[发明专利]一种车床在线监测系统

权利要求书

1.一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，其特征在于：包括以下步骤：

a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；

b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；

c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；

d：重复上述步骤，直至达到约束条件。

2.根据权利要求1所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述机器人为六自由度机器人，包括末端执行器；所述末端执行器包括夹爪，所述末端执行器上设置有视觉装置，用于进行视觉检测；所述视觉装置包括摄像机、镜头和光圈，所述摄像机与工控机相连接，所述工控机与PLC相连接，所述PLC用于控制车床和机器人。

3.根据权利要求2所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述步骤c中机器人收到信号后对工件进行视觉检测的步骤为：首先通过摄像机获取工件的图像；其次通过工控机计算得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。

4.根据权利要求3所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述摄像机获得的工件图像为黑白图像；所述工控机首先通过轮廓提取算法提取工件的外轮廓线，所述外轮廓线提取算法为梯度算法或者拉普拉斯-高斯锐化或者Canny边缘检测算法；其次通过直线判别算法获取检测需求要求的尺寸数据；所述直线判别算法为Hough变换、直线拟合；最后根据预先用标定板标定的像素/距离关系参数，换算出需要检测的几何参数，从而得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。

5.根据权利要求2所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述步骤c中车床下料的具体方法为：所述机器人由初始位置运动到指定区域顶部后，向视觉装置发出拍照指令；视觉装置获取工件的位置坐标后回馈给机器人；机器人运动到工件的位置坐标的上方，视觉装置对工件进行尺寸检测的同时，打开夹爪；机器人垂直向下运动，达到抓取位置后，驱动夹爪关闭。

6.根据权利要求5所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述初始位置为测量平台上方；所述视觉装置获取工件的位置坐标的过程为：当工件进入到摄像机的视野中时，设置计时器，每1秒钟一个图像触发了相机的采集功能，图像约大小为640×480，采用模板匹配的方法来确定工件的重心位置，通过两帧确定的工作图像位移与拍摄时间确定工件的速度；采用卡尔曼滤波来预测下一个时钟周期工件的位置，并对机器人的运动轨迹规划，使工件运动到待抓取位置时，机器人的末端执行器上位置和目标位置重叠，逆解对机器人的位姿信息动态转换到熟悉的工业机器人关节角和信息角度的控制，从而实现利用视觉引导机器人来准确的抓取工件。

7.根据权利要求1所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述步骤c中机器人为车床下料后根据分拣条件进行分拣。

8.根据权利要求7所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述分拣条件为机器人根据已抓取工件的放置要求将工件的定位放置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述摄像机为Basler acA 1300-60gm型摄像机，所述镜头为Computar Lens M0814-MP2F1.4f8mm 2/3＂型镜头，所述工控机内加载有NI视觉软件。