基于视觉的数控机床全闭环系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于视觉的数控机床全闭环系统，包括半闭环控制的工作台、测量单元、分析计算单元、加工用的刀夹和刀具；所述测量单元呈法兰盘状，加装在刀夹旁、刀柄上，所述分析计算单元与原来的半闭环控制工作台一起构成全闭环系统。分析计算单元根据探测头采集到的激光线位置和形状，按照三角形法则计算工件表面的形貌；还介绍了一种基于视觉的数控机床全闭环系统的加工方法，完成一次加工包括扫描工作台、夹具并建模、扫描毛坏并建模、加工、加工结束四个步骤。本发明专利技术可以实时测量刀具每次移动后的加工动作效果，重建加工过程中的形貌，将加工的表面质量例如粗糙度等也纳入全闭环的控制系统，能成倍地提高加工精度。

Full closed loop system of CNC machine tool based on vision

The invention provides a full closed loop system of CNC machine tools based on vision, including a semi closed loop control worktable, measuring unit, analysis and calculation unit, tool clip and cutting tool. The measuring unit is flanged, mounted on the side of the knife clip, and on the handle of the knife. The analytical calculation unit and the original half closed loop control worktable are presented. Together to form a full closed loop system. According to the position and shape of the laser line collected by the probe head, the calculation unit calculates the surface morphology of the workpiece according to the triangle rule, and introduces a machining method of the complete closed loop system of the CNC machine tool based on the vision. The four steps are finished. The invention can measure the machining action effect of each moving tool in real time, reconstruct the shape of the machining process, and bring the machined surface quality, such as roughness, etc. into the closed loop control system, so that the machining precision can be improved.

【技术实现步骤摘要】
基于视觉的数控机床全闭环系统
本专利技术涉及数控机床控制
，更具体地说，涉及一种基于视觉的数控机床全闭环系统。
技术介绍
数控机床分成开环、半闭环和闭环三种控制方式。开环数控机床没有反馈，精度不高；半闭环数控机床用电机上的脉冲编码器做反馈元件，能够控制电机的转速，精度较高；闭环数控机床用光栅尺做位置反馈元件，精度最高。数控机床用刀具削减毛坯上的材料，以与设计目标吻合，但无论是半闭环和闭环，都没有控制刀具在毛坯上的削减结果，没有把切削过程纳入控制的闭环当中。如果把切削过程也纳入控制闭环，控制加工过程中的每一步骤的加工结果，将可以提高加工精度。因此，现有技术亟待有很大的进步。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺陷，提供一种基于视觉的、实时测量加工件三维形貌的全闭环系统，包括半闭环控制的工作台、构成全闭环的测量单元、分析计算单元、加工用的刀夹和刀具，具体如下：其中的测量单元呈法兰盘状，用滚动轴承加装在刀夹旁、刀柄上，测量单元不随刀具转动，但随刀具移动，测量单元径向等间距安装有若干对激光发射器和探测头，探测头处于外面的大圆环上，激光发射器处于里面的小圆环上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于视觉的数控机床全闭环系统，包括组件如下：半闭环控制的工作台、测量单元、分析计算单元、加工用的刀夹和刀具；所述测量单元呈法兰盘状，加装在刀夹旁、刀柄上，不随刀具转动，但随刀具移动，安装有若干对“一”字型激光发射器和探测头，探测头处于法兰盘底部大圆环上，激光发射器处于法兰盘底部小圆环上；所述分析计算单元与原来的半闭环控制工作台一起构成全闭环系统,分析计算单元根据探测头采集到的激光线位置和形状，按照三角形法则计算工件表面的形貌；加工工件时,工件的每一个点至少会都被测量两次，测量每个加工动作得到的加工效果，可重建出表面加工前后的三维形貌，以及与预期效果的偏差，建立出加工参数和加工效果的对应关系，并...

【技术特征摘要】
1.基于视觉的数控机床全闭环系统，包括组件如下：半闭环控制的工作台、测量单元、分析计算单元、加工用的刀夹和刀具；所述测量单元呈法兰盘状，加装在刀夹旁、刀柄上，不随刀具转动，但随刀具移动，安装有若干对“一”字型激光发射器和探测头，探测头处于法兰盘底部大圆环上，激光发射器处于法兰盘底部小圆环上；所述分析计算单元与原来的半闭环控制工作台一起构成全闭环系统,分析计算单元根据探测头采集到的激光线位置和形状，按照三角形法则计算工件表面的形貌；加工工件时,工件的每一个点至少会都被测量两次，测量每个加工动作得到的加工效果，可重建出表面加工前后的三维形貌，以及与预期效果的偏差，建立出加工参数和加工效果的对应关系，并根据这种实时的对应关系，动态调整加工参数，得到更精确的加工效果；测量单元径向等间距安装有若干对激光发射器和探测头，激光发射器竖直向下发出“一”字型激光，探测头的光轴向激光线方向偏转；采用小步幅加工，以避免卷起切削废料，提高探测头采集激光线的准确度；切削废料位于工件上方，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗胜，徐玲杰，
申请(专利权)人：温州大学激光与光电智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33