基于视觉定位的珩磨方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于视觉定位的珩磨方法和装置。基于视觉定位的珩磨方法包括以下步骤：利用视觉识别设备采集待磨削工件上待珩磨孔的图像；对图像进行处理，获取待珩磨孔中心的位置信息；基于位置信息，调整待磨削工件的位置，以使待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴；将珩磨头插入待珩磨孔中，并上下移动珩磨头对待珩磨孔实现珩磨加工。本发明专利技术能精确定位待珩磨孔中心位置，提高了珩磨精度及稳定性；采集图像时，只需预先设置待磨削工件的大概位置，就能定位到待珩磨孔中心的位置，进而完成自动定位及加工，能允许待磨削工件存在较大的加工和装夹误差，且能保证珩磨头与待珩磨孔的同轴度，极大地增加了大批量加工时的珩磨精度。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉定位的珩磨方法和装置
本专利技术属于珩磨加工
，特别是涉及一种基于视觉定位的珩磨方法和装置。
技术介绍
珩磨是用镶嵌在珩磨头上的油石(也称珩磨条)对精加工表面进行的精整加工，主要用在汽车、拖拉机、液压件、轴承、航空等制造业中珩磨工件的孔径磨削加工，珩磨时，工件安装在珩床工作台上或夹具中，具有若干油石条的珩磨头插入已加工的孔中，由机床主轴带动旋转并作轴向往复运动，油石条以一定压力与孔壁接触，即可切去一层极薄的金属。孔珩磨加工是一种高精度、高表面质量、大批量的高效加工方式，一般珩磨余量不超过0.2毫米，在孔珩磨加工中，以原加工孔中心来进行导向，为保证加工精度，珩磨时需要精准地定位到孔的中心位置，否则将导致孔珩磨加工时珩磨头与内孔的同轴度较差，进而影响珩磨精度。为了解决同轴度较差的问题，现有技术主要在珩磨头上进行了改进，衍生出了万向节珩磨头和可调式浮动珩磨头两大类型，然而，采用万向节珩磨头进行珩磨时，容易产生孔径上端形成椭圆开口的质量问题，并且在空刀调试时，这珩磨头很容易导致安全隐患；采用可调的浮动珩磨头，能在保证安全的情况下对定位比较准确的孔进行珩磨加工，但如果珩磨头与珩磨的孔中心偏心太大，则会造成所珩磨的孔的圆度和直线度不好，珩磨后精度超差。在找正定心方面，现有的珩磨机大多通过工装夹具定位间接找正的方式，人工操作进行找正定心，由于装备误差及人为操作误差等原因，这种方式难以满足珩磨精度的需要，也无法保证大规模生产的效率需要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于视觉定位的珩磨方法和装置，用于解决现有技术中珩磨机进行批量加工时无法准确快速定位到珩磨孔的中心，导致珩磨加工精度及加工效率受装夹误差影响较大的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于视觉定位的珩磨方法，包括以下步骤：利用视觉识别设备采集待磨削工件上待珩磨孔的图像；对所述图像进行处理，获取所述待珩磨孔中心的位置信息；基于所述位置信息，调整所述待磨削工件的位置，以使所述待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴；将所述珩磨头插入所述待珩磨孔中，并上下移动所述珩磨头对所述待珩磨孔实现珩磨加工。于本专利技术的一实施例中，对所述图像进行处理，获取所述待珩磨孔中心的位置信息包括以下步骤：获取所述待磨削工件的边缘特征曲线，并基于所述边缘特征曲线，获取所述待珩磨孔的匹配模板点；对所述图像进行边缘特征提取，获得边缘图像；将所述边缘图像与所述匹配模板点进行图像匹配，获得匹配度最优时所述匹配模板点相对于所述边缘图像的位置和旋转角；基于所述视觉识别设备的标定参数、所述位置和所述旋转角进行定位计算，获取所述位置信息。于本专利技术的一实施例中，在对所述图像进行处理之前，还包括对所述视觉识别设备进行标定，获得所述标定参数。于本专利技术的一实施例中，对所述视觉识别设备进行标定获得所述标定参数包括以下步骤：获取标定孔所在位置对应的第一坐标；所述标定孔为在待磨削工件表面与待珩磨孔同高度的任意位置上标定的一孔；获取所述标定孔在所述视觉识别设备的视野范围内的任意两个位置对应的第二坐标和第三坐标，以及所述任意两个位置对应的所述标定孔的两个图像坐标；所述第二坐标和所述第三坐标为调整所述待磨削工件位置使所述标定孔移动到所述任意两个位置时对应的坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标和所述第三坐标，以及所述标定孔的两个图像坐标，获得所述标定参数；重复上述步骤，多次计算所述标定参数，并将所述标定参数的均值作为精确值。于本专利技术的一实施例中，还包括检测所述待珩磨孔的尺寸，并在所述尺寸与预设尺寸的误差超过预设误差阈值时，报警并禁止珩磨加工。于本专利技术的一实施例中，所述方法包括两种工作模式：自动模式和手动模式；在所述自动模式下，利用控制系统控制所述视觉识别设备自动对所述待珩磨孔进行图像采集，并在获取所述位置信息后，通过所述控制系统将所述待磨削工件移动至所述待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴，最后在所述控制系统对所述珩磨加工设备的控制作用下，实现对所述待珩磨孔的珩磨加工；在所述手动模式下，操作人员控制所述视觉识别设备对所述待珩磨孔进行图像采集，并在获取所述位置信息后，操作人员移动所述待磨削工件至所述待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴，最后操作人员通过控制所述珩磨加工设备实现对所述待珩磨孔的珩磨加工。于本专利技术的一实施例中，在所述自动模式下，还包括对所述控制系统进行参数初始化设置；所述参数至少包括：所述待珩磨孔的数量、深度、直径以及拍摄点的坐标位置。本专利技术提供一种基于视觉定位的珩磨装置，包括：视觉识别设备、图像处理单元、位置调整组件和珩磨加工设备；所述视觉识别设备用于采集待磨削工件上待珩磨孔的图像，并将所述图像发送至所述图像处理单元；所述图像处理单元用于对所述图像进行处理以获取所述待珩磨孔中心的位置信息；所述位置调整组件用于基于所述位置信息，调整所述待磨削工件的位置，以使所述待珩磨孔的孔位与所述珩磨加工设备的珩磨头同轴；所述珩磨加工设备用于对所述待珩磨孔实现珩磨加工，在进行珩磨操作时，控制所述珩磨头插入所述待珩磨孔中，并上下移动。于本专利技术的一实施例中，所述视觉识别设备采用工业相机，所述工业相机的像素不低于2000万，且所述工业相机轴垂直于所述待磨削工件表面。于本专利技术的一实施例中，所述位置调整组件还用于将所述待磨削工件移动至所述视觉识别设备视野范围内，并用于将珩磨完成后的工件移动至装卸工位。如上所述，本专利技术所述的基于视觉定位的珩磨方法和装置，具有以下有益效果：(1)通过将对待磨削工件位置的控制与视觉识别控制整合，能做到实时定位测量，精确定位到待磨削工件上待珩磨孔的中心位置，提高了珩磨加工精度及稳定性；(2)视觉识别设备在采集图像时，只需要预先设置好待磨削工件的大概位置，就能自动定位到待珩磨孔中心的位置，进而完成自动定位及加工，从而能允许待磨削工件存在较大的加工和装夹误差，而且能保证珩磨头与待珩磨孔的同轴度，极大地增加了大批量加工时的珩磨精度。附图说明图1显示为本专利技术的基于视觉定位的珩磨方法于一实施例中的流程图。图2显示为本专利技术的基于视觉定位的珩磨装置于一实施例中的结构示意图。图3显示为本专利技术的基于视觉定位的珩磨方法于另一实施例中的工作流程图。图4显示为本专利技术的获取待珩磨孔中心位置信息于一实施例中的工作流程图。元件标号说明21视觉识别设备22图像处理单元23位置调整组件24珩磨加工设备S1～S4步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，包括以下步骤：/n利用视觉识别设备采集待磨削工件上待珩磨孔的图像；/n对所述图像进行处理，获取所述待珩磨孔中心的位置信息；/n基于所述位置信息，调整所述待磨削工件的位置，以使所述待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴；/n将所述珩磨头插入所述待珩磨孔中，并上下移动所述珩磨头对所述待珩磨孔实现珩磨加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用视觉识别设备采集待磨削工件上待珩磨孔的图像；
对所述图像进行处理，获取所述待珩磨孔中心的位置信息；
基于所述位置信息，调整所述待磨削工件的位置，以使所述待珩磨孔的孔位与珩磨加工设备的珩磨头同轴；
将所述珩磨头插入所述待珩磨孔中，并上下移动所述珩磨头对所述待珩磨孔实现珩磨加工。


2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，对所述图像进行处理，获取所述待珩磨孔中心的位置信息包括以下步骤：
获取所述待磨削工件的边缘特征曲线，并基于所述边缘特征曲线，获取所述待珩磨孔的匹配模板点；
对所述图像进行边缘特征提取，获得边缘图像；
将所述边缘图像与所述匹配模板点进行图像匹配，获得匹配度最优时所述匹配模板点相对于所述边缘图像的位置和旋转角；
基于所述视觉识别设备的标定参数、所述位置和所述旋转角进行定位计算，获取所述位置信息。


3.根据权利要求2所述的基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，在对所述图像进行处理之前，还包括对所述视觉识别设备进行标定，获得所述标定参数。


4.根据权利要求3所述的基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，对所述视觉识别设备进行标定获得所述标定参数包括以下步骤：
获取标定孔所在位置对应的第一坐标；所述标定孔为在待磨削工件表面与待珩磨孔同高度的任意位置上标定的一孔；
获取所述标定孔在所述视觉识别设备的视野范围内的任意两个位置对应的第二坐标和第三坐标，以及所述任意两个位置对应的所述标定孔的两个图像坐标；所述第二坐标和所述第三坐标为调整所述待磨削工件位置使所述标定孔移动到所述任意两个位置时对应的坐标；
根据所述第一坐标、所述第二坐标和所述第三坐标，以及所述标定孔的两个图像坐标，获得所述标定参数；
重复上述步骤，多次计算所述标定参数，并将所述标定参数的均值作为精确值。


5.根据权利要求1所述的基于视觉定位的珩磨方法，其特征在于，还包括检测所述待珩磨孔的尺寸，并在所述尺寸与预设尺寸的误差超...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志浩，邓肖，李兴隆，陈阁，
申请(专利权)人：沈机上海智能系统研发设计有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31