[发明专利]一种基于线结构光的工件自动寻位找正方法

说明书

本发明涉及电子检测方法领域，特别涉及一种基于线结构光的工件自动寻位找正方法。包括以下步骤：S1.固定工件；S2.照射线结构光；S3.获取光条图像；S4.图像处理；S5.获取光条上点的三维坐标；S6.计算与理想位置间的偏差。本发明加工效率高、人工成本低、操作灵活、加工精度高，可有效缩短加工周期，适用于单件小批量模式，能更好地满足当前市场需求。

技术领域

本发明涉及电子检测方法领域，特别涉及一种基于线结构光的工件自动寻位找正方法。

背景技术

机械加工领域中，工件定位是工件加工过程的重要一步。工件定位之后进行工件夹紧、工件加工操作，其影响着工件加工整个过程的效率以及工件加工精度。在大批量生产模式中，可采用专用高精度治具。但单件小批量工件加工中，仍主要靠操作者进行人工找正。在这种情况下，加工精度大大降低，加工效率严重下降，人工成本大大上升，且降低了加工中心的利用率。因此，此传统方法不能很好的满足当前市场需求。因此，本专利提出一种自动寻位找正方法。不同于传统工件定位方法，自动寻位找正方法无需对工件的初始姿态进行精确对正，而采取主动寻位并调整位姿来代替被动定位。自动寻位找正方法加工效率高、人工成本低、操作灵活、加工精度高，可有效缩短加工周期，适用于单件小批量模式。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供了一种基于线结构光的工件自动寻位找正方法，可用于卧式加工中心上工件的自动寻位与位姿调整。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于线结构光的工件自动寻位找正方法，包括以下步骤：

S1.固定工件：将工件用夹具或固定元件安装在卧式加工中心的回转工作台上；

S2.照射线结构光：使用激光器将线结构光照射于工件表面，此时工件表面出现亮光条纹；

S3.获取光条图像：用CCD相机对光条进行图像采集，获得光条的二维图像；

S4.图像处理：对所获得的图像进行图像滤波、图像分割、轮廓提取处理；

S5.获取光条上点的三维坐标：通过CCD相机标定可将二维图像坐标转化为三维实际坐标；

S6.计算与理想位置间的偏差：三维实际坐标可以对工件在加工中心上的位置精确描述，与其正确位置比对可获得包括旋转量与平移量的位置偏差；

S7.调整工件位姿：通过回转工作台将工件调整到正确的位置。

进一步的，所述S3中，CCD相机标定,获得三维坐标与二维坐标间的转换关系，CCD相机包括左、右相机，除了相机内外参数的标定外，还需要进行两个相机间位置关系的标定，首先将相机标定靶置于两相机视野范围内，设左、右相机坐标系与世界坐标系之间的平移量为T₁、T₂，旋转矩阵为R₁、R₂，标定靶上某标定点在左相机坐标系下坐标为P_l＝(X_cl,Y_cl,Z_cl)^T，在右相机坐标系下坐标为Pr＝(X_cr,Y_cr,Z_cr)^T，在世界坐标系下坐标为P＝(Xw,Y_w,Z_w)^T；则有：

可以得到

其中，

通过上式，可以得到左、右相机坐标系间的转换关系；