加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，包括：圖像處理模塊，用于獲取材料的圖像，確定檢測(cè)輪廓點(diǎn)；計(jì)算模塊，用于獲取所述材料的理論輪廓圖形；確定模塊，用于確定與所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)，將每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)與相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)之間的坐標(biāo)差作為該理論輪廓點(diǎn)的補(bǔ)償變量；補(bǔ)償模塊，用于確定加工程序中的刀具的運(yùn)動(dòng)路徑中每個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)及補(bǔ)償變量，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償；及傳送模塊，用于將修正后的加工程序發(fā)送至所述的加工設(shè)備。本發(fā)明還提供一種加工程序補(bǔ)償方法。利用本發(fā)明可對(duì)加工程序進(jìn)行修正。
【專利說明】加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及加工技術(shù)，尤其涉及一種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控機(jī)床加工領(lǐng)域，采用自動(dòng)化控制，在設(shè)定刀具的加工路線(又稱 "運(yùn)動(dòng)路徑"）和加工量之后，刀具按照既定的程序執(zhí)行零件的加工過程，例如，對(duì)材料進(jìn)行 裁切。該加工路線往往是根據(jù)待加工材料的參數(shù)來決定，例如，加工材料的外輪廓。然而， 在實(shí)際進(jìn)行加工時(shí)，由于加工路線是根據(jù)加工材料的理論參數(shù)(例如，理論外輪廓點(diǎn)的坐 標(biāo)）來設(shè)定的，而加工材料的實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)難免存在一定的誤差，若完全依照在理論 參數(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)定的加工路線對(duì)材料進(jìn)行加工，肯定會(huì)導(dǎo)致加工出來的產(chǎn)品不符合加工要 求。
[0003] 此外，利用上述的加工方法還存在著進(jìn)一步的問題，由于在切削大量零件之后，刀 具會(huì)產(chǎn)生磨損。隨著刀具磨損量的增大，超過某一臨界值之后，導(dǎo)致刀具后續(xù)加工出來的零 件全部變成廢品或不合格品。這就產(chǎn)生了大量資源的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法，可對(duì)實(shí)際需加工的材 料進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)對(duì)材料的檢測(cè)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)的比對(duì)來完成對(duì)加工程序的補(bǔ)償修正， 從而確保加工質(zhì)量。
[0005] 此外，還有必要提供一種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法，可對(duì)刀具進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)對(duì) 比刀具的檢測(cè)數(shù)據(jù)和刀具的理論數(shù)據(jù)來輸出補(bǔ)償信號(hào)，從而使得加工設(shè)備可調(diào)整所述刀具 的物理參數(shù)以實(shí)現(xiàn)高精度的產(chǎn)品加工。
[0006] -種加工程序補(bǔ)償方法，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與具備刀具的加工設(shè)備及圖 像拍攝裝置相連接，該方法包括：利用所述圖像拍攝裝置獲取需要進(jìn)行加工的材料的二維 圖像；根據(jù)所述材料的二維圖像確定所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)；獲取所述材料 的理論輪廓圖形；利用數(shù)學(xué)方法將所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)與所述材料的理論輪廓圖形對(duì)齊 后，計(jì)算所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)到理論輪廓圖形的最近距離；根據(jù)所述最近距離確定與 所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)，計(jì)算每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)與相應(yīng)的 理論輪廓點(diǎn)之間的坐標(biāo)差，并將該坐標(biāo)差作為該理論輪廓點(diǎn)的補(bǔ)償變量；從所述加工設(shè)備 獲取加工程序，并確定所述加工程序中的刀具的運(yùn)動(dòng)路徑；確定與所述運(yùn)動(dòng)路徑中每個(gè)點(diǎn) 相對(duì)應(yīng)的所述材料的理論輪廓點(diǎn)及補(bǔ)償變量，并對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償以完 成對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑的補(bǔ)償；根據(jù)該補(bǔ)償后的運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)所述加工程序進(jìn)行修正；及將所述 修正后的加工程序發(fā)送至所述的加工設(shè)備。
[0007] -種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與具備刀具的加工設(shè)備及圖 像拍攝裝置相連接，該系統(tǒng)包括：圖像處理模塊，用于從所述圖像拍攝裝置獲取需要進(jìn)行 加工的材料的二維圖像，根據(jù)所述材料的二維圖像確定所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐 標(biāo)；計(jì)算模塊，用于獲取所述材料的理論輪廓圖形，利用數(shù)學(xué)方法將所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn) 與所述材料的理論輪廓圖形對(duì)齊后，計(jì)算所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)到理論輪廓圖形的最近 距離；確定模塊，用于根據(jù)所述最近距離確定與所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)相應(yīng)的理論輪廓 點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)，計(jì)算每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)與相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)之間的坐標(biāo)差，并將該坐標(biāo)差 作為該理論輪廓點(diǎn)的補(bǔ)償變量；補(bǔ)償模塊，用于從所述加工設(shè)備獲取加工程序，并確定所述 加工程序中的刀具的運(yùn)動(dòng)路徑，確定與所述運(yùn)動(dòng)路徑中每個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述材料的理論輪 廓點(diǎn)及補(bǔ)償變量，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償以完成對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑的補(bǔ)償，并 根據(jù)該補(bǔ)償后的運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)所述加工程序進(jìn)行修正；及傳送模塊，用于將所述修正后的加 工程序發(fā)送至所述的加工設(shè)備。
[0008] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)及方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷， 基于對(duì)待加工材料的檢測(cè)和刀具的檢測(cè)，從多方面實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定的加工程序進(jìn)行補(bǔ)償修正， 從而提商廣品加工的質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)商精度的廣品加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的運(yùn)行環(huán)境圖。
[0010] 圖2是本發(fā)明加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的加工設(shè)備示意圖。
[0011] 圖3是本發(fā)明加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的功能模塊圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明加工程序補(bǔ)償方法的第一實(shí)施方式的流程圖。
[0013] 圖5是本發(fā)明加工程序補(bǔ)償方法的第二實(shí)施方式的流程圖。
[0014] 圖6及圖7是本發(fā)明待加工材料的理論輪廓圖形與檢測(cè)得到的輪廓點(diǎn)的示意圖。
[0015] 主要元件符號(hào)說明

【權(quán)利要求】
1. 一種加工程序補(bǔ)償方法，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與具備刀具的加工設(shè)備及圖像 拍攝裝置相連接，其特征在于，該方法包括： 利用所述圖像拍攝裝置獲取需要進(jìn)行加工的材料的二維圖像； 根據(jù)所述材料的二維圖像確定所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)； 獲取所述材料的理論輪廓圖形； 利用數(shù)學(xué)方法將所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)與所述材料的理論輪廓圖形對(duì)齊后，計(jì)算所述 材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)到理論輪廓圖形的最近距離； 根據(jù)所述最近距離確定與所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)， 計(jì)算每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)與相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)之間的坐標(biāo)差，并將該坐標(biāo)差作為該理論輪廓點(diǎn) 的補(bǔ)償變量； 從所述加工設(shè)備獲取加工程序，并確定所述加工程序中的刀具的運(yùn)動(dòng)路徑； 確定與所述運(yùn)動(dòng)路徑中每個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述材料的理論輪廓點(diǎn)及補(bǔ)償變量，并對(duì)所述 運(yùn)動(dòng)路徑中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償以完成對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑的補(bǔ)償； 根據(jù)該補(bǔ)償后的運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)所述加工程序進(jìn)行修正；及 將所述修正后的加工程序發(fā)送至所述的加工設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1所述的加工程序補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法還包括： 利用所述圖像拍攝裝置獲取所述刀具的二維圖像； 對(duì)所述刀具的二維圖像中的像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行二值化處理； 根據(jù)所述刀具的二維圖像中像素值的變化確定所述刀具的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐 標(biāo)； 利用所述刀具的檢測(cè)輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算刀具的檢測(cè)重心坐標(biāo)； 獲取所述刀具的理論重心的坐標(biāo)； 通過比較所述檢測(cè)重心的坐標(biāo)及理論重心的坐標(biāo)，確定所述刀具的重心補(bǔ)償值；及 發(fā)送所述刀具的重心補(bǔ)償值至所述的加工設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求2所述的加工程序補(bǔ)償方法，其特征在于，所述刀具的檢測(cè)重心坐標(biāo)根 據(jù)如下方式進(jìn)行計(jì)算： 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的X坐標(biāo)的總和，將所述X坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到X坐標(biāo)的平均值； 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的Y坐標(biāo)的總和，將所述Y坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到Y(jié)坐標(biāo)的平均值； 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的Z坐標(biāo)的總和，將所述Z坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到Z坐標(biāo)的平均值；及 將所述的X坐標(biāo)的平均值、Y坐標(biāo)的平均值及Z坐標(biāo)的平均值作為所述刀具的檢測(cè)重 心的坐標(biāo)。
4. 如權(quán)利要求2所述的加工程序補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法還包括： 輸出補(bǔ)償報(bào)告，所述補(bǔ)償報(bào)告包括所述材料的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)、所述運(yùn)動(dòng)路徑 中的每個(gè)點(diǎn)的補(bǔ)償變量以及所述刀具的檢測(cè)重心坐標(biāo)。
5. 如權(quán)利要求1所述的加工程序補(bǔ)償方法，其特征在于，所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)根據(jù) 如下方式確定： 通過所述加工設(shè)備上的X光柵尺、Y光柵尺測(cè)量得到所述材料的二維圖像中各像素點(diǎn) 的X、Y坐標(biāo)；及 將所述材料的二維圖像中的像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行二值化處理，根據(jù)所述材料的二維圖 像中像素值的變化計(jì)算所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)的二維坐標(biāo)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的加工程序補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法還包括： 對(duì)所述修正后的加工程序進(jìn)行編碼，并將該編碼后的加工程序傳送至所述的加工設(shè) 備。
7. -種加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與具備刀具的加工設(shè)備及圖像 拍攝裝置相連接，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 圖像處理模塊，用于從所述圖像拍攝裝置獲取需要進(jìn)行加工的材料的二維圖像，根據(jù) 所述材料的二維圖像確定所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)； 計(jì)算模塊，用于獲取所述材料的理論輪廓圖形，利用數(shù)學(xué)方法將所述材料的檢測(cè)輪廓 點(diǎn)與所述材料的理論輪廓圖形對(duì)齊后，計(jì)算所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)到理論輪廓圖形的最 近距離； 確定模塊，用于根據(jù)所述最近距離確定與所述材料每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn) 及相應(yīng)的坐標(biāo)，計(jì)算每個(gè)檢測(cè)輪廓點(diǎn)與相應(yīng)的理論輪廓點(diǎn)之間的坐標(biāo)差，并將該坐標(biāo)差作 為該理論輪廓點(diǎn)的補(bǔ)償變量； 補(bǔ)償模塊，用于從所述加工設(shè)備獲取加工程序，并確定所述加工程序中的刀具的運(yùn)動(dòng) 路徑，確定與所述運(yùn)動(dòng)路徑中每個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述材料的理論輪廓點(diǎn)及補(bǔ)償變量，對(duì)所述 運(yùn)動(dòng)路徑中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償以完成對(duì)所述運(yùn)動(dòng)路徑的補(bǔ)償，并根據(jù)該補(bǔ)償后的運(yùn)動(dòng)路徑 對(duì)所述加工程序進(jìn)行修正；及 傳送模塊，用于將所述修正后的加工程序發(fā)送至所述的加工設(shè)備。
8. 如權(quán)利要求7所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于： 所述的圖像處理模塊還用于從所述圖像拍攝裝置獲取所述刀具的二維圖像，根據(jù)所述 刀具的二維圖像確定所述刀具的檢測(cè)輪廓點(diǎn)及相應(yīng)的坐標(biāo)； 所述的計(jì)算模塊還用于利用所述刀具的檢測(cè)輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算刀具的檢測(cè)重心坐 標(biāo)； 所述的確定模塊還用于獲取所述刀具的理論重心的坐標(biāo)，并通過比較所述檢測(cè)重心的 坐標(biāo)及理論重心的坐標(biāo)，確定所述刀具的重心補(bǔ)償值；及 所述的傳送模塊還用于發(fā)送所述刀具的重心補(bǔ)償值至所述的加工設(shè)備。
9. 如權(quán)利要求8所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述的計(jì)算模塊根據(jù)如下方 式計(jì)算所述刀具的檢測(cè)重心坐標(biāo)： 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的X坐標(biāo)的總和，將所述X坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到X坐標(biāo)的平均值； 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的Y坐標(biāo)的總和，將所述Y坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到Y(jié)坐標(biāo)的平均值； 計(jì)算所述刀具的所有檢測(cè)輪廓點(diǎn)的Z坐標(biāo)的總和，將所述Z坐標(biāo)的總和除以所有檢測(cè) 輪廓點(diǎn)的總數(shù)得到Z坐標(biāo)的平均值；及 將所述的X坐標(biāo)的平均值、Y坐標(biāo)的平均值及Z坐標(biāo)的平均值作為所述刀具的檢測(cè)重 心的坐標(biāo)。
10. 如權(quán)利要求7所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像處理模塊根據(jù)如 下方式確定所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)： 通過所述加工設(shè)備上的X光柵尺、Y光柵尺測(cè)量得到所述材料的二維圖像中各像素點(diǎn) 的X、Y坐標(biāo)；及 將所述材料的二維圖像中的像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行二值化處理，根據(jù)所述材料的二維圖 像中像素值的變化計(jì)算所述材料的檢測(cè)輪廓點(diǎn)的二維坐標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求7所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳送模塊還用于對(duì)所 述修正后的加工程序進(jìn)行編碼，并將該編碼后的加工程序傳送至所述的加工設(shè)備。
12. 如權(quán)利要求7所述的加工程序補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于： 所述的計(jì)算模塊還用于計(jì)算刀具的實(shí)際軸向，該實(shí)際軸向是所述刀具的檢測(cè)重心的右 方向與X軸所形成的夾角； 所述的確定模塊獲取所述刀具的理論軸向，比較該理論軸向與實(shí)際軸向之間的差值， 并將該差值作為該刀具的軸向補(bǔ)償值；及 所述的傳送模塊將該軸向補(bǔ)償值發(fā)送至所述的加工設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G05B19/404GK104423319SQ201310374098
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】張旨光, 吳新元, 謝鵬 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司