[发明专利]一种可识别工件并自动输入工艺参数的数控机床及其加工方法

权利要求书

1.一种可识别工件并自动输入工艺参数的数控机床，包括机床本体，图像采集单元、摄像头旋转单元、数据处理单元、控制单元和工件固定单元；

其特征在于：所述图像采集单元包括四个摄像头，四个摄像头分别位于工件的四个方向，且相互之间的夹角为90°；

四个摄像头用于对待加工工件的外表面进行数据采集，从而将采集到的数据输入到数据处理单元中；

数据处理单元将采集的信息传输到控制单元，控制单元通过对数据处理后，自动识别工件的形状和工况，确定工件加工工艺；

其中数据处理单元用于处理来自图像处理模块的数据，包括：

步骤1)：使用四个摄像头分别采集所对应的工件的四个表面的图像信息，包括第一摄像头采集工件第一面的图像数据，并进行存储；第二摄像头采集工件第二面的图像数据，并进行存储；第三摄像头采集第三面的图像数据，并进行存储；第四摄像头采集第四面的图像数据，并进行存储；

步骤2)：使用摄像头旋转单元将安装有摄像头的圆环旋转90°，再分别用第一摄像头至第四摄像头对旋转后工件的四个面进行数据图像采集，分别进行图像数据存储；

步骤3)：将步骤1)和步骤2)采集的数据传输到数据处理单元，使用第一摄像头采集的数据和第二摄像头采集的数据进行对比，得到两者的匹配程度；使用第二摄像头采集的数据和第三摄像头采集的数据进行对比，得到两者的匹配程度；使用第三摄像头采集的数据和第四摄像头采集的数据进行对比，得到两者的匹配程度；使用第四摄像头采集的数据和第一摄像头采集的数据进行对比，得到两者的匹配程度；

重复步骤2)-步骤3)，得到工件四个面的图像数据信息，将数据传输到数据处理单元；

其中图像数据采集过程采取的方法如下：

步骤(1)：将工件待采集图像的第一面定义为母单元，将母单元划分为若干子单元，划分的方式可以采用网格的划分方式，即采用等间距的若干直线与相同等间距且垂直的若干直线相交的方式进行划分，两组若干直径相交形成的矩形块或类似的矩形块为对应的子单元，将每一子单元与摄像头的距离记录为工件的表面图像数据；

步骤(2)：根据步骤(1)得到的数据计算出相邻或者不相邻子单元是否处于同一平面上；

步骤(3)：重复上述步骤(1)-(2)，得到工件四个面准确的表面图像数据信息；

步骤(4)：使用拟合曲线计算每一面母单元的表面平整度；

拟合曲线的计算采用经验公式：

其中S可以表示母单元的表面光滑度或者母单元的表面平整度，Xi表示子单元在水平方向的坐标值，表示多个子单元在水平方向坐标值的平均值，Di表示摄像头与子单元的距离，表示摄像头与若干子单元的距离的平均值；

步骤(5)：判断工件表面平整度，设定拟合度参考阈值，当工件表面平整度的拟合结果超过参考阈值时，则表明工件表面不合格，将对应的不符合表面平整度的子单元的位置和信息传输至数据处理单元；当工件表面平整度的拟合结果在设定的参考阈值范围内时，则表示工件表面合格，不需要进行加工；

参考阈值的范围设定在1％-3％的区间。

2.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于：每个摄像头通过安装杆安装在圆环上，安装杆的下部呈倾斜状，使摄像头对准工件的待检测面。

3.根据权利要求2所述的数控机床，其特征在于：四个摄像头分别安装在圆环的四边，且等距分布，圆环的顶端面均匀分布安装有驱动轮，驱动轮由电机驱动，驱动轮与固定顶座上的环型槽的底壁转动配合。