工具機加工定位裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術系有關于一種工具機加工定位裝置，其主要系于C?N?C工具機上加裝影像擷取單元，并利用影像擷取單元拍攝標準工件及待加工件而分別產生標準影像及工件影像，而于標準影像上輸入特征輪廓，并以特征輪廓來對應工件影像上的外觀輪廓，并計算對應后之中心點實際坐標。然后，再計算標準影像與工件影像之中心點實際坐標的差值，并加上原本已知二者的工件間距，即可準確得知待加工件之加工坐標數據。換言之，本實用新型專利技術僅需進行拍攝及處理運算步驟，無須機械式的移動量測，便可快速精準地定位多個待加工件。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術系關于一種工具機加工定位裝置，尤指一種適用于計算機數值控制(Computer Numerical Control, CNC)工具機上對工件之加工位置進行定位的裝置。
技術介紹
以目前工具機的
而言，對于工件之加工位置的定位始終維持傳統方式，即以探頭對工件的四周量測，以求出工件之中心或特定特征點。詳言之，以一般矩型工件而言，欲求出其中心的加工點，必須以探頭量測工件之四周側壁、及頂壁，亦即量測工件分別于X軸、Y軸、及Z軸上所占之長度距離后，再透過運算求取其工件之中心點。這樣的量測方式以最簡單的矩型工件而言，就必須進行五次量測。然而，一旦欲加工的工件是復雜、或不規則的形狀，或是工件擺放的角度有變化，則就必須進行更多次的量測，相當耗時費工。而且。對于每個欲進行加工之工件都必須重新量測、定位，非常不利于大量生產。再者，對于小工件的定位，探頭量測的方式會變的非常的困難，甚至無法執行。另外，以探頭量測的方式，很容易因為使用者操作不甚，而使探頭碰撞工件，導致工件或探頭毀損。此外，以探頭量測的方式非常仰賴操作者的經驗及技術，不熟練的操作者容易耗費更多時間，且容易產生量測誤差。
技術實現思路
本技術之主要目的系在提供一種工具機加工定位裝置，俾能自動測量每一個工件的中心坐標，進而快速地對每一個工件進行加工位置的自動定位，可以大幅降低習知工件定位所耗時間，且可顯著地提高定位的精準度。為達成上 述目的，本技術一種工具機加工定位方法，其系用于對復數工件的加工位置進行定位，復數工件具有一外觀輪廓，且復數工件包括一標準工件、及至少一待加工件，方法包括以下步驟:首先，拍攝標準工件以獲得一標準影像，并于標準影像上輸入一特征輪廓，特征輪廓系至少局部地對應于復數工件之外觀輪廓，標準工件與至少一待加工件之間具有一工件間距。再者，計算標準影像之中心點實際坐標。接著，拍攝至少一待加工件以獲得一工件影像，又以特征輪廓對準工件影像上之外觀輪廓后，計算工件影像之中心點實際坐標。最后，計算工件影像與標準影像之中心點實際坐標間的差值，并將之加上工件間距，而獲得至少一待加工件之一加工坐標數據。據此，本技術系利用標準影像上所輸入之特征輪廓來對應工件影像上的外觀輪廓，并計算對應后工件影像的中心點實際坐標。然后，再計算標準影像與工件影像之中心點實際坐標的差值，并加上原本已知二者的工件間距，即可準確得知待加工件之加工坐標數據。換言之，本技術僅需進行拍攝及處理運算步驟，無須機械式的移動量測，便可快速、精準地定位多個待加工件。其中，本技術所提供的自動定位方法中，關于計算標準影像之中心點實際坐標的步驟中，可先計算標準影像之中心點像素坐標值后，再將之轉換為中心點實際坐標。同樣地，在計算工件影像之中心點實際坐標的步驟中，可先計算工件影像之中心點像素坐標值后，再將之轉換為中心點實際坐標。據此，本技術系可利用影像中之像素作為坐標值，并藉此轉換成實際加工尺寸的坐標值。然而，上述將影像中之像素值來轉換成實際加工尺寸，可以透過一尺寸轉換比例值來進行。關于尺寸轉換比例值，本技術提供以下步驟來獲得:首先，拍攝標準工件而獲得一第一工件影像；接著，移動標準工件一特定距離后，拍攝標準工件而獲得一第二工件影像；最后，計算第一工件影像與第二工件影像之中心點像素坐標值間的差值與特定距離間的比值。其中，工件所移動之特定距離較佳為二個軸向的移動距離。換言之，本技術所提供之方法系利用工件的實際位移量與影像中的像素坐標的位移量間之比值，即可獲得上述之尺寸轉換比例值。再者，本技術所提供的自動定位方法中，關于計算標準影像之中心點實際坐標可以包括以下步驟:首先，分割標準影像為復數興趣域，而標準影像上之每一興趣域包括有特征輪廓；接著，分別計算每一興趣域之幾何中心像素坐標；最后，計算復數興趣域上之幾何中心像素坐標間之中心點，其即為標準影像之中心點像素坐標值。據此，上述所提之方法可以精準且快速地算出所輸入之特征輪廓的中心點像素坐標值。承上，本技術所提供的自動定位方法中，工件影像可以包括復數比對區，且復數比對區系對應于復數興趣域，而關于計算工件影像之中心點實際坐標可以包括以下步驟:首先，以標準影像之復數興趣域上的特征輪廓分別比對工件影像之復數比對區上的外觀輪廓；接著，分別計算每一比對區之幾何中心像素坐標；最后，計算復數比對區上之幾何中心像素坐標間之中心點，其即為中心點像素坐標值。換言之，本技術可以透過將所輸入之特征輪廓分割成多個局部的特征輪廓，并以其分別去比對工件影像上所對應的外觀輪廓，待所有部分特征輪廓比對完成時，才計算中心坐標。據此，本技術可以適用不同尺寸但具相同外觀輪廓之工件的定位，亦即不論是工件尺寸放大或縮小，只要特征輪廓符合即可進行比對。因此，本技術可適用的尺寸范圍大，且藉由多特征部 分的比對方式可得到絕佳之精準度。另外，本技術所提供的自動定位方法中，于最初始的步驟可定位標準工件之中心點于一拍攝中心點。而且，在計算標準影像之中心點實際坐標的步驟中，可包括計算標準影像之中心點實際坐標與拍攝中心點之坐標間的差值為一輸入偏移值。再且，于計算待加工件之加工坐標數據之步驟時，除了將工件影像與標準影像之中心點實際坐標間的差值加上工件間距外，再加上前述輸入偏移值。然而，上述步驟之主要用意在于，因為本技術之特征輪廓可由人為輸入，而人為輸入時操作者很難精準、完整地描繪輸入，故有可能會產生誤差值。有鑒于此，本技術特別考慮特征輪廓與中心原點間的輸入偏移值，將其計入待加工件之加工坐標數據的計算內，據此除可提高定位的精準度外，使用者于輸入特征輪廓時無須費心地精準描繪，可大幅節省描繪所耗時間。此外，在通常的情況下，拍攝的中心點不會位于加工中心點上。鑒于此點，本技術特提供下述方法，將拍攝之中心點與加工中心點間的間距定義為一中心間距。其中，關于計算待加工件之加工坐標數據之步驟時，除了將工件影像與標準影像之中心點實際坐標間的差值加上工件間距、及輸入偏移值外，再加上中心間距。為達成本技術之目的，本技術又提供一種工具機加工定位裝置，其可用于對復數工件的加工位置進行定位，而復數工件具有一外觀輪廓，復數工件包括一標準工件、及至少一待加工件，標準工件與至少一待加工件之間具有一工件間距，而該裝置主要包括:一影像擷取單元、一輸入裝置、以及一控制器。其中，影像擷取單元系設置于工具機之一主軸頭上，且影像擷取單元系用于拍攝標準工件以獲得一標準影像，并拍攝至少一待加工件以獲得一工件影像。再者，輸入裝置系用以于標準影像上輸入一特征輪廓，而特征輪廓系至少局部地對應于復數工件之外觀輪廓。另外，控制器電性連接影像擷取單元、及輸入裝置。其中，控制器系先計算標準影像之中心點實際坐標；當影像擷取單元依據特征輪廓對應于工件影像上之外觀輪廓后，控制器系計算工件影像之中心點實際坐標；并且，控制器計算標準影像、及工件影像之中心點實際坐標間的差值，將之加上工件間距，而獲得至少一待加工件之一加工坐標數據。較佳的是，本技術一種工具機加工定位裝置之控制器可以為一計算機數值控制器。也就是說，當本技術運用于計算機數值控制工具機(以下簡稱CNC工具機)時，只要加裝前述影像擷取單元，無須其它本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工具機加工定位裝置，其系用于對復數工件的加工位置進行定位，該復數工件具有一外觀輪廓，該復數工件包括一標準工件、及至少一待加工件，該標準工件與該至少一待加工件之間具有一工件間距，該裝置包括：?一影像擷取單元，其系設置于該工具機之一主軸頭上，該影像擷取單元系用以拍攝該標準工件以獲得一標準影像，并用以拍攝該至少一待加工件以獲得一工件影像；?一輸入裝置，其系用以于該標準影像上輸入一特征輪廓，該特征輪廓系至少局部地對應于該復數工件之該外觀輪廓；以及?一控制器，其電性連接該影像擷取單元、及該輸入裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃偉堯，王圣林，
申請(專利權)人：西門子股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：