一种基于图像分析的机床加工定位方法

本发明属于机械加工领域，涉及基于图像分析的机床加工定位技术，具体是一种基于图像分析的机床加工定位方法。

背景技术：

1、在机械加工过程中，工件的加工精度必须满足设计要求，而定位精度是影响加工精度的主要因素。通过合理的定位方法快速定位工件，不仅能够提高加工效率，而且能够确保工件品质，是机床加工中的重要研究内容。

2、现有技术一般通过设置定位机构来辅助工件的定位，在不同的机床加工中，需要设计不同的定位机构，定位机构的设计以及制造会降低加工效率；而且定位机构在生产制造过程中，会存在制造误差，制造误差也会对定位精度产生影响。因此，亟须一种机床加工定位方法来降低定位误差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于图像分析的机床加工定位方法，用于解决现有技术在机床加工定位过程中，受限于定位机构或者定位方法，无法满足机床加工定位要求的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于图像分析的机床加工定位方法，基于定位分析模块，以及与之相连接的图像采集模块实现，包括：

3、通过图像采集模块采集机床的加工区域图像，以及固定之后加工工件的若干角度工件图像，并将图像数据及时发送至定位分析模块；

4、定位分析模块根据加工区域图像建立区域三维模型，以及根据若干角度工件图像在区域三维模型中进行渲染，经过渲染验证之后进行加工工件定位。

5、优选的，所述定位分析模块分别与智能终端和图像采集模块通信和/或电气连接；所述智能终端包括手机或者电脑，与定位分析模块进行数据交互；

6、所述图像采集模块与若干摄像头电气连接，通过与之连接的摄像头采集加工区域图像以及若干角度的工件图像。

7、优选的，所述图像采集模块通过与之相连接的若干摄像头完成图像数据采集；其中，若干所述摄像头的其中一个摄像头采集加工工件的俯视图像或者仰视图像，剩余摄像头的采集平面与俯视图像或者央视图像的采集平面相互垂直。

8、优选的，所述定位分析模块基于加工区域图像建立区域三维模型，包括：

9、分析接收的加工区域图像，确定加工区域的边界点以及加工区域；

10、基于边界点和加工区域在三维建模平台中建立区域三维模型；其中，区域三维模型中包括三维坐标系或者空间数据。

11、优选的，在区域三维模型建立之后，所述定位分析模块基于若干角度的工件图像在区域三维模型中渲染加工工件，包括：

12、分析若干角度的工件图像，合理选择工件图像边缘点作为目标点；

13、计算目标点与加工区域临界点的距离和角度；根据计算的距离和角度在区域三维模型中渲染加工工件。

14、优选的，在渲染完成之后，对加工工件的渲染结果进行验证，包括：

15、选择两个目标点作为验证点；

16、基于三维坐标系计算验证点之间的距离，记为第一距离；结合加工工件的实际参数计算验证点之间的距离，记为第二距离；

17、根据第一距离和第二距离是否一致验证渲染结果。

18、优选的，根据建模误差比较第一距离和第二距离，包括：

19、根据经验设定建模误差，标记为jwc；

20、将第一距离和第二距离分别标记为dyj和dej；当|dyj-dej|≤jwc时，则判定渲染结果符合要求；否则，判定渲染结果不符合要求。

21、优选的，在加工工件渲染之后，所述定位分析模块基于区域三维模型实现加工工件的定位，包括：

22、从目标点中选择任意三点作为参考点；

23、计算参考点相对于区域三维模型中三维坐标系的位置数据，结合机床的实际参数实现加工工件的定位。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采集加工区域以及加工工件在加工区域中的图像，再结合图像识别技术能够建立包含加工工件的加工区域的区域三维模型；在区域三维模型中实现加工工件的定位，再进行相应转换即可获取加工工件的详细位置。本发明不需要借助物理装置的直接辅助，通过图像识别技术即可完成加工工件的定位，有助于提高机加工效率和加工精度。

技术特征：

1.一种基于图像分析的机床加工定位方法，基于定位分析模块，以及与之相连接的图像采集模块实现，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，所述定位分析模块分别与智能终端和图像采集模块通信和/或电气连接；所述智能终端包括手机或者电脑，与定位分析模块进行数据交互；

3.根据权利要求2所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，所述图像采集模块通过与之相连接的若干摄像头完成图像数据采集；其中，若干所述摄像头的其中一个摄像头采集加工工件的俯视图像或者仰视图像，剩余摄像头的采集平面与俯视图像或者央视图像的采集平面相互垂直。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，所述定位分析模块基于加工区域图像建立区域三维模型，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，在区域三维模型建立之后，所述定位分析模块基于若干角度的工件图像在区域三维模型中渲染加工工件，包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，在渲染完成之后，对加工工件的渲染结果进行验证，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，根据建模误差比较第一距离和第二距离，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于图像分析的机床加工定位方法，其特征在于，在加工工件渲染之后，所述定位分析模块基于区域三维模型实现加工工件的定位，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于图像分析的机床加工定位方法，涉及机械加工技术领域，解决了现有技术在机床加工定位过程中，受限于定位机构或者定位方法，无法满足机床加工定位要求的技术问题；本发明基于定位分析模块，以及与之相连接的图像采集模块实现；本发明通过采集加工区域以及加工工件在加工区域中的图像，再结合图像识别技术能够建立包含加工工件的加工区域的区域三维模型；在区域三维模型中实现加工工件的定位，再进行相应转换即可获取加工工件的详细位置。本发明不需要借助物理装置的直接辅助，通过图像识别技术即可完成加工工件的定位，有助于提高机加工效率和加工精度。

技术研发人员：吴明明,卢明宇,周涛
受保护的技术使用者：安徽三联学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13