工具机加工定位方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术系有关于一种工具机加工定位方法及其装置，其主要系于CNC工具机上加装影像撷取单元，并利用影像撷取单元拍摄标准工件及待加工件而分别产生标准影像及工件影像，而于标准影像上输入特征轮廓，并以特征轮廓来对应工件影像上的外观轮廓，并计算对应后之中心点实际坐标。然后，再计算标准影像与工件影像之中心点实际坐标的差值，并加上原本已知二者的工件间距，即可准确得知待加工件之加工坐标数据。换言之，本发明专利技术仅需进行拍摄及处理运算步骤，无须机械式的移动量测，便可快速、精准地定位多个待加工件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术系有关于一种工具机加工定位方法及其装置，其主要系于CNC工具机上加装影像撷取单元，并利用影像撷取单元拍摄标准工件及待加工件而分别产生标准影像及工件影像，而于标准影像上输入特征轮廓，并以特征轮廓来对应工件影像上的外观轮廓，并计算对应后之中心点实际坐标。然后，再计算标准影像与工件影像之中心点实际坐标的差值，并加上原本已知二者的工件间距，即可准确得知待加工件之加工坐标数据。换言之，本专利技术仅需进行拍摄及处理运算步骤，无须机械式的移动量测，便可快速、精准地定位多个待加工件。【专利说明】工具机加工定位方法及其装置
本专利技术系关于一种工具机加工定位方法及其装置，尤指一种适用于计算机数值控制(Computer Numerical Control,CNC)工具机上对工件之加工位置进行定位的方法,及执行该方法的装置。
技术介绍
以目前工具机的
而言，对于工件之加工位置的定位始终维持传统方式，即以探头对工件的四周量测，以求出工件之中心或特定特征点。详言之，以一般矩型工件而言，欲求出其中心的加工点，必须以探头量测工件之四周侧壁、及顶壁，亦即量测工件分别于X轴、Y轴、及Z轴上所占之长度距离后，再透过运算求取其工件之中心点。这样的量测方式以最简单的矩型工件而言，就必须进行五次量测。然而，一旦欲加工的工件是复杂、或不规则的形状，或是工件摆放的角度有变化，则就必须进行更多次的量测，相当耗时费工。而且。对于每个欲进行加工之工件都必须重新量测、定位，非常不利于大量生产。再者，对于小工件的定位，探头量测的方式会变的非常的困难，甚至无法执行。另外，以探头量测的方式，很容易因为使用者操作不甚，而使探头碰撞工件，导致工件或探头毁损。此外，以探头量测的方式非常仰赖操作者的经验及技术，不熟练的操作者容易耗费更多时间，且容易产生量测误差。
技术实现思路
本专利技术之主要目的系在提供一种工具机加工定位方法及其装置，俾能自动测量每一个工件的中心坐标，进而快速地对每一个工件进行加工位置的自动定位，可以大幅降低习知工件定位所耗时间，且可显著地提高定位的精准度。为达成上述目的，本专利技术一种工具机加工定位方法，其系用于对复数工件的加工位置进行定位，复数工件具有一外观轮廓，且复数工件包括一标准工件、及至少一待加工件，方法包括以下步骤:首先，拍摄标准工件以获得一标准影像，并于标准影像上输入一特征轮廓，特征轮廓系至少局部地对应于复数工件之外观轮廓，标准工件与至少一待加工件之间具有一工件间距。再者，计算标准影像之中心点实际坐标。接着，拍摄至少一待加工件以获得一工件影像，又以特征轮廓对准工件影像上之外观轮廓后，计算工件影像之中心点实际坐标。最后，计算工件影像与标准影像之中心点实际坐标间的差值，并将之加上工件间距，而获得至少一待加工件之一加工坐标数据。据此，本专利技术系利用标准影像上所输入之特征轮廓来对应工件影像上的外观轮廓，并计算对应后工件影像的中心点实际坐标。然后，再计算标准影像与工件影像之中心点实际坐标的差值，并加上原本已知二者的工件间距，即可准确得知待加工件之加工坐标数据。换言之，本专利技术仅需进行拍摄及处理运算步骤，无须机械式的移动量测，便可快速、 精准地定位多个待加工件。其中，本专利技术所提供的自动定位方法中，关于计算标准影像之中心点实际坐标的步骤中，可先计算标准影像之中心点像素坐标值后，再将之转换为中心点实际坐标。同样地，在计算工件影像之中心点实际坐标的步骤中，可先计算工件影像之中心点像素坐标值后，再将之转换为中心点实际坐标。据此，本专利技术系可利用影像中之像素作为坐标值，并藉此转换成实际加工尺寸的坐标值。然而，上述将影像中之像素值来转换成实际加工尺寸，可以透过一尺寸转换比例值来进行。关于尺寸转换比例值，本专利技术提供以下步骤来获得:首先，拍摄标准工件而获得一第一工件影像；接着，移动标准工件一特定距离后，拍摄标准工件而获得一第二工件影像；最后，计算第一工件影像与第二工件影像之中心点像素坐标值间的差值与特定距离间的比值。其中，工件所移动之特定距离较佳为二个轴向的移动距离。换言之，本专利技术所提供之方法系利用工件的实际位移量与影像中的像素坐标的位移量间之比值，即可获得上述之尺寸转换比例值。再者，本专利技术所提供的自动定位方法中，关于计算标准影像之中心点实际坐标可以包括以下步骤:首先，分割标准影像为复数兴趣域，而标准影像上之每一兴趣域包括有特征轮廓；接着，分别计算每一兴趣域之几何中心像素坐标；最后，计算复数兴趣域上之几何中心像素坐标间之中心点，其即为标准影像之中心点像素坐标值。据此，上述所提之方法可以精准且快速地算出所输入之特征轮廓的中心点像素坐标值。承上，本专利技术所提供的自动定位方法中，工件影像可以包括复数比对区，且复数比对区系对应于复数兴趣域，而关于计算工件影像之中心点实际坐标可以包括以下步骤:首先，以标准影像之复数兴趣域上的特征轮廓分别比对工件影像之复数比对区上的外观轮廓；接着，分别计算每一比对区之几何中心像素坐标；最后，计算复数比对区上之几何中心像素坐标间之中心点，其即为中心点像素坐标值。换言之，本专利技术可以透过将所输入之特征轮廓分割成多个局部的特征轮廓，并以其分别去比对工件影像上所对应的外观轮廓，待所有部分特征轮廓比对完成时，才计算中心坐标。据此，本专利技术可以适用不同尺寸但具相同外观轮廓之工件的定位，亦即不论是工件尺寸放大或缩小，只要特征轮廓符合即可进行比对。因此，本专利技术可适用的尺寸范围大，且藉由多特征部分的比对方式可得到绝佳之精准度。另外，本专利技术所提供的自动定位方法中，于最初始的步骤可定位标准工件之中心点于一拍摄中心点。而且，在计算标准影像之中心点实际坐标的步骤中，可包括计算标准影像之中心点实际坐标与拍摄中心点之坐标间的差值为一输入偏移值。再且，于计算待加工件之加工坐标数据之步骤时，除了将工件影像与标准影像之中心点实际坐标间的差值加上工件间距外，再加上前述输入偏移值。然而，上述步骤之主要用意在于，因为本专利技术之特征轮廓可由人为输入，而人为输入时操作者很难精准、完整地描绘输入，故有可能会产生误差值。有鉴于此，本专利技术特别考虑特征轮廓与中心原点间的输入偏移值，将其计入待加工件之加工坐标数据的计算内，据此除可提高定位的精准度外，使用者于输入特征轮廓时无须费心地精准描绘，可大幅节省描绘所耗时间。此外，在通常的情况下，拍摄的中心点不会位于加工中心点上。鉴于此点，本专利技术特提供下述方法，将拍摄之中心点与加工中心点间的间距定义为一中心间距。其中，关于计算待加工件之加工坐标数据之步骤时，除了将工件影像与标准影像之中心点实际坐标间的差值加上工件间距、及输入偏移值外，再加上中心间距。为达成本专利技术之目的，本专利技术又提供一种工具机加工定位装置，其可用于对复数工件的加工位置进行定位，而复数工件具有一外观轮廓，复数工件包括一标准工件、及至少一待加工件，标准工件与至少一待加工件之间具有一工件间距，而该装置主要包括:一影像撷取单元、一输入装置、以及一控制器。其中，影像撷取单元系设置于工具机之一主轴头上，且影像撷取单元系用于拍摄标准工件以获得一标准影像，并拍摄至少一待加工件以获得一工件影像。再者，输入装置系用以于标准影像上输入一特征轮廓，而特征轮廓系至少局部地对应于复数工件之外观轮廓。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具机加工定位方法，其系用于对复数工件之加工位置进行定位，该复数工件各具有一外观轮廓，该复数工件包括一标准工件、及至少一待加工件，该方法包括以下步骤：(A)拍摄该标准工件以获得一标准影像，并于该标准影像上输入一特征轮廓，该特征轮廓系至少局部地对应于该复数工件之该外观轮廓，该标准工件与该至少一待加工件之间具有一工件间距；(B)计算该标准影像之中心点实际坐标；(C)拍摄该至少一待加工件以获得一工件影像；(D)以该特征轮廓对准该工件影像上之该外观轮廓后，计算该工件影像之中心点实际坐标；以及(E)计算该工件影像与该标准影像之中心点实际坐标间的差值，并将之加上该工件间距，而获得该至少一待加工件之一加工坐标数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟尧，王圣林，
申请(专利权)人：西门子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71