[发明专利]数控机床视觉定位系统和方法

说明书

本发明提供了一种数控机床视觉定位系统和方法，包括：连接相机模块：设置相机IP地址和端口号，通过工控机根据IP地址和端口号和相机进行连接；相机标定模块：对相机进行标定，获取相机的内参和外参，然后进行畸变矫正；模板匹配模块：通过模板匹配的方式对待加工工件进行定位；加工模块：通过PLC控制相机进行拍照，根据拍摄的图像获取待加工工件的位置信息，再通过PLC控制机床对待加工工件进行加工。本发明通过采用相机标定，将由透镜形状的非理想特征造成的像点沿径向发生畸变，使用相机标定文件对图片进行畸变校正，从而实现像素坐标系和机床坐标系的转换。

技术领域

本发明涉及数控机床视觉定位技术领域，具体地，涉及一种数控机床视觉定位系统和方法。

背景技术

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，其数控装置经运算处理后，由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。在上述加工的过程中，机床需要对待加工零件的位置进行定位，之后将机床的机头移动到定位的位置，从而对待加工零件进行精确地加工。

专利文献CN107160241A(申请号：CN201710446392.8)公开了一种基于数控机床的视觉定位系统及方法，定位系统包括用于对待加工零件进行定位的光学定位机构，以及用于对产品进行加工的机头组件，机头组件设置在光学定位机构的后方并与之信号连接；光学定位机构具体包括可开合的保护盒，及设置在保护盒内部的光学定位设备。定位方法的步骤包括：A：通过光学定位设备对标准待加工零件拍摄后进行图像处理，获得模板图片；B：从模板图片中提取标准待加工零件的特征信息；C：通过光学定位设备对待加工零件拍摄，获得实际图片；D：将实际图片与特征信息进行匹配，从实际图片中获取待加工零件的位置信息；E：将所述位置信息发送给调节机构。

在现有技术中，机床对待加工零件的定位方法主要为机械式的定位，通过设置导轨等机械部件，引导和限制机头的运动轨迹，从而将机头引导运动到待加工零件的位置，进行加工，现有技术具有以下缺陷：通过机械部件进行定位，其定位精度依赖于机械部件的准确性，调试过程较为繁琐，同时，随着机械部件的磨损及老化，会进一步地影响定位的精度。因此，现有技术还有待发展。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种数控机床视觉定位系统和方法。

根据本发明提供的数控机床视觉定位系统，包括：

连接相机模块：设置相机IP地址和端口号，通过工控机根据IP地址和端口号和相机进行连接；

相机标定模块：对相机进行标定，获取相机的内参和外参，然后进行畸变矫正；

模板匹配模块：通过模板匹配的方式对待加工工件进行定位；

加工模块：通过PLC控制相机进行拍照，根据拍摄的图像获取待加工工件的位置信息，再通过PLC控制机床对待加工工件进行加工。

优选的，所述连接相机模块包括：设置待连接相机的型号，根据相机的型号设置相机的触发模式控制相机拍照，所述触发方式包括软触发和硬触发两种模式，所述软触发模式是软件通过发送指令触发相机拍照，所述硬触发模式是采用高电平触发相机拍照。

优选的，所述相机标定模块包括：使用相机拍摄Halcon标定板图像，将图像保存在默认路径下，通过相机拍摄的标定板图像对相机进行标定。

优选的，所述模板匹配模块包括：通过设置模板序号训练多个不同的模板，将模板文件保存在指定的路径中，在训练模板时通过区域设置将感兴趣的区域截取出来，并将多余部分擦除掉，在模板创建完成后根据加工工件选择对应的模板进行模板匹配。

优选的，所述通讯模块包括：获取图像后进行模板匹配找到工件坐标，通过相机标定参数将像素坐标转换成机床坐标，得到坐标后将产品的中心点坐标和旋转角度发送给PLC。

根据本发明提供的数控机床视觉定位方法，包括：