[发明专利]一种复合加工中采用CCD重拾工件坐标方法

摘要

本发明涉及激光加工技术领域，公开了一种复合加工中采用CCD重拾工件坐标方法。采用的系统包括切割头、CCD摄像头、控制模块和CCD测量分析模块，其中控制模块完成控制切割头运动，使切割头上的CCD摄像头粗定位到预待拍摄的圆孔上方，CCD摄像头实行对工件上圆孔进行拍照，CCD测量分析模块通过黑白分析原理拾取工件上圆孔轮廓物象，根据圆轮廓测量出其圆心在CCD图像中的坐标值，并将此坐标值传送给控制模块。另外控制模块通过接受CCD测量分析模块传回来的图像坐标，自动计算出工件原点在机床坐标系中的坐标，并修正当前的加工工件坐标系。本发明能够消除二次装夹的位置偏差。

主权项

一种复合加工中采用CCD重拾工件坐标方法，其特征在于：该方法采用的系统包括切割头、CCD摄像头、控制模块和CCD测量分析模块，具体方法步骤如下：步骤S1：将数冲加工后的工件坐标系记为原工件坐标系，并将所述工件装夹在激光切割机床上，则确定原工件坐标系在机床坐标系上的位置；步骤S2：在所述工件上选择两个不在同一直线上、待测量的圆孔即第一圆孔和第二圆孔，则得到两个圆孔的圆心在当前工件坐标系上的坐标，分别设为(d,c)和(b,a)，以及得到两个圆孔的圆心在机床坐标系上的坐标分别设为(X1,Y1)和(X2,Y2)；步骤S3：将CCD摄像头安装于激光切割机床的切割头上，控制模块控制切割头运动，使其上的CCD摄像头粗定位到预先选择待测量的第一圆孔上方；步骤S4：控制模块向CCD测量分析模块发出测量指令，CCD测量分析模块收到测量指令后给CCD摄像头一个触发信号，CCD摄像头对第一圆孔进行拍照，并将第一圆孔的照片输出给CCD测量分析模块；步骤S5：CCD测量分析模块根据接收到第一圆孔的照片，获取第一圆孔的圆心图像坐标值记为(J1,K1)，并将此坐标值传送给控制模块存储；同时控制模块还存储拍照时切割头的坐标值记为(X11,Y11)；步骤S6：控制模块再次控制切割头运动，使CCD摄像头粗定位到预先选择待测量的第二圆孔上方；步骤S7：重复步骤S4～S5，控制模块得到第二圆孔的圆心图像坐标值记为(J2,K2)，以及此时切割头的坐标值记为(X12,Y12)；步骤S8：控制模块根据接收到所述第一圆孔和第二圆孔圆心图像坐标值，计算当前工件坐标系的旋转偏差值和工件原点在机床坐标系上的坐标，具体过程如下：步骤S81：根据公式(1)计算当前工件坐标系的旋转偏差值β：β＝arctan(∣Y2‑Y1∣/∣X2‑X1∣)‑arctan(∣a‑c∣/∣b‑d∣)   (1)根据公式(2)计算第一圆孔和第二圆孔的圆心在机床坐标系上的坐标值：X1=X11+Lx+J1*MY1=Y11+Ly+K1*MX2=X12+Lx+J2*MY2=Y12+Ly+K2*M---(2)]]>其中，Lx和Ly分别为CCD摄像头相对于切割头在X轴和Y轴的偏置量，为已知量；M为CCD摄像头的像素当量值，为已知量；将公式(2)带入公式(1)即可得到当前工件坐标系的旋转偏差值；步骤S82：根据步骤S81得到的第一圆孔在机床坐标系上的坐标(X1,Y1)，根据公式(3)计算工件原点在机床坐标系上的坐标(X,Y)：X=X1-d2+c2*cos(arctan(c/d)+β)Y=Y1-d2+c2*sin(arctan(c/d)+β)---(3)]]>步骤S9：控制模块控制切割头将机床的加工原点定位到所述工件原点坐标上(X、Y)上，并根据所述旋转偏差值β得到当前工作坐标系在机床坐标系上的位置，修正当前工件坐标系，使其与原工件坐标系重合。