CN103084927A - 一种在线测量***及其在线测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线测量***及其在线测量方法，用于对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，包括CCD图像采集装置、光栅数据采集模块和计算机***，所述CCD图像采集装置与所述计算机***信号连接，而所述光栅数据采集模块用于采集数控机床的光栅数据，并与所述计算机***信号连接，所述CCD图像采集装置可被安装或拆卸于数控机床的机头。将所述CCD图像采集装置安装于数控机床的机头上；操作数控机床的机头移动，使所述CCD图像采集装置对待测区域进行图像采集；将所述光栅数据采集模块与数控机床进行信号连接，并采集数控机床的光栅数据以输入所述计算机***；由计算机***将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。该测量方式简单、误差小。

Description

一种在线测量***及其在线测量方法
技术领域
本发明涉及数控机床的在线测量技术领域，具体是指一种用于对带光栅传感器的数控机床进行在线测量的在线测量***及其在线测量方法。
背景技术
采用数控机床进行工件加工时，为了保证加工的精度，需要对工件进行实时测量。现有的多种测量技术都是在工件加工完毕之后脱离加工平台进行测量的。当发现加工尺寸不合格之后需要将工件重新安装回加工平台进行修正，由于前后两次安装的位置很难保证一致，所以导致二次修正的误差也比较大。为了有效的解决这个问题，往往在检测工件时不将工件从加工平台上拆下，由此便产生了多种在线测量方案。比如非接触式在线测量，其结构简单，价格低，测量效率高等特点得到越来越广的应用。但现有的在线测量***不足在于：一般需要借助外部机械设备，如机械臂等，牵引视觉***移动，因此增加了测量***的费用，而且在工作现场增加外部机械可能会影响到数控机床本身的性能。另外，对于高精度、高切削速度的数控机床均已采用光栅检测，可实现动态测量，易于实现测量及数据处理自动化。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要借助外部机械设备的在线测量***及其在线测量方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种在线测量***，用于对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，包括CCD图像采集装置、光栅数据采集模块和计算机***，所述CCD图像采集装置与所述计算机***信号连接，而所述光栅数据采集模块用于采集数控机床的光栅数据，并与所述计算机***信号连接，所述CCD图像采集装置可被安装或拆卸于数控机床的机头。
所述CCD图像采集装置包括CCD成像模块、定倍镜头和可调节亮度的辅助光源，所述CCD成像模块与所述计算机***信号连接。
所述计算机***包括视频解析模块和图像测量模块，所述视频解析模块与所述CCD图像采集装置信号连接，而所述图像测量模块与所述光栅数据采集模块信号连接。
一种在线测量方法，采用上述的在线测量***对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，其步骤如下：首先，将所述CCD图像采集装置安装于数控机床的机头上；其次，操作数控机床的机头移动，使所述CCD图像采集装置对待测区域进行图像采集；再次，将所述光栅数据采集模块与数控机床进行信号连接，并采集数控机床的光栅数据以输入所述计算机***；最后，由计算机***将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。
本发明的有益效果在于：将CCD图像采集装置直接装于数控机床的机头上，利用数控机床的运动机构进行聚焦，并采集图像，无需提供单独的机械臂和视觉牵引***，极大地简化了在线测量***的结构；由于工件在加工后不必从机床卸下，大大减少工件由于装配产生的误差；CCD图像采集装置可通过一次聚焦采集而获得完整的工件图像，而光栅传感器可精确地获得工件的坐标数据，图像与坐标数据经计算机***解析综合后便可简单而直观地得到测量结果，测量过程简单且数据精确。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
图1是在线测量***的结构原理示意图。
具体实施方式
参考图1所示的一种在线测量***，用于对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，包括CCD图像采集装置、光栅数据采集模块和计算机***，所述CCD图像采集装置与所述计算机***信号连接，而所述光栅数据采集模块用于采集数控机床的光栅数据，并与所述计算机***信号连接，所述CCD图像采集装置可被安装或拆卸于数控机床的机头。所述CCD图像采集装置包括CCD成像模块、定倍镜头和可调节亮度的辅助光源，所述CCD成像模块与所述计算机***信号连接。所述计算机***包括视频解析模块和图像测量模块，所述视频解析模块与所述CCD图像采集装置信号连接，而所述图像测量模块与所述光栅数据采集模块信号连接。工件加工中，如需测量，则将CCD图像采集装置装于数控机床的空余的加工刀具刀架上，通过操作机床控制刀具刀架移动，使定倍镜头对工件进行聚焦，通过辅助光源调节亮度，然后通过CCD成像模块采集需要测量区域的图像数据，再将图像数据传送至计算机***的视频解析模块进行解析；同时，通过光栅数据采集装置对数控机床的光栅尺进行计数，并将光栅数据传送至计算机***的图像测量模块，经计算机***对图像数据和光栅数据进行分析后，便得出测量结果。将CCD图像采集装置直接装于数控机床的机头上，利用数控机床的运动机构进行聚焦，无需提供单独的机械臂和视觉牵引***，极大地简化了在线测量***的结构；由于工件在加工后不必从机床卸下，大大减少工件由于装配产生的误差；CCD图像采集装置可通过一次聚焦采集而获得完整的工件图像，而光栅传感器可精确地获得工件的坐标数据，图像与坐标数据经计算机***解析综合后便可简单而直观地得到测量结果，测量过程简单且数据精确。
一种在线测量方法，采用上述的在线测量***对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，其步骤如下：首先，将所述CCD图像采集装置安装于数控机床的机头上；其次，操作数控机床的机头移动，使所述CCD图像采集装置对待测区域进行图像采集；再次，将所述光栅数据采集模块与数控机床进行信号连接，并采集数控机床的光栅数据以输入所述计算机***；最后，由计算机***将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。
当然，以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的方案所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种在线测量***，用于对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，其特征在于：包括CCD图像采集装置、光栅数据采集模块和计算机***，所述CCD图像采集装置与所述计算机***信号连接，而所述光栅数据采集模块用于采集数控机床的光栅数据，并与所述计算机***信号连接，所述CCD图像采集装置可被安装或拆卸于数控机床的机头。
2.根据权利要求1所述的一种在线测量***，其特征在于：所述CCD图像采集装置包括CCD成像模块、定倍镜头和可调节亮度的辅助光源，所述CCD成像模块与所述计算机***信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种在线测量***，其特征在于：所述计算机***包括视频解析模块和图像测量模块，所述视频解析模块与所述CCD图像采集装置信号连接，而所述图像测量模块与所述光栅数据采集模块信号连接。
4.一种在线测量方法，采用权利要求1中所述的在线测量***对带光栅传感器的数控机床进行在线测量，其步骤如下：
首先，将所述CCD图像采集装置安装于数控机床的机头上；
其次，操作数控机床的机头移动，使所述CCD图像采集装置对待测区域进行图像采集；
再次，将所述光栅数据采集模块与数控机床进行信号连接，并采集数控机床的光栅数据以输入所述计算机***；
最后，由计算机***将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。
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