螺旋導流槽的結構圖。
[0027] 圖中：1、主管;2、回收袋;3、負壓管;4、吹氣管;5、進屑口；6、CCD傳感器;7、X方向轉 動軸;8、Y方向轉動軸;9、擋板；10、窗口； 11、封板；12、控制器；13、防塵罩；14、第一通氣孔； 15、弧形翻邊；16、毛細管；17、集塵腔；18、金屬絲網填充物；19、第二通氣孔；20、第=通氣 孔;21、折流板;22、螺旋導流槽;23、Z方向轉動軸;24、氣管總閥口； 25、點動閥口； 26、弧形凹 槽。
【具體實施方式】
[0028] 本發明中使用到的標準零件均可W從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的 記載均可W進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現有技術中成熟的螺栓、馴釘、焊 接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。
[0029] 參看附圖1-4,本具體實施例包括主管1，主管1 一端連接有回收袋2,主管1的另一 端為進屑口 5，進屑口 5連接有負壓管3，進屑口 5內活動設置有吹氣管4，吹氣管4上設置有氣 管總閥口 24和點動閥口 25,所述進屑口 5外側設置有CCD傳感器6,吹氣管4固定設置在X方向 轉動軸7上，X方向轉動軸7固定在Y方向轉動軸8上，Y方向轉動軸8固定在Z方向轉動軸23上， X方向轉動軸7、Y方向轉動軸8和Z方向轉動軸23的轉動方向相互垂直，進屑口 5內對稱設置 有兩個擋板9,吹氣管4位于兩個擋板9之間，擋板9上設置有窗口 10,窗口 10的一端較接有封 板11;還包括一個控制器12,控制器12的信號輸入端與CCD傳感器6通訊連接，控制器12的信 號輸出端分別與X方向轉動軸7、Y方向轉動軸8和Z方向轉動軸8通訊連接。主管1為L形。CCD 傳感器6的外側設置有防塵罩13。防塵罩13的側壁設置有第一通氣孔14,第一通氣孔14的內 側端口朝向CCD傳感器6的表面設置，第一通氣孔14的內徑由外側端口向內側端口逐漸縮 小，第一通氣孔14的內側端口設置有弧形翻邊15，第一通氣孔14的下方連接有毛細管16，毛 細管16的末端設