本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，其數(shù)控裝置經(jīng)運(yùn)算處理后，由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。在上述加工的過(guò)程中，機(jī)床需要對(duì)待加工零件的位置進(jìn)行定位，之后將機(jī)床的機(jī)頭移動(dòng)到定位的位置，從而對(duì)待加工零件進(jìn)行精確地加工。

在現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)床對(duì)待加工零件的定位方法主要為機(jī)械式的定位，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)軌等機(jī)械部件，引導(dǎo)和限制機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而將機(jī)頭引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)到待加工零件的位置，進(jìn)行加工，現(xiàn)有技術(shù)具有以下缺陷：通過(guò)機(jī)械部件進(jìn)行定位，其定位精度依賴于機(jī)械部件的準(zhǔn)確性，調(diào)試過(guò)程較為繁瑣，同時(shí)，隨著機(jī)械部件的磨損及老化，會(huì)進(jìn)一步地影響定位的精度。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)控機(jī)床對(duì)待加工零件的位置采取機(jī)械式定位，調(diào)試步驟復(fù)雜，定位精度不足，對(duì)生產(chǎn)造成不便的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，包括用于對(duì)待加工零件進(jìn)行定位的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)，以及用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的機(jī)頭組件，所述機(jī)頭組件設(shè)置在所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)的后方并與光學(xué)定位機(jī)構(gòu)連接；所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)具體包括可開(kāi)合的保護(hù)盒，及設(shè)置在所述保護(hù)盒內(nèi)部的光學(xué)定位設(shè)備。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)盒具體包括：

保護(hù)盒本體，所述保護(hù)盒本體為中空的圓筒形結(jié)構(gòu)，所述保護(hù)盒本體的頂端設(shè)置有頂面，底端為中空的結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)定位設(shè)備設(shè)置在所述頂面的內(nèi)壁上；

用于保護(hù)光學(xué)定位設(shè)備的保護(hù)盒蓋，所述保護(hù)盒蓋設(shè)置在所述保護(hù)盒本體的底面上；

用于驅(qū)動(dòng)所述保護(hù)盒蓋開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述保護(hù)盒本體的外壁上。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具體包括：

用于輸出動(dòng)力的馬達(dá)；

用于傳遞馬達(dá)動(dòng)力的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸垂直于所述保護(hù)盒蓋并與保護(hù)盒蓋固定連接；

所述馬達(dá)與所述傳動(dòng)軸之間設(shè)置有齒輪組，當(dāng)所述馬達(dá)輸出旋轉(zhuǎn)扭力時(shí)，通過(guò)所述齒輪組的傳動(dòng)，所述傳動(dòng)軸繞其軸心旋轉(zhuǎn)。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，所述齒輪組具體包括：

第一齒輪，所述第一齒輪環(huán)繞設(shè)置在所述傳動(dòng)軸上；

第二齒輪，所述第二齒輪環(huán)繞設(shè)置在所述馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸上；

所述馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸與傳動(dòng)軸垂直，所述第一齒輪與所述第二齒輪互相咬合。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)盒蓋的內(nèi)壁上設(shè)置有斜面部，所述保護(hù)盒本體底部的邊緣設(shè)置有與所述斜面部相適配的傾斜部。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)，其中，所述機(jī)頭組件具體包括：

用于輸出動(dòng)力的機(jī)頭；

用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切削加工的刀具，所述刀具設(shè)置在所述機(jī)頭的主軸上；

用于調(diào)節(jié)所述機(jī)頭組件位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)信號(hào)連接。

一種如上一項(xiàng)所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法，具體包括以下步驟：

a：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片；

b：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的特征信息；

c：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)待加工零件拍攝，獲得實(shí)際圖片；

d：將實(shí)際圖片與所述特征信息進(jìn)行匹配，從實(shí)際圖片中獲取待加工零件的位置信息；

e：將所述位置信息發(fā)送給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法，其中，所述步驟a具體包括以下步驟：

a1：校準(zhǔn)光學(xué)定位設(shè)備后拍攝標(biāo)準(zhǔn)待加工零件獲取模板照片；

a2：對(duì)模板照片濾波去噪處理后進(jìn)行灰度變換，完成對(duì)圖像的預(yù)處理，得到清晰的模板照片；

a3：在清晰的模板照片框選出標(biāo)準(zhǔn)待加工零件所在的區(qū)域，對(duì)所述區(qū)所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法，其中，所述步驟b具體包括以下步驟：

b1：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的旋轉(zhuǎn)角度信息；

b2：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的縮放范圍信息；

b3：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的灰度范圍信息；

b4：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的對(duì)比度范圍信息。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法，定位系統(tǒng)包括用于對(duì)待加工零件進(jìn)行定位的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)，以及用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的機(jī)頭組件，機(jī)頭組件設(shè)置在光學(xué)定位機(jī)構(gòu)的后方并與之信號(hào)連接；光學(xué)定位機(jī)構(gòu)具體包括可開(kāi)合的保護(hù)盒，及設(shè)置在保護(hù)盒內(nèi)部的光學(xué)定位設(shè)備。定位方法的步驟包括：a：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片；b：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的特征信息；c：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)待加工零件拍攝，獲得實(shí)際圖片；d：將實(shí)際圖片與特征信息進(jìn)行匹配，從實(shí)際圖片中獲取待加工零件的位置信息；e：將所述位置信息發(fā)送給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)通過(guò)視覺(jué)定位將零件位置信息發(fā)給機(jī)頭進(jìn)行加工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的立體圖。

圖2為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)立體圖。

圖3為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的機(jī)頭組件加工零件時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法的流程圖。

圖5為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s1的流程圖。

圖6為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s120的流程圖。

圖7為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s2的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)同時(shí)參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的立體圖。圖2為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)立體圖。圖3為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)的機(jī)頭組件加工零件時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。

如圖1至圖3所示，所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)包括用于對(duì)待加工零件進(jìn)行定位的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10，以及用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的機(jī)頭組件20，所述機(jī)頭組件20設(shè)置在所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10的后方并與之連接；所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10具體包括可開(kāi)合的保護(hù)盒100，及設(shè)置在所述保護(hù)盒內(nèi)部的光學(xué)定位設(shè)備111。

具體工作時(shí)，所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10首先運(yùn)動(dòng)到待加工零件的上方，對(duì)待加工零件進(jìn)行光學(xué)定位，具體方法為通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備111對(duì)待加工零件進(jìn)行拍攝后通過(guò)視覺(jué)處理方法得到待加工零件的位置信息，之后光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10將所獲取的位置信息發(fā)送給機(jī)頭組件20，機(jī)頭組件20根據(jù)所獲取的位置信息運(yùn)動(dòng)到待加工零件的上方對(duì)待加工零件進(jìn)行加工。

更進(jìn)一步地，所述光學(xué)定位設(shè)備111為ccd相機(jī)。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)盒100具體包括：

保護(hù)盒本體110，所述保護(hù)盒本體110為中空的圓筒形結(jié)構(gòu)，所述保護(hù)盒本體110的頂端設(shè)置有頂面，底端為中空的結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)定位設(shè)備111設(shè)置在所述頂面的內(nèi)壁上；

用于保護(hù)光學(xué)定位設(shè)備111的保護(hù)盒蓋120，所述保護(hù)盒蓋120設(shè)置在所述保護(hù)盒本體110的底面上；

用于驅(qū)動(dòng)所述保護(hù)盒蓋120開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)130，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)130設(shè)置在所述保護(hù)盒本體110的外壁上。

具體工作時(shí)，光學(xué)定位設(shè)備111設(shè)置在保護(hù)盒本體110的內(nèi)部，當(dāng)光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10運(yùn)動(dòng)到待加工零件的上方，光學(xué)定位設(shè)備111需要對(duì)待加工零件進(jìn)行拍攝時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)130驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋120打開(kāi)，光學(xué)定位設(shè)備111完成拍攝后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)130驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋120關(guān)閉；在數(shù)控機(jī)床對(duì)待加工零件進(jìn)行加工時(shí)，切削的廢渣及冷卻液等物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生飛濺，因此，在保護(hù)盒本體110的底部設(shè)置保護(hù)盒蓋120，在光學(xué)定位設(shè)備111不工作時(shí)，通過(guò)保護(hù)盒蓋120將光學(xué)定位設(shè)備111封閉在保護(hù)盒100內(nèi)，從而保護(hù)光學(xué)定位設(shè)備111不受切削加工的損壞。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)130具體包括：

用于輸出動(dòng)力的馬達(dá)131；

用于傳遞馬達(dá)動(dòng)力的傳動(dòng)軸132，所述傳動(dòng)軸132垂直于所述保護(hù)盒蓋120并與保護(hù)盒蓋120固定連接；

所述馬達(dá)131與所述傳動(dòng)軸132之間設(shè)置有齒輪組（圖中未標(biāo)出），當(dāng)所述馬達(dá)131輸出旋轉(zhuǎn)扭力時(shí)，通過(guò)所述齒輪組的傳動(dòng)，所述傳動(dòng)軸132繞其軸心旋轉(zhuǎn)。

具體工作時(shí)，所述傳動(dòng)軸132平行于所述保護(hù)盒本體110的軸線，當(dāng)馬達(dá)131通過(guò)齒輪組驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸132旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸132驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋120繞所述傳動(dòng)軸132旋轉(zhuǎn)，從而完成保護(hù)盒蓋120的開(kāi)啟，當(dāng)需要關(guān)閉保護(hù)盒蓋120時(shí)，馬達(dá)131逆向旋轉(zhuǎn)，從而以相同的原理驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋120回復(fù)到關(guān)閉的狀態(tài)。該種側(cè)向旋轉(zhuǎn)的開(kāi)蓋方式，所占用的空間較小，不會(huì)在開(kāi)合的過(guò)程中占用更大空間，從而可以精簡(jiǎn)設(shè)備體積，同時(shí)，側(cè)向旋轉(zhuǎn)的開(kāi)蓋方式相較于翻蓋等方式，能夠有效地防止數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢屑及潤(rùn)滑液飛濺到保護(hù)盒蓋120的內(nèi)側(cè)，從而污染了光學(xué)定位設(shè)備111，影響光學(xué)定位的精度。

更進(jìn)一步地，所述齒輪組具體包括：

第一齒輪，所述第一齒輪環(huán)繞設(shè)置在所述傳動(dòng)軸132上；

第二齒輪，所述第二齒輪環(huán)繞設(shè)置在所述馬達(dá)131的動(dòng)力輸出軸上；

所述馬達(dá)131的動(dòng)力輸出軸與傳動(dòng)軸132垂直，所述第一齒輪與所述第二齒輪互相咬合。

具體工作時(shí)，由于第一齒輪與第二齒輪互相咬合，因此當(dāng)馬達(dá)131輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)第二齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述第二齒輪驅(qū)動(dòng)與之咬合的第一齒輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)軸132的轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)盒蓋120的開(kāi)閉；所述第一齒輪與第二齒輪的咬合方式，使得馬達(dá)131輸出的動(dòng)力由軸線平行于地面的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為軸線垂直于地面的旋轉(zhuǎn)，完成了扭力傳遞方向的轉(zhuǎn)換；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該種方式動(dòng)力傳遞方式簡(jiǎn)單，使用壽命更長(zhǎng)，在數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化加工零件的過(guò)程中，每個(gè)零件的加工都需要進(jìn)行一次光學(xué)定位設(shè)備111的拍攝定位，這也就意味著每個(gè)零件的加工都需要進(jìn)行一次保護(hù)盒蓋120的開(kāi)閉，因此，簡(jiǎn)單、高效、使用壽命更長(zhǎng)的傳動(dòng)方式是自動(dòng)化高效長(zhǎng)時(shí)間加工的一個(gè)根本保證。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)盒蓋120的內(nèi)壁上設(shè)置有斜面部，所述保護(hù)盒本體110底部的邊緣設(shè)置有與所述斜面部相適配的傾斜部。

在具體工作時(shí)，雖然保護(hù)盒蓋120側(cè)向旋轉(zhuǎn)的開(kāi)蓋方式能夠在一定程度上防止切削廢屑及潤(rùn)滑液的飛濺，但仍然可能有部分的潤(rùn)滑液飛濺到保護(hù)盒蓋120的內(nèi)壁上，潤(rùn)滑液受熱蒸發(fā)后凝結(jié)在光學(xué)定位設(shè)備111的鏡頭表面，就會(huì)影響光學(xué)定位設(shè)備111的定位精度，因此，在保護(hù)盒蓋120的內(nèi)壁上設(shè)置斜面部，使得飛濺到保護(hù)盒蓋120內(nèi)壁上的液體或碎屑可以順著斜面部掉落下來(lái)，同時(shí)，在保護(hù)盒蓋120關(guān)閉的過(guò)程中，所述傾斜部與所述斜面部發(fā)生摩擦，通過(guò)這種方式也可以擠出殘留在保護(hù)盒蓋120內(nèi)壁上的液體及殘?jiān)?/p>

進(jìn)一步地，所述機(jī)頭組件20具體包括：

用于輸出動(dòng)力的機(jī)頭21；

用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切削加工的刀具22，所述刀具22設(shè)置在所述機(jī)頭21的主軸上；

用于調(diào)節(jié)所述機(jī)頭組件位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（圖中未標(biāo)出），所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10信號(hào)連接。

更進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具體包括：

用于驅(qū)動(dòng)機(jī)頭組件20橫向運(yùn)動(dòng)的x軸導(dǎo)軌，所述x軸導(dǎo)軌與機(jī)頭組件20連接；

用于驅(qū)動(dòng)機(jī)頭組件20縱向運(yùn)動(dòng)的y軸導(dǎo)軌，所述y軸導(dǎo)軌包含有兩條，分別記為第一y軸導(dǎo)軌與第二y軸導(dǎo)軌，所述y軸導(dǎo)軌設(shè)置在所述x軸導(dǎo)軌的上方，所述y軸導(dǎo)軌的一側(cè)與x軸導(dǎo)軌連接，另一側(cè)與數(shù)控機(jī)床頂部的內(nèi)壁連接，具體地，所述x軸導(dǎo)軌的一端與所述第一y軸導(dǎo)軌連接，x軸導(dǎo)軌的另一端與所述第二y軸導(dǎo)軌連接；

所述x軸導(dǎo)軌可沿第一y軸導(dǎo)軌與第二y軸導(dǎo)軌來(lái)回滑動(dòng)，第一y軸導(dǎo)軌及第二y軸導(dǎo)可沿x軸來(lái)回滑動(dòng)。

上述運(yùn)動(dòng)方式使得調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可驅(qū)動(dòng)機(jī)頭組件20運(yùn)動(dòng)到xy空間平面內(nèi)的任意一點(diǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)頭組件20的精確加工。

具體工作時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10信號(hào)連接，光學(xué)定位機(jī)構(gòu)10獲取待加工零件的位置信息后，將所述位置信息發(fā)送給所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在收到位置信息后，驅(qū)動(dòng)x軸及y軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將機(jī)頭組件20運(yùn)送到位置信息所定位的位置，之后機(jī)頭輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)刀具按照預(yù)設(shè)的程序?qū)λㄎ坏拇庸ち慵M(jìn)行切割加工。

本發(fā)明還提供一種如上任意一項(xiàng)所述的基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法，如圖4至圖7所示，圖4為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法的流程圖。圖5為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s1的流程圖。圖6為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s120的流程圖。圖7為本發(fā)明所述基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法步驟s2的流程圖。

具體包括以下步驟：

s1：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片；

s2：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的特征信息；

s3：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)待加工零件拍攝，獲得實(shí)際圖片；

s4：將實(shí)際圖片與所述特征信息進(jìn)行匹配，從實(shí)際圖片中獲取待加工零件的位置信息；

s5：將所述位置信息發(fā)送給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

具體工作時(shí)，為了方便后續(xù)加工過(guò)程中對(duì)待加工零件位置的視覺(jué)定位，要先進(jìn)行模板圖片的預(yù)設(shè)，首先需要挑選一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件，制作成為模板圖片后提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的特征，如上述步驟s1所述，通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備，即ccd相機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片，所述模板圖片是經(jīng)過(guò)濾波去噪提升清晰度之后，經(jīng)過(guò)框選和裁剪，只剩標(biāo)準(zhǔn)待加工零件輪廓內(nèi)圖案的待加工零件的圖片；步驟s2對(duì)所得到的模板圖片進(jìn)行特征信息的提取，所述特征信息是模板圖片的一些圖片信息參數(shù)范圍；完成步驟s1及步驟s2后，即可完成模板圖片的預(yù)設(shè)，接下來(lái)就可以開(kāi)始進(jìn)行加工生產(chǎn)，如步驟s3所述，將待加工的零件放置在機(jī)床上，通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備，即ccd相機(jī)對(duì)待加工的零件進(jìn)行拍攝，得到本次加工的實(shí)際圖片，之后執(zhí)行步驟s4，將實(shí)際圖片中的各項(xiàng)圖片信息參數(shù)與步驟s2中所取得的特征信息進(jìn)行比對(duì)，從而定位到待加工零件在實(shí)際圖片中的位置，獲取到待加工零件的位置信息；執(zhí)行步驟s5將所獲取的位置信息發(fā)送給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)收到位置信息后，控制機(jī)頭組件運(yùn)動(dòng)到位置信息所定位的位置，之后機(jī)頭輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)刀具按照預(yù)設(shè)的程序?qū)λㄎ坏拇庸ち慵M(jìn)行切割加工。

通過(guò)上述步驟，使用基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位方法對(duì)待加工零件進(jìn)行定位，之后將定位信息發(fā)送給機(jī)頭組件，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)待加工零件位置的高精度定位，克服了傳統(tǒng)機(jī)械式定位精度不足的缺陷，提高了數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工精度。

進(jìn)一步地，所述步驟s1具體包括以下步驟：

s110：校準(zhǔn)光學(xué)定位設(shè)備后拍攝標(biāo)準(zhǔn)待加工零件獲取模板照片；

s120：對(duì)模板照片濾波去噪處理后進(jìn)行灰度變換，完成對(duì)圖像的預(yù)處理，得到清晰的模板照片；

s130：在清晰的模板照片框選出標(biāo)準(zhǔn)待加工零件所在的區(qū)域，對(duì)所述區(qū)域進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理后獲得模板圖片。

具體工作時(shí)，在獲取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的模板圖片時(shí)，首先執(zhí)行步驟s110，通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備即ccd相機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件進(jìn)行拍攝從而獲得一張模板照片，所述模板照片里即包含有標(biāo)準(zhǔn)待加工零件，也包含有所述標(biāo)準(zhǔn)待加工零件所在的機(jī)床加工平臺(tái)作為模板照片的背景；之后執(zhí)行步驟s120，通過(guò)濾波去噪及灰度變換的處理，使得模板照片變得更為清晰，提高后續(xù)步驟的精確度；之后執(zhí)行步驟s130，在模板照片中框選出標(biāo)準(zhǔn)待加工零件所在的區(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，所述數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理的具體方法為：框選出標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的輪廓，剪裁剩余部分；從而得到了一張模板圖片。

更進(jìn)一步地，所述步驟s120具體包括以下步驟：

s121：對(duì)模板照片進(jìn)行中值濾波處理；

s122：對(duì)模板照片進(jìn)行高斯去噪處理；

s123：對(duì)模板照片進(jìn)行灰度值拉伸處理；

s124：輸出處理結(jié)果，得到清晰的模板照片。

具體工作時(shí)，步驟s121中所述的中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，它將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值；中值濾波對(duì)脈沖噪聲有良好的濾除作用，特別是在濾除噪聲的同時(shí)，能夠保護(hù)信號(hào)的邊緣，使之不被模糊。這些優(yōu)良特性是線性濾波方法所不具有的。此外，中值濾波的算法比較簡(jiǎn)單，也易于用硬件實(shí)現(xiàn)。步驟s122中所述的高斯去噪也是對(duì)圖片進(jìn)行去噪濾的常用方法，結(jié)合中值濾波法使用，能夠進(jìn)一步地率波去噪，提升模板照片的清晰度。步驟s123中所述的灰度值拉伸又叫對(duì)比度拉伸，它是最基本的一種灰度變換，使用的是最簡(jiǎn)單的分段線性變換函數(shù)，它的主要思想是提高圖像處理時(shí)灰度級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)上述步驟能夠提高模板圖片的清晰度，為后續(xù)提取準(zhǔn)確的特征信息打下基礎(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述步驟s2具體包括以下步驟：

s210：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的旋轉(zhuǎn)角度信息；

s220：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的縮放范圍信息；

s230：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的灰度范圍信息；

s240：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的對(duì)比度范圍信息。

具體工作時(shí)，步驟s210主要是獲得模板圖片在模板照片中的旋轉(zhuǎn)角度信息，具體工作時(shí)，由于待加工零件在機(jī)床加工板上放置的位置大致相同，因此首先獲取模板圖片的旋轉(zhuǎn)角度信息，有利于縮小進(jìn)一步定位的范圍，減少定位所需時(shí)間；步驟s220主要是獲得模板圖片的縮放范圍信息；在光學(xué)定位設(shè)備具體拍攝時(shí)，由于拍攝角度及拍攝距離的原因，同樣尺寸的待加工零件，在不同的拍攝中可能會(huì)在實(shí)際圖片中呈現(xiàn)不一樣的大小，因此，在s220中對(duì)模板圖片進(jìn)行等比例縮放，在實(shí)際圖片與模板圖片進(jìn)行特征信息比對(duì)時(shí)，無(wú)論實(shí)際照片中待加工零件所拍攝出的大小為多少，都落在了所述模板圖片集合所包括的范圍內(nèi)，從而使得待加工零件輪廓的識(shí)別不受到圖片拍攝大小的影響。步驟s230主要是獲得模板圖片的灰度范圍信息；s240主要是從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的對(duì)比度范圍信息，通過(guò)條件查找，由于零件與圖片背景之間存在對(duì)比度的差值，因此確定標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的對(duì)比度范圍，有利于后續(xù)在圖片中查找待加工零件的位置。

具體工作時(shí)，本發(fā)明所提供的一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法主要分為準(zhǔn)備步驟，視覺(jué)定位步驟及加工步驟三個(gè)步驟：

準(zhǔn)備步驟，準(zhǔn)備步驟包括硬件部分的準(zhǔn)備以及軟件部分的準(zhǔn)備，硬件部分，調(diào)試好光學(xué)定位設(shè)備，確保調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)行正常，即可完成硬件部分的準(zhǔn)備步驟；軟件部分需要進(jìn)行模板圖片的預(yù)設(shè)，首先需要挑選一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件，通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備，即ccd相機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片，所述模板圖片是經(jīng)過(guò)濾波去噪提升清晰度之后，經(jīng)過(guò)框選和裁剪，只剩標(biāo)準(zhǔn)待加工零件輪廓內(nèi)圖案的待加工零件的圖片；對(duì)所得到的模板圖片進(jìn)行特征信息的提取，所述特征信息具體包括：坐標(biāo)信息、縮放范圍信息、灰度范圍信息以及對(duì)模板圖片進(jìn)行等比例縮放，得到多張縮放比例由小到大的模板圖片組成的模板圖片集合；即可完成模板圖片的預(yù)設(shè)。

視覺(jué)定位步驟，開(kāi)始工作時(shí)，將待加工零件放置在機(jī)床上，所述光學(xué)定位機(jī)構(gòu)首先運(yùn)動(dòng)到待加工零件的上方，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋打開(kāi)，光學(xué)定位設(shè)備對(duì)待加工零件進(jìn)行拍攝并獲取實(shí)際圖片，之后驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)保護(hù)盒蓋關(guān)閉；將提取實(shí)際圖片的各項(xiàng)圖片信息與模板圖片所提取的特征信息進(jìn)行比對(duì)，綜合坐標(biāo)信息、縮放范圍信息、灰度范圍信息以及對(duì)模板圖片集合的檢索一一比對(duì)，定位待加工零件在實(shí)際圖片中的位置并獲取位置信息，從而完成對(duì)待加工零件的視覺(jué)定位。

加工步驟，光將所獲取的位置信息發(fā)送給機(jī)頭組件，機(jī)頭組件根據(jù)所獲取的位置信息運(yùn)動(dòng)到待加工零件的上方對(duì)待加工零件進(jìn)行加工，完成了待加工零件的加工步驟。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種基于數(shù)控機(jī)床的視覺(jué)定位系統(tǒng)及方法，定位系統(tǒng)包括用于對(duì)待加工零件進(jìn)行定位的光學(xué)定位機(jī)構(gòu)，以及用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的機(jī)頭組件，機(jī)頭組件設(shè)置在光學(xué)定位機(jī)構(gòu)的后方并與之信號(hào)連接；光學(xué)定位機(jī)構(gòu)具體包括可開(kāi)合的保護(hù)盒，及設(shè)置在保護(hù)盒內(nèi)部的光學(xué)定位設(shè)備。定位方法的步驟包括：a：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)待加工零件拍攝后進(jìn)行圖像處理，獲得模板圖片；b：從模板圖片中提取標(biāo)準(zhǔn)待加工零件的特征信息；c：通過(guò)光學(xué)定位設(shè)備對(duì)待加工零件拍攝，獲得實(shí)際圖片；d：將實(shí)際圖片與特征信息進(jìn)行匹配，從實(shí)際圖片中獲取待加工零件的位置信息；e：將所述位置信息發(fā)送給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)通過(guò)視覺(jué)定位將零件位置信息發(fā)給機(jī)頭進(jìn)行加工。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及本發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。