基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体是一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法。

背景技术

我国是数控机床使用大国，但不是数控机床制造强国，供需关系处于不平衡状态，国内数控机床由于控制系统、内部插补算法、补偿控制等因素，加工精度较国外先进机床还有一定距离，基于外部测量系统通过补偿误差数据对工件再加工，提高机床加工精度和成品率，由于接触式检测对于高精加工零件有一定的损伤，且其检测效率较低，在生产线中应用不广，亟待研发一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提出一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，具有提高测量效率、提高加工效率和补偿能力，数据互通等优点。多线激光扫描测量系统的建立对于工件特别是曲面造型等复杂形态工件的测量有重要作用，因此基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法正成为工件测量高效、便捷的理想工具。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤1：各项数据初始化；

步骤2：调配相机采集模式以及相机标定；

步骤3：采集工件加工状态图像；

步骤4：图像数据导入计算机分析系统进行数据分析；

步骤5：分离补偿数据和误差数据；

步骤6：根据补偿数据和误差数据判断是否再加工；

步骤7：通过数据校验后将产品信息导入生产线控制系统。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤1各项数据初始化包括：计算机分析系统缓存清除并初始化，相机内部缓存清除，轨道系统以及支持架回到识别原点。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤2调配相机采集模式以及相机标定包括以下步骤：

由此可计算

式中

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤4包括：数据处理采用计算机通过基于OpenCV开发的图像处理软件进行分析，对图像灰度化处理、边界检测、滤波降噪、二值化、腐蚀与膨胀、轮廓查找与绘制等。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述图像灰度化处理包括：利用加权平均法处理，加权公式为：

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤5包括：通过10-15组数据采用加权平均法处理数据，并分离出误差数据和补偿数据。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤6包括：通过计算机分析系统分析当前工件是否超差、超限，进而判断是否需要再加工，以达到要求工件精度。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述步骤7包括：通过与模型数据库数据比对，且与生产线控制系统进行数据交换，完成产品分类操作。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，所述数据交换包括：数据交换通过无线传输模块传输至计算机分析系统。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，图像分析基于OpenCV开发的图像处理软件进行分析。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，在机床启动1小时后开始正式检测程序，以达到机床热平衡。

进一步地，如上所述的基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，该方法基于多线激光扫描的数控机床工件检测装置，其特征在于，包括：线激光扫描相机、无线传输模块、轨道装置、计算机。

本发明的优点在于：本发明一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，利用多线激光扫描相机直接采集工件的数字图像，数字图像传输至视觉系统进行畸变处理后传输至计算机中进行数据处理，可识别工件表面轮廓、浅度损伤和工件加工精度，通过多线激光扫描相机采集加工状态下的工件的数字图像，将其与数据库进行比对，通过基于OpenCV开发的图像处理软件分析图像数据，分离出的补偿数据和工件加工精度信息，并与机床数控系统进行数据交换，无需进行测量设备更换，提高了加工精度以及工件表面加工质量，缩短了测量时间，且数据具有较高的精度。

本发明所述一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法测量效率高，一次调试后维护方便，具有较高的应用价值，利用该方法可实现工件特别是曲面造型工件的在线检测和在位检测，并且可与数控系统更新补偿数据，使用方便。

附图说明

图1为线激光测量流程简图。

图2为数据分析流程图。

图3为图像处理流程图。

图4为线激光测量流程总览。

图5为多线激光测量装置示意图；

图中：001-轨道，002-机床工作台，003-机床移动台，004-线激光相机，005-相机支持架，006-无线传输模块，007-轨道支撑架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图5所示：本发明所述一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法，多线激光扫描测量系统，包括线激光相机、无线传输模块、轨道系统、计算及分析系统，三台线激光相机通过相机支持架、转轴以及轨道保证了离工作台有一定高度和角度，相机瞄准加工区域，加工过程采集数字图像，经过视觉系统图像畸变处理，通过无线传输模块将数据传输至计算机，基于OpenCV开发的图像处理软件分析图像数据，计算机将分离出的补偿数据以及误差数据导入生产线控制系统，随后将再加工数据导入机床数控系统，分离出的产品数据传输至生产线调控系统，控制生产线产品补偿量。

为获得清晰准确的图像，可向加工区域增加光源以及提供高速气流，对于相机视域受阻的飞屑，通过高速气流清除阻碍。

本发明所述一种基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法如下：

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，根据本发明的思想，在不脱离本发明的构思的前提下，在具体的实施方式以及应用范围均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。