一种基于视觉识别的数控机床控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于视觉识别的数控机床控制系统。通过中控处理器控制所述摄像头检测所述工件在所述数控机床工作台上的位置，以控制所述第一电机和所述第一电机调节所述摄像头以及数控机床刀头加工所述工件，实现对所述数控机床的自动控制，本发明专利技术所述数控机床操作工序简单，通过摄像头对所述工件的检测，中控处理器根据所述摄像头检测的工件的位置调整到头对工件进行加工，有效地提高了数控机床的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉识别的数控机床控制系统
本专利技术涉及数控机床控制
，尤其涉及一种基于视觉识别的数控机床控制系统。
技术介绍
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。由于数控机床在加工工件时对于工件的精密度要求较高，现有的数控机床的控制系统对工件的位置都需要人工测量后固定，导致无法自动寻找工件的实际摆放位置导致的机床工作效率低。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于视觉识别的数控机床控制系统。用以克服现有技术中无法自动寻找工件的实际摆放位置导致的机床工作效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于视觉识别的数控机床控制系统，包括:数控机床本体，用以根据用户的需求加工工件，在数控机床本体内安装有用以储存加工工件所需数据的中控处理器；第一驱动机构，包括设置在所述数控机床本体一侧的箱体，所述箱体内安装有第一电机、螺杆、螺纹套以及连接杆，所述第一电机与所述螺杆一端经法兰连接，所述螺杆与所述螺纹套螺纹连接，所述箱体靠近所述连接杆的一侧还开设有滑槽，所述连接杆沿所述滑槽运动；第二驱动机构，包括第一支撑板、第二支撑板、第二电机、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮、转轴、连接块以及第三支撑板，所述第二电机固定安装在所述第二支撑板上且所述第二电机电机轴与所述第一皮带轮连接，所述第二皮带轮经所述皮带与所述第一皮带轮连接，所述转轴与所述第二皮带轮连接，所述转轴与所述连接块固定连接；摄像头，其设置在所述第二驱动机构上，用以检测待加工工件；所述第二驱动机构经所述第一支撑板与所述第一驱动机构连接，所述中控处理器分别于所述第一电机、所述第二电机以及摄像头连接；所述中控处理器设有预设工件种类矩阵Q0和预设工件位置矩阵P0，对于所述预设工件种类矩阵Q0，设定Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设工件种类，Q2为第二预设工件种类，Q3为第三预设工件种类，Q4为第四预设工件种类；对于所述预设标准位置矩阵P0，设定P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为第一预设标准位置，P2为第二预设标准位置，P3为第三预设标准位置，P4为第四预设标准位置，对于所述第i预设标准位置Pi，设定Pi(Xi，Yi)，其中，Xi为横坐标，Yi为纵坐标，当所述数控机床加工工件时，所述中控处理器根据所述工件种类确定加工所述工件的位置，当所述工件种类为Q1时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P1；当所述工件种类为Q2时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P2；当所述工件种类为Q3时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P3；当所述工件种类为Q4时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P4。所述中控处理器还设有预设极特征点矩阵组L0，设定L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为第一预设极特征点矩阵组，L2为第二预设极特征点矩阵组，L3为第三预设极特征点矩阵组，L4为第四预设极特征点矩阵组，对于第i预设极特征点矩阵组Li，设定Li(Xai，Xbi，Yai，Ybi)，其中，Xai为第i极左特征点，Xbi为第i极右特征点，Yai为第i极上特征点，Ybi为第i极下特征点，当所述待加工工件移动到指定位置时，检测图像中的工件位置是否与标准位置匹配，若所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置不匹配，从图像中寻找零件的极左特征点或极右特征点，所述中控处理器调节第二电机转动以调节摄像头的横向角度以使摄像头寻找所述极左特征点或极右特征点，若通过调节横向角度后未找到极左特征点或极右特征点，从图像中寻找极上特征点或极下特征点，所述中控处理调节第一电机转动以调节摄像头纵向运动以使摄像头寻找极上特征点或极下特征点。进一步地，所述中控处理器还设有预设第一转动角度矩阵θ0和预设第一转动时间矩阵t0，对于所述预设第一转动角度矩阵θ0，设定θ0(θ1，θ2，θ3，θ4)，其中，θ1为第一预设第一转动角度，θ2为第二预设第一转动角度，θ3为第三预设第一转动角度，θ4为第四预设第一转动角度；对于所述预设第一转动时间矩阵t0，设定t0(t1，t2，t3，t4)，其中，t1为第一预设第一转动时间，t2为第二预设第一转动时间，t3为第三预设第一转动时间，t4为第四预设第一转动时间；当所述工件种类为Q1，所述工件的标准位置为(X1，Y1)，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ1，将所述第一电机的转动时间设置为t1；当所述工件种类为Q2，所述工件的标准位置为(X2，Y2)，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ2，将所述第一电机的转动时间设置为t2；当所述工件种类为Q3，所述工件的标准位置为(X3，Y3)，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ3，将所述第一电机的转动时间设置为t3；当所述工件种类为Q4，所述工件的标准位置为(X4，Y4)，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ4，将所述第一电机的转动时间设置为t4。进一步地，所述中控处理器还设有根据所述工件的种类Qi对应预设的工件标准特征点(Xai，xbi，Yai，Ybi)，设定i＝1，2，3，4，当所述中控处理器控制所述第一电机转动ti时间且控制所述第二电机转动θi角度后，所述中控处理器以所述工件的标准位置(Xi，Yi)为原点建立直角坐标系，所述中控处理器控制所述摄像头检测所述工件特征点与所述工件标准特征点的匹配度A以判定所述工件是否处在所述标准位置。进一步地，所述中控处理器还设有预设工件匹配度A0，当所述摄像头寻找到所述工件的极特征点时，使用摄像头检测零件图像的完整度A并将A与A0进行比较，当A≥A0时，所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置匹配；当A＜A0时，所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置不匹配；当所述中控处理器判定所述工件位置与所述标准位置不匹配时，所述中控处理器控制所述摄像头检测所述工件的特征点。进一步地，所述中控处理器还设有预设极左特征点差值矩阵ΔXa0和预设第一调节角度矩阵Δθ0(Δθ1，Δθ2，Δθ3，Δθ4)，对于所述预设极左特征点差值矩阵ΔXa0，设定ΔXa0(ΔXa1，ΔXa2，ΔX3a，ΔXa4)，其中，ΔXa1为第一预设极左特征点差值，ΔXa2为第二预设极左特征点差值，ΔXa3为第三预设极左特征点差值，ΔXa4为第四预设极左特征点差值，各预设极左特征点差值按照顺序增加；对于所述预设第一调节角度矩阵Δθ0，设定Δθ0(Δθ1，Δθ2，Δθ3，Δθ4)，其中，Δθ1为第一预设第一调节角度，Δθ2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，包括:/n数控机床本体，用以根据用户的需求加工工件，在数控机床本体内安装有用以储存加工工件所需数据的中控处理器；/n第一驱动机构，包括设置在所述数控机床本体一侧的箱体，所述箱体内安装有第一电机、螺杆、螺纹套以及连接杆，所述第一电机与所述螺杆一端经法兰连接，所述螺杆与所述螺纹套螺纹连接，所述箱体靠近所述连接杆的一侧还开设有滑槽，所述连接杆沿所述滑槽运动；/n第二驱动机构，包括第一支撑板、第二支撑板、第二电机、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮、转轴、连接块以及第三支撑板，所述第二电机固定安装在所述第二支撑板上且所述第二电机电机轴与所述第一皮带轮连接，所述第二皮带轮经所述皮带与所述第一皮带轮连接，所述转轴与所述第二皮带轮连接，所述转轴与所述连接块固定连接；/n摄像头，其设置在所述第二驱动机构上，用以检测待加工工件；/n所述第二驱动机构经所述第一支撑板与所述第一驱动机构连接，所述中控处理器分别于所述第一电机、所述第二电机以及摄像头连接；/n所述中控处理器设有预设工件种类矩阵Q0和预设工件位置矩阵P0，对于所述预设工件种类矩阵Q0，设定Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设工件种类，Q2为第二预设工件种类，Q3为第三预设工件种类，Q4为第四预设工件种类；对于所述预设标准位置矩阵P0，设定P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为第一预设标准位置，P2为第二预设标准位置，P3为第三预设标准位置，P4为第四预设标准位置，对于所述第i预设标准位置Pi，设定Pi(Xi，Yi)，其中，Xi为横坐标，Yi为纵坐标，当所述数控机床加工工件时，所述中控处理器根据所述工件种类确定加工所述工件的位置，/n当所述工件种类为Q1时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P1；/n当所述工件种类为Q2时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P2；/n当所述工件种类为Q3时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P3；/n当所述工件种类为Q4时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P4。/n所述中控处理器还设有预设极特征点矩阵组L0，设定L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为第一预设极特征点矩阵组，L2为第二预设极特征点矩阵组，L3为第三预设极特征点矩阵组，L4为第四预设极特征点矩阵组，对于第i预设极特征点矩阵组Li，设定Li(Xai，Xbi，Yai，Ybi)，其中，Xai为第i预设极左特征点，Xbi为第i预设极右特征点，Yai为第i预设极上特征点，Ybi为第i预设极下特征点；/n当所述待加工工件移动到指定位置时，检测图像中的工件位置是否与标准位置匹配，若所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置不匹配，从图像中寻找零件的极左特征点或极右特征点，所述中控处理器调节所述第二电机转动以调节摄像头的横向角度以使摄像头寻找所述极左特征点或极右特征点，若通过调节横向角度后未找到极左特征点或极右特征点，从图像中寻找极上特征点或极下特征点，所述中控处理调节所述第一电机转动以调节摄像头纵向运动以使摄像头寻找极上特征点或极下特征点。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，包括:
数控机床本体，用以根据用户的需求加工工件，在数控机床本体内安装有用以储存加工工件所需数据的中控处理器；
第一驱动机构，包括设置在所述数控机床本体一侧的箱体，所述箱体内安装有第一电机、螺杆、螺纹套以及连接杆，所述第一电机与所述螺杆一端经法兰连接，所述螺杆与所述螺纹套螺纹连接，所述箱体靠近所述连接杆的一侧还开设有滑槽，所述连接杆沿所述滑槽运动；
第二驱动机构，包括第一支撑板、第二支撑板、第二电机、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮、转轴、连接块以及第三支撑板，所述第二电机固定安装在所述第二支撑板上且所述第二电机电机轴与所述第一皮带轮连接，所述第二皮带轮经所述皮带与所述第一皮带轮连接，所述转轴与所述第二皮带轮连接，所述转轴与所述连接块固定连接；
摄像头，其设置在所述第二驱动机构上，用以检测待加工工件；
所述第二驱动机构经所述第一支撑板与所述第一驱动机构连接，所述中控处理器分别于所述第一电机、所述第二电机以及摄像头连接；
所述中控处理器设有预设工件种类矩阵Q0和预设工件位置矩阵P0，对于所述预设工件种类矩阵Q0，设定Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设工件种类，Q2为第二预设工件种类，Q3为第三预设工件种类，Q4为第四预设工件种类；对于所述预设标准位置矩阵P0，设定P0(P1，P2，P3，P4)，其中，P1为第一预设标准位置，P2为第二预设标准位置，P3为第三预设标准位置，P4为第四预设标准位置，对于所述第i预设标准位置Pi，设定Pi(Xi，Yi)，其中，Xi为横坐标，Yi为纵坐标，当所述数控机床加工工件时，所述中控处理器根据所述工件种类确定加工所述工件的位置，
当所述工件种类为Q1时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P1；
当所述工件种类为Q2时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P2；
当所述工件种类为Q3时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P3；
当所述工件种类为Q4时，所述中控处理器将所述工件的标准位置设置为P4。
所述中控处理器还设有预设极特征点矩阵组L0，设定L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为第一预设极特征点矩阵组，L2为第二预设极特征点矩阵组，L3为第三预设极特征点矩阵组，L4为第四预设极特征点矩阵组，对于第i预设极特征点矩阵组Li，设定Li(Xai，Xbi，Yai，Ybi)，其中，Xai为第i预设极左特征点，Xbi为第i预设极右特征点，Yai为第i预设极上特征点，Ybi为第i预设极下特征点；
当所述待加工工件移动到指定位置时，检测图像中的工件位置是否与标准位置匹配，若所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置不匹配，从图像中寻找零件的极左特征点或极右特征点，所述中控处理器调节所述第二电机转动以调节摄像头的横向角度以使摄像头寻找所述极左特征点或极右特征点，若通过调节横向角度后未找到极左特征点或极右特征点，从图像中寻找极上特征点或极下特征点，所述中控处理调节所述第一电机转动以调节摄像头纵向运动以使摄像头寻找极上特征点或极下特征点。


2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，所述中控处理器还设有预设第一转动角度矩阵θ0和预设第一转动时间矩阵t0，对于所述预设第一转动角度矩阵θ0，设定θ0(θ1，θ2，θ3，θ4)，其中，θ1为第一预设第一转动角度，θ2为第二预设第一转动角度，θ3为第三预设第一转动角度，θ4为第四预设第一转动角度；对于所述预设第一转动时间矩阵t0，设定t0(t1，t2，t3，t4)，其中，t1为第一预设第一转动时间，t2为第二预设第一转动时间，t3为第三预设第一转动时间，t4为第四预设第一转动时间；
当所述工件的标准位置为(X1，Y1)时，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ1，将所述第一电机的转动时间设置为t1；
当所述工件的标准位置为(X2，Y2)时，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ2，将所述第一电机的转动时间设置为t2；
当所述工件的标准位置为(X3，Y3)时，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ3，将所述第一电机的转动时间设置为t3；
当所述工件的标准位置为(X4，Y4)时，所述中控处理器将所述第二电机的转动角度设置为θ4，将所述第一电机的转动时间设置为t4。


3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，所述中控处理器还设有根据所述工件的种类Qi对应预设的工件标准特征点(Xai，xbi，Yai，Ybi)，设定i＝1，2，3，4，当所述中控处理器控制所述第一电机转动ti时间且控制所述第二电机转动θi角度后，所述中控处理器以所述工件的标准位置(Xi，Yi)为原点建立直角坐标系，所述中控处理器控制所述摄像头检测所述工件特征点与所述工件标准特征点的匹配度A以判定所述工件是否处在所述标准位置。


4.根据权利要求3所述的基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，所述中控处理器还设有预设工件匹配度A0，
当所述摄像头寻找到所述工件的极特征点时，使用摄像头检测零件图像的完整度A并将A与A0进行比较，
当A≥A0时，所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置匹配；
当A＜A0时，所述中控处理器判定所述工件位置与标准位置不匹配；
当所述中控处理器判定所述工件位置与所述标准位置不匹配时，所述中控处理器控制所述摄像头检测所述工件的特征点。


5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的数控机床控制系统，其特征在于，所述中控处理器还...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜国球，
申请(专利权)人：广州盛硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44