一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，包括攝像頭、PC機、運動控制卡及三軸運動平臺，攝像頭內置圖像采集卡，該攝像頭通過USB接口與所述的PC機相連，運動控制卡經以太網連接線與PC機連接并接收PC機傳輸的指令控制三軸運動平臺運動，三軸運動平臺與刀具連接，接收運動控制卡傳輸的指令控制刀具操作。與現有技術相比，本實用新型具有自動化、智能化的特點，提高了工作效率和準確性，可節省更多的空間和資源，為人們帶來更多的便利和節省更多時間，具有極強的實用價值，可廣泛推廣應用。
【專利說明】一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于視覺對刀系統領域，尤其是涉及一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統。

【背景技術】
[0002]隨著我國工業的迅猛發展，企業之間的競爭日益加劇。為了在競爭中贏得市場，企業需要不斷提高生成效率，降低生成成本，提高產品質量。機械加工企業中的陳舊設備往往都是采用傳統手工對刀的數控系統，存在著誤差大、操作難度大、精度低、效率較低等諸多缺點。為了提高生成效率和產品質量，越來越多的企業從經濟考慮，希望通過改造現有的落后設備來滿足實際生產要求。
[0003]機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置:分CMOS和C⑶兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。
[0004]可以說，裝備了視覺對刀的開放式數控系統，運動控制靈活高效，它可以廣泛應用在食品藥品生產、機械加工、芯片制造等領域。將多軸運動控制與機器視覺結合將是今后在自動化研究領域的一項重要內容。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種自動化、智能化的基于開放式數控銑床的視覺對刀系統。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]—種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，該視覺對刀系統包括攝像頭、PC機、運動控制卡及三軸運動平臺，
[0008]所述的攝像頭內置圖像采集卡，該攝像頭通過USB接口與所述的PC機相連，該PC機設置在控制柜內，
[0009]所述的運動控制卡經以太網連接線與PC機連接并接收PC機傳輸的指令控制三軸運動平臺運動，
[0010]所述的三軸運動平臺與刀具連接，接收運動控制卡傳輸的指令控制刀具操作，由安裝在控制柜上的三軸滑槽、主軸電機、夾具組成，所述的三軸滑槽上連接有伺服電機及接近感應器，所述的攝像頭在三軸滑槽內滑動。
[0011]所述的攝像頭為工業(XD。
[0012]所述的攝像頭設有I個或多個。
[0013]所述的運動控制卡為市售的Galil DMC_21x3。
[0014]所述的三軸滑槽包括沿X、Y、Z三個方向設置的X軸滑槽、Y軸滑槽及Z軸滑槽。
[0015]所述的X軸滑槽、Y軸滑槽及Z軸滑槽上均連接有接近感應器，其中兩個確定零點位置，另一個作為限位開關。
[0016]所述的控制柜上還設有開關面板。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有自動化、智能化的特點，提高了工作效率和準確性，可節省更多的空間和資源，為人們帶來更多的便利和節省更多時間，具有極強的實用價值，可廣泛推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型在使用時的示意圖。
[0020]圖中，I為伺服電機、2A為X軸滑槽、2B為Y軸滑槽、2C為Z軸滑槽、3為接近傳感器、4為(XD攝像頭、5為控制柜、6為開關面板、7為主軸電機、8為夾具、9為工件、10為刀具。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0022]實施例
[0023]一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，結構如圖1所示，主要包括CXD攝像頭4、PC機、運動控制卡及三軸運動平臺，CXD攝像頭4內置圖像采集卡，并且通過USB接口與PC機相連，運動控制卡為市售的Galil DMC-21x3,經以太網連接線與PC機連接并接收PC機傳輸的指令控制與刀具連接的三軸運動平臺運動。
[0024]三軸運動平臺的由安裝在控制柜5上的三軸滑槽，具體是沿X、Y、Z三個方向設置的X軸滑槽2A、Y軸滑槽2B及Z軸滑槽2C，在X軸滑槽2A、Y軸滑槽2B及Z軸滑槽2C上連接有伺服電機I及接近感應器3，其中伺服電機I用于控制連接在X軸滑槽2A、Y軸滑槽2B及Z軸滑槽2C中的CXD攝像頭4的位置，CXD攝像頭4可以在三軸滑槽內自由滑動，三個接近感應器3中，兩個用于確定零點位置，另一個作為限位開關。在控制柜5上還安裝有開關面板6、主軸電機7、夾具8。
[0025]為更好的闡述視覺對刀的優點，現在就傳統對刀方式一試切對刀進行簡要說明，其使用方式如圖2所示:
[0026]假設加工工件為規則六面體毛坯，要對刀到工件的幾何中心，具體操作如下:
[0027]將工件9通過夾具8裝在工作臺上，裝夾時，工件9的四個側面都應留出對刀的位置。
[0028]啟動主軸，讓刀具10快速定位到靠近工件左側面并預留一定安全距離的位置，然后降低速度移動至接近工件左側。
[0029]靠近工件時改用微調操作，讓刀具10沿X正方向慢慢接近工件左側，使刀具恰好接觸到工件左側表面，然后將機床坐標系歸零。
[0030]沿X正方向退刀，沿Y正方向進給，用同樣方式讓刀具剛好接觸到工件前側表面，然后將機床坐標系歸零。
[0031]經過3次歸零操作后，刀具加工零點已確定在六面體左前側頂點處。由于毛坯尺寸已知，則將刀具向X、Y正方向上各移動毛坯長、寬的一半，此時刀具恰好位于毛坯幾何中心的正上方。
[0032]在加工時，CXD攝像頭4安置在夾具8的上方以及右側，并以安裝位置不會干涉刀具進給運動為前提，在固定好CCD攝像頭4后，可以得到攝像頭視野中心距離機械零點的位置，設其為(X，Y，Z)。
[0033]在三軸運動平臺上設有限位開關確保步進電機的安全可靠性，防止三軸運動平臺的損壞，此外還有自檢報警等保護措施。
【權利要求】
1.一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，該視覺對刀系統包括攝像頭、PC機、運動控制卡及三軸運動平臺， 所述的攝像頭內置圖像采集卡，該攝像頭通過USB接口與所述的PC機相連，該PC機設置在控制柜內， 所述的運動控制卡經以太網連接線與PC機連接并接收PC機傳輸的指令控制三軸運動平臺運動， 所述的三軸運動平臺與刀具連接，接收運動控制卡傳輸的指令控制刀具操作，由安裝在控制柜上的三軸滑槽、主軸電機、夾具組成，所述的三軸滑槽上連接有伺服電機及接近感應器，所述的攝像頭在三軸滑槽內滑動。
2.根據權利要求1所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的攝像頭為工業(XD。
3.根據權利要求1或2所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的攝像頭設有I個或多個。
4.根據權利要求1所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的運動控制卡為市售的Galil DMC-21x3。
5.根據權利要求1所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的三軸滑槽包括沿X、Y、Z三個方向設置的X軸滑槽、Y軸滑槽及Z軸滑槽。
6.根據權利要求5所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的X軸滑槽、Y軸滑槽及Z軸滑槽上均連接有接近感應器，其中兩個確定零點位置，另一個作為限位開關。
7.根據權利要求1所述的一種基于開放式數控銑床的視覺對刀系統，其特征在于，所述的控制柜上還設有開關面板。
【文檔編號】B23Q17/22GK203973303SQ201420307879
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】閆娟, 張宏, 龔佩璽, 夏東東 申請人:上海工程技術大學