基于图像技术的数控加工二次装夹偏差测量仪及方法

摘要

基于图像技术的数控加工二次装夹偏差测量仪及方法。大型汽车覆盖模具在实际加工中，通常需要进行热处理，热处理时夹具与工件不分离，这样再次将夹具及工件安装在机床工作台上时在X、Y轴上会产生定位偏差。本发明的测量仪分两部分：第一部分由摄像头和数字信号处理器DSP组成，第二部分为拍摄对象，拍摄对象采用专门制作的专用测量标靶，其中专用测量标靶的基座材料为45钢，上表面安装有红色发光二极管LED灯管；刻线层为透明钢化玻璃，上表面涂有黑色遮光涂层，并将涂层刻掉一个精确的刻线用于拍摄、测量，红色矩形框尺寸为10.00mm×10.00mm；刻线层上安装有X、Y向水平尺各一个。本发明用于数控加工二次装夹偏差测量。

主权项

一种基于图像技术的数控加工二次装夹偏差测量仪的测量方法，其中基于图像技术的数控加工二次装夹偏差测量仪的组成包括：床体，其特征是：所述的床体上装有固定柄，所述的固定柄连接摄像头和图像处理器DSP，所述的床体具有工作台，所述的工作台上安装有工件夹具体，所述的工件夹具体上放置专用测量标靶，专用测量标靶上表面安装有X、Y 向水平尺各一个，所述的专用测量标靶包括基座，所述的基座上表面装有红色发光二极管LED 灯管和刻线层，所述的刻线层表面涂有遮光涂层；所述的基于图像技术的数控加工二次装夹偏差测量仪的测量方法如下：第一次安装夹具、工件后，将摄像头通过与机床主轴相配的工具系统安装在主轴上，保证摄像头与刀杆有较高的同轴度；操作机床将摄像头移动到加工程序原点，即专用测量标靶的正上方，调整Z 轴坐标为H，记录X、Y 轴坐标，进行拍摄；运用下文图像处理方法处理所拍摄的图像，同时进行系统标定，测量计算出十字中心距图像中心的实际偏差值，将偏差值输入机床系统，调整主轴上摄像头的位置；第一次安装夹具、工件后，根据第一次拍摄时记录的坐标值调整摄像头至指定位置，继续进行拍摄；运用数字信号处理器DSP 对所拍摄图像进行处理；采用线性滤波去除图像中的噪声干扰，对图像进行阈值分割，将其转化为二值图像；采用哈夫Hough 变化法对图像进行边缘检测，经过边缘检测和二值化处理后的图像边缘相对较厚，因此还需对边缘进行细化处理，这里采用坎尼Canny 细化算法，分别提取十字记号中心点在X、Y 轴上的坐标值，记录显示的坐标值(a,b)，设拍摄图像尺寸为C×D，单位为像素，经过计算得出偏差像素值为（a‑C,b‑D）；通过标定的计算公式，计算出实际距离偏差值为；将测量值通过无线信号传给接收装置，由接收装置将测量出的二次装夹偏差传输给机床系统，并修正加工程序，再更换成刀具继续加工工件。