[发明专利]一种带视觉装置的加工中心运动定位数控系统及方法

说明书

实施例公开了一种带视觉装置的加工中心运动定位数控系统及方法，包括加工中心数控子系统、伺服驱动和位置检测子系统、视觉检测子系统。本发明实施例还公开了一种带视觉装置的加工中心运动定位方法。采用本发明，引入视觉检测装置，并在原有工作流程中加入图像处理、走刀前碰撞预判、安全/危险连锁等工作流程，达到预判并防止碰撞的效果，极大提高了加工中心的安全性、稳定性，同时也提升了加工中心的智能化。

技术领域

本发明涉及一种加工中心的数控系统，尤其涉及一种带视觉装置的加工中心运动定位方法及数控系统及方法。

背景技术

加工中心是一种由程序控制的自动化机床，其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，通过计算机将其译码，从而使机床动作并加工零件。加工中心的零件加工程序，是从零件图纸到生成刀具轨迹的数控加工全过程，可通过手工编程或计算机自动编程来获得。然而，人工手动编程存在需要专业的编程技术人员、编程效率相对低下、程序可靠性受编程技术人员的经验限制等缺点，实际生产中偶尔刀具碰撞的情况；而采用计算机自动编程，虽然可以提高编程效率，但受算法局限、复杂零件程度、刀具种类多形状复查、机台夹具形状多变的因素影响，加工过程还是存在刀具碰撞的可能。

总之，目前不管通过手工编程或计算机自动编程，均不能杜绝刀具碰撞，而一旦发生碰撞，轻则损坏刀具、零件，重则损坏机台，是需要避免发生的。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，提高装备的可靠性，有必要对现有技术做出改进。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种带视觉装置的加工中心运动定位数控系统及方法,可预测且防止刀具产生碰撞。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种带视觉装置的加工中心运动定位数控系统，包括加工中心数控子系统、伺服驱动和位置检测子系统、视觉检测子系统，所述加工中心数控子系统用于输入或生成刀具的加工程序，所述伺服驱动和位置检测子系统为所述刀具提供动力并反馈所述刀具的各轴位置，所述视觉检测子系统包括分别安装于所述刀具两侧的进行刀具周边环境图像采集的第一相机与第二相机，识别所述刀具末端的位置情况，并根据零件实时加工外形重构三维零件图，根据所述加工程序分析下一目标位置，计算出所述刀具的运行轨迹， 分析走刀轨迹与零件之间是否存在重叠区，再结合所述刀具的走刀方向是否为加工方向，进而预测下一步走刀是否安全。

进一步地，所述视觉检测子系统还包括图像采集卡、第二通信模块、第二处理器、第二存储器，所述图像采集卡用于采集所述第一相机与第二相机的图像，所述第二处理器用于计算所述刀具的运行轨迹，并根据所述刀具的一下目标位置计算重叠部分，所述第二通信模块用于与所述加工中心数控子系统、伺服驱动和位置检测子系统进行数据通信。

更进一步地，所述伺服驱动和位置检测子系统包括第三通信模块、伺服电机、位置检测反馈装置，所述第三通信模块用于与所述加工中心数控子系统与视觉检测子系统数据通信，所述伺服电机用于控制刀具运行，所述位置检测反馈装置用于反馈所述刀具各轴的位置信息。

更进一步地，所述加工中心数控子系统包括第一显示器、第一通信模块、第一处理器以及第一存储器，所述第一显示器用于工人编程、监控运行状态，所述第一通信模块负责与所述伺服驱动和位置检测子系统、视觉检测子系统数据的传送与接收，所述第一处理器用于实时处理数据，所述第一存储器用于存储人工编写或者计算机自动编写的零件加工程序。

更进一步地，所述第一通信模块、第二通信模块、第三通信模块均为TCP/IP 通信模块、WIFI 通信模块、RFID 通信模块、蓝牙通信模块和GSM 通信模块中的任意一种或几种的组合。

本发明实施例还提供了一种带视觉装置的加工中心运动定位方法，包括以下步骤：

S1：获取零件加工程序；

S2：读取刀具路径代码，并进行运动分解；