[发明专利]基于视觉的数控机床全闭环系统

权利要求书

1.基于视觉的数控机床全闭环系统，包括组件如下：半闭环控制的工作台、测量单元、分析计算单元、加工用的刀夹和刀具；

所述测量单元呈法兰盘状，加装在刀夹旁、刀柄上，不随刀具转动，但随刀具移动，安装有若干对“一”字型激光发射器和探测头，探测头处于法兰盘底部大圆环上，激光发射器处于法兰盘底部小圆环上；

所述分析计算单元与原来的半闭环控制工作台一起构成全闭环系统,分析计算单元根据探测头采集到的激光线位置和形状，按照三角形法则计算工件表面的形貌；

加工工件时,工件的每一个点至少会都被测量两次，测量每个加工动作得到的加工效果，可重建出表面加工前后的三维形貌，以及与预期效果的偏差，建立出加工参数和加工效果的对应关系，并根据这种实时的对应关系，动态调整加工参数，得到更精确的加工效果；

测量单元径向等间距安装有若干对激光发射器和探测头，激光发射器竖直向下发出“一”字型激光，探测头的光轴向激光线方向偏转；采用小步幅加工，以避免卷起切削废料，提高探测头采集激光线的准确度；切削废料位于工件上方，其高度高于加工前工件时，通过切削废料与工件的高度差，分析计算单元可以识别出卷起的切削废料；关闭加工机床上的全部灯光，以突出激光在工件表面的亮度；关闭加工机床上的切削液，以提高探测头采集的准确度。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的数控机床全闭环系统，其特征在于:激光发射器和探测头间的直线距离与测量单元到工件的最常工作位置间的距离大致相等。

3.根据权利要求1所述的基于视觉的数控机床全闭环系统，其特征在于:探测头的光轴向刀具偏转，偏转角度使得镜头对准工件工作位置，使得激光器发出的激光线穿过探测头所成像图像的中心，在工件的最上工作位置上形成最上工作位置的激光线的成像、在工件的最下工作位置上形成最下工作位置激光线的成像，激光线的成像都在探测头图像的边缘带以内。

4.根据权利要求1所述的基于视觉的数控机床全闭环系统，其特征在于:工件与测量单元间的距离，无论工件处在最大距离位置上还是在最小距离位置上，相邻探测头的视野都要有重叠，相邻探测头的视野没有重叠的工作位置是非法的工作位置。