[发明专利]精密工件识别及工艺参数关联系统以及识别方法

说明书

本发明公开了精密工件识别及工艺参数关联系统，包括PC端识别系统；PC端识别系统包括识别装置，识别装置用于分别对热处理前和热处理后的工件进行拍照，识别装置对工件拍照时可获得多个不同角度的工件图像；PC端识别系统包括图像采集模块和图像识别模块；图像采集模块用于将热处理前的工件图像传回PC端，PC端根据工件编号自动建立工件图像模板库；图像识别模块用于将热处理后的工件图像传回PC端，并由PC端中的算法部分识别工件的类别，从而获得热处理后的工件编号，并根据识别获得的工件编号关联工件的工艺参数；本方案提供了一套可适应热处理工艺、加工对象范围广纹理复杂、识别技术通用性强的工件图像采集、识别及工艺参数关联的信息关联系统。

技术领域

本发明涉及精密工件识别技术领域，具体涉及精密工件识别及工艺参数关联系统以及识别方法。

背景技术

精密工件识别及工艺参数关联系统作为一种智能生产系统，如图1所示，被应用于工件自动化生产过程中热处理前后工件加工工艺参数的关联。工件生产流水线上不仅存在多种规格尺寸的工件，而且存在纹理复杂、形状多变、类间差异小等特点的工件。为实现精密工件热处理前后工艺参数的关联，需采集热处理前后工件的图像并利用图像识别算法将热处理前后的工件图像进行对比，识别出相似度最高的工件并将热处理前的工件工艺参数与热处理后的工件进行关联。工件识别及工艺参数关联系统可分为两个部分：①硬件部分；②软件及算法部分。精密工件的种类繁多，且类间存在的差异极小，甚至有的工件仅在侧面存在细微差异，若不能准确关联热处理前后工件的工艺参数将为后续的加工带来巨大的损失。例如：在精加工时，若热处理后工件的工艺参数匹配错误将导致机床打刀、精密工件报废等后果，严重时甚至会导致机床毁坏生产线停运等风险。

目前，对于工件热处理前后工艺参数的信息关联主要是采用人工分拣的方式，由经验丰富的工作人员人工分辨工件的类别然后根据类别人工关联工件的工艺参数，因而存在主观性大且效率低下等问题。因此，为提高精密工件的生产效率和自动化程度，减少人工干预，迫切需要研发出一种高效准确的精密工件自动识别及工艺参数关联系统。目前已有的工件识别及工艺参数关联的方法大都基于机器视觉技术，主要应用在数控加工时工件的加工参数输入，安装在机床上的扫描机通过扫描工件的识别码进行工件的识别及工件工艺参数的关联。由于扫描工件识别码的图像采集方式简单，图像质量比较稳定，易于机器视觉识别。如对比文件1，申请号为CN108663992A的中国专利，研制了一种可识别工件并自动输入工艺参数的数控机床，该机床利用机床上的扫描设备识别工件上的识别码并将机床控制系统中存储的工件识别码对应的工艺参数与工件进行关联，如图2所示；由于该方法需识别工件上的识别码，而在热处理过程中识别码容易被烧蚀导致热处理后的工件信息丢失，因此不能应用于热处理前后工件加工工艺参数的关联系统。如对比文件2，申请号为CN212456185U的中国专利，发明了一种生产线加工工艺视觉识别装置，该装置采用流水线上加装的摄像机多角度动态识别工件的类别并根据类别进行下一步的加工工艺。由于该方法针对的是连续加工工艺且面向的对象类间差异较大容易识别，而精密工件的热处理过程分割了粗精加工的连续性且面向的对象类间差异小难以识别，因此该方法不适用于工件热处理前后的工件识别及工艺参数的关联系统。如对比文件3，申请号为CN111571276A的中国专利，发明了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，该方法通过图像采集单元采集机床装载夹上的工件图像并通过数据处理单元和控制单元识别工件的形状和工况从而确定工件的加工工艺。由于该方法仅适用于数控机床的自动化工艺生产，其通过工件形状来对工件进行识别不符合精密工件间极高相似度的实际生产情况且该方法不具备热处理前后工艺参数的关联性。

综上所述，目前基于机器视觉的工件识别及工艺参数关联方法存在以下三个问题：

1)现有的工件的识别与工艺参数关联方法需要连续的机加工工序作为基础，不能解决中间环节的中断(如炉内热处理)所导致的工艺参数信息丢失的问题。

2)现有的方法主要通过识别工件的形状来达到识别工件的目的，其适用于结构简单且类间差异较大的工件，对于形状相同且类间差异极小的工件来说这样的识别方法无法达到其生产需要。