CN109108377B - 锯床等体积锯切*** - Google Patents

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Abstract

锯床等体积锯切***，包括设置在机架上的材料输送装置、锯切装置，材料输送装置包括液压元件和受液压元件驱动的夹紧机构，机架上还装有对准锯切装置上的锯切材料断面的LED光源、气动喷枪、CCD摄像头，CCD摄像头的数据输出端连接图像采集***，LED光源的控制信号输入端、气动喷枪的控制信号输入端分别连接图像采集***；图像采集***包括用于锯切材料截面标准图像的存储模块、用于比较CCD摄像头拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像的比较模块、指令输出模块；图像采集***、上位机、锯床自动化控制***依次连接，锯床自动化控制***的信号输出端连接液压元件的控制信号输入端，液压元件夹紧机构的液压回路连通。

Description

锯床等体积锯切***
技术领域
本发明涉及一种锯床切削***。
背景技术
经热轧、锻制或冷拉等加工工艺形成的金属圆钢等不同截面形状钢，目前采用锯切的方式将其分为固定长度，使其成为合适的材料坯，用于后续加工。但由于原材料加工工艺往往存在较大的加工误差，使得金属钢截面面积存在差异，在锯切长度为固定值的情况下，每次锯切后金属材料体积存在差异，在一些有较高精度要求的工况下，此类材料坯往往难以符合精度要求。
目前锯床行业对此尚无有效应对方法，仅仅依靠人工频繁测量截面数据，且仅凭理想计算方法进行估算，从而获得下一次锯切长度，造成加工效率低下，误差较高。
发明内容
本发明要解决现有锯床难以实现等体积锯切的缺点，提出锯床等体积锯切控制***。
本发明的锯床等体积锯切控制***是一种基于图像处理技术的锯床控制***，通过图像处理技术计算每次锯切前的材料截面面积，并得出下次锯切的送料长度，实现材料的等体积锯切，本发明解决了目前由人工识别效率低、精度低的问题，提高了面积识别精度和自动化程度。
锯床等体积锯切***，包括设置在机架上的材料输送装置、锯切装置，材料输送装置包括液压元件1和受液压元件驱动的夹紧元件3，夹紧机构3夹持锯切材料前进；锯切装置包括锯条5；其特征在于：机架上还装有对准锯切装置上的锯切材料断面的LED光源6、气动喷枪7、CCD摄像头8，CCD摄像头8的数据输出端连接图像采集***9，LED光源6的控制信号输入端、气动喷枪7的控制信号输入端分别连接图像采集***9；
图像采集***9包括用于锯切材料截面标准图像的存储模块、用于比较CCD摄像头8拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像的比较模块、指令输出模块；当CCD摄像头8拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像有差异时，指令输出模块控制气动喷枪7喷射，除去锯切材料截面的残留锯屑，并指令CD摄像头8再次提取锯切材料截面图像，供比较模块再次比较；当CCD摄像头8 拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像无差异时，图像采集***9向上位机10输出锯切材料截面图像；
图像采集***9、上位机10、锯床自动化控制***11依次连接，锯床自动化控制***的信号输出端连接液压元件1的控制信号输入端，液压元件1与夹紧机构3的液压回路连通；
图像采集***9根据上位机10输出的锯切材料截面图像计算截面面积并得出下次锯切长度，并将下次锯切长度馈送给锯床自动化控制***11；
锯床自动化控制***11控制液压元件1，使材料输送装置将下次锯切长度的锯切材料输送到锯切装置。
本发明的工作原理在于：首先利用LED光源照射锯切材料截面，利用金属材料易对光照产生反光的原理，使得材料背景图片在图像提取过程中弱化，并呈现规则的截面图像。在每次锯切材料之前，图像采集***将锯切截面进行图像提取，作为标准图像进行存储，用于判断后续图像提取是否存在误差。
利用CCD摄像头，对光照后的锯切材料截面进行拍摄，并将大量图像数据发送至图像采集***进行分析，由于锯切过程中会产生大量锯屑，并采用冷却液进行冷却，导致经锯切后的材料截面易出现锯屑残留和冷却液粘附，在图像处理中产生误差。因此图像采集***对 CCD摄像头所采集的图像和原始图像进行对比，判断截面图像边界是否存在偏差，据此判断是否存在锯屑残留或冷却液粘附。
当图像采集***认为存在锯屑残留或冷却液粘附后，直接控制位于切削截面前段的气动喷枪，使其瞬时喷出大量高压气体，将残留于材料截面的锯屑或切削液吹走，随后再一次通过CCD摄像头进行图像提取，并经图像采集***再次分析，若材料截面图像边界符合原始材料截面图像边界要求，则认为可以进行下次锯切状态。
图像采集***将截面图像发送至上位机，由上位机通过像素点分析进行材料截面面积计算，当计算完毕后，根据体积计算公式，得出下一次锯切长度。
上位机将锯切长度发送至锯床自动化控制***中，随后自动化控制***发送锯切指令，通过液压元件实现锯切材料的送料过程，将其送至指定加工位置，通过夹紧机构将锯切材料紧固，使其避免在加工过程中出现振动，随后发送锯切指令，控制锯带运动，最终实现等体积锯切过程。
本发明的有益效果是：由于锯切原材料带来的加工误差，导致锯床整体锯切过程体积误差较大，仅能通过人工肉眼频繁检测的方法来估计每一次的锯切长度，本发明设计了一套锯床等体积切削控制***，基于数字图像处理技术，计算每次锯切的横截面积，通过LED 光源和气动喷枪的共同作用，消除锯切截面残留物造成的误差，并通过锯床自动化控制***，输入每一次的锯切长度，最终实现锯床的等体积切削功能。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明***工作的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
锯床等体积锯切***，包括设置在机架上的材料输送装置、锯切装置，材料输送装置包括液压元件1和受液压元件驱动的夹紧元件3，夹紧机构3夹持锯切材料前进；锯切装置包括锯条5；其特征在于：机架上还装有对准锯切装置上的锯切材料断面的LED光源6、气动喷枪7、CCD摄像头8，CCD摄像头8的数据输出端连接图像采集***9，LED光源6的控制信号输入端、气动喷枪7的控制信号输入端分别连接图像采集***9；
图像采集***9包括用于锯切材料截面标准图像的存储模块、用于比较CCD摄像头8拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像的比较模块、指令输出模块；当CCD摄像头8拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像有差异时，指令输出模块控制气动喷枪7喷射，除去锯切材料截面的残留锯屑，并指令CD摄像头8再次提取锯切材料截面图像，供比较模块再次比较；当CCD摄像头8 拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像无差异时，图像采集***9向上位机10输出锯切材料截面图像；
图像采集***9、上位机10、锯床自动化控制***11依次连接，锯床自动化控制***的信号输出端连接液压元件1的控制信号输入端，液压元件1与夹紧机构3的液压回路连通；
图像采集***9根据上位机10输出的锯切材料截面图像计算截面面积并得出下次锯切长度，并将下次锯切长度馈送给锯床自动化控制***11；
锯床自动化控制***11控制液压元件1，使材料输送装置将下次锯切长度的锯切材料输送到锯切装置。
本发明的工作原理在于：首先利用LED光源6照射锯切材料截面4，利用金属材料易对光照产生反光的原理，使得材料背景图片在图像提取过程中弱化，并呈现规则的截面图像。在每次锯切材料之前，图像采集***9将锯切截面进行图像提取，作为原始图像进行存储，用于判断后续图像提取是否存在误差。
利用CCD摄像头8，对光照后的锯切材料截面4进行拍摄，并将大量图像数据发送至图像采集***进行分析，由于锯切过程中会产生大量锯屑，并采用冷却液进行冷却，导致经锯切后的材料截面易出现锯屑残留和冷却液粘附，在图像处理中产生误差。因此图像采集***9对工业CCD摄像头8所采集的图像和原始图像进行对比，判断截面图像边界是否存在偏差，据此判断是否存在锯屑残留或冷却液粘附。
当图像采集***9认为存在锯屑残留或冷却液粘附后，直接控制位于切削截面前段的气动喷枪7，使其瞬时喷出大量高压气体，将残留于材料截面的锯屑或切削液吹走，随后再一次通过CCD摄像头8 进行图像提取，并经图像采集***再次分析，若材料截面图像边界符合原始材料截面图像边界要求，则认为可以进行下次锯切状态。
图像采集***9将截面图像发送至上位机10，由上位机10通过像素点分析进行材料截面面积计算，当计算完毕后，根据体积计算公式，得出下一次锯切长度。
上位机10将下一次锯切长度发送至锯床自动化控制***11中，随后锯床自动化控制***11发送锯切指令，通过液压元器件1实现锯切材料2的送料过程，将其送至指定加工位置，通过夹紧装置3将锯切材料2紧固，使其避免在加工过程中出现振动，随后发送锯切指令，控制锯带5运动，最终实现等体积锯切过程。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.锯床等体积锯切***，包括设置在机架上的材料输送装置、锯切装置，材料输送装置包括液压元件（1）和受液压元件驱动的夹紧机构（3），夹紧机构（3）夹持锯切材料前进；锯切装置包括锯条（5）；其特征在于：机架上还装有对准锯切装置上的锯切材料断面的LED光源（6）、气动喷枪（7）、CCD摄像头（8），CCD摄像头（8）的数据输出端连接图像采集***（9），LED光源（6）的控制信号输入端、气动喷枪（7）的控制信号输入端分别连接图像采集***（9）；
图像采集***（9）包括用于锯切材料截面标准图像的存储模块、用于比较CCD摄像头（8）拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像的比较模块、指令输出模块；当CCD摄像头（8）拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像有差异时，指令输出模块控制气动喷枪（7）喷射，除去锯切材料截面的残留锯屑，并指令CCD摄像头（8）再次提取锯切材料截面图像，供比较模块再次比较；当CCD摄像头（8）拍摄的锯切材料截面图像与锯切材料截面标准图像无差异时，图像采集***（9）向上位机（10）输出锯切材料截面图像；
图像采集***（9）、上位机（10）、锯床自动化控制***（11）依次连接，锯床自动化控制***的信号输出端连接液压元件（1）的控制信号输入端，液压元件（1）与夹紧机构（3）的液压回路连通；
图像采集***（9）根据上位机（10）输出的锯切材料截面图像计算截面面积并得出下次锯切长度，并将下次锯切长度馈送给锯床自动化控制***（11）；
锯床自动化控制***（11）控制液压元件（1），使材料输送装置将下次锯切长度的锯切材料输送到锯切装置。
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