[发明专利]一种用于车床的回转体零件在线测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于车床的回转体零件在线测量系统及方法，包括数据采集与处理器、用于获取加工过程中待测车床中刀具的位置图像信息的光学传感器、用于标定待加工零件轴线位置的激光发射器、用于定位车床刀架的标定球；所述光学传感器固定于待测量车床的待测机床的正上方，激光发射器固定于待测车床的车床尾座上，测量时，激光发射器发射的激光与待加工零件的轴线及待测机床中卡盘的轴线在同一条直线上，标定球固定于待测机床中刀架的回转轴线上；所述光学传感器的输出端与数据采集与处理器的输入端相连接。本发明可以实现车床的回转体零件在线测量，并且能降低废品率，保证加工安全。

主权项

一种用于车床的回转体零件在线测量方法，其特征在于，基于用于车床的回转体零件在线测量系统，所述用于车床的回转体零件在线测量系统包括数据采集与处理器(7)、用于获取加工过程中待测车床中刀具的位置图像信息的光学传感器(4)、用于标定待加工零件轴线位置的激光发射器(5)、用于定位车床上的刀架(2)的标定球(3)；所述光学传感器(4)固定于待测机床的正上方，激光发射器(5)固定于待测车床的车床尾座(6)上，测量时，激光发射器(5)发射的激光与待加工零件的轴线及待测机床中卡盘(1)的轴线在同一条直线上，标定球(3)固定于待测机床中刀架(2)的回转轴线上；所述光学传感器(4)的输出端与数据采集与处理器(7)的输入端相连接；还包括警报灯(9)，警报灯(9)的控制端与数据采集与处理器(7)的输出端相连接；包括以下步骤：1)标定光学传感器(4)，再通过车床对待加工零件进行加工，光学传感器(4)实时获取刀具的位置图像信息，并将所述刀具的位置图像信息转发至数据采集与处理器(7)中；2)数据采集与处理器(7)获取刀具的位置图像信息，并从所述刀具的位置图像信息中提取出标定球(3)球心的像素坐标，然后根据光学传感器(4)标定的结果将标定球(3)球心的像素坐标转换为刀具刀尖处的物理坐标，并利用插值算法获取刀具的连续运动路径，然后根据刀具的连续运动路径恢复出加工过程中待加工零件的尺寸，并显示待加工零件当前的图形；步骤1)中标定光学传感器(4)的具体步骤为：21)将刀具的刀尖移动至工作坐标系原点，所述工作坐标系原点是指待加工件的端面与其轴线的交点；22)以待加工零件的坐标系原点为起点，按逆时针方向将待加工零件分别移动至边长为200mm的正方形框上的12个点处，所述12个点在工件坐标系中坐标为(Xw(i),Yw(i))，i＝1,2,3…，11,12，其中，所述12个点包括正方形框中4条边上的8个三等分点和4个角点；23)光学传感器(4)采集刀具移动到步骤22)中的12点处的位置图像信息，并将所述12个点处的位置图像信息的数据转发至数据采集与处理器(7)中；24)数据采集与处理器(7)从所述12个点处的位置图像信息中提取出标定球(3)球心在图像坐标系中的像素坐标(Xc(i),Yc(i))；25)根据12个点处标定球(3)球心在工件坐标系中的坐标(Xw(i),Yw(i))与标定球(3)球心在图像坐标系中的像素坐标(Xc(i),Yc(i))的对应关系计算得到光学传感器(4)的标定参数、以及图像像素点与物理空间点的坐标转换关系。