[发明专利]基于距离传感器及机器视觉的机床急停方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于距离传感器及机器视觉的机床急停方法，包括以下步骤：S1加工开始前，利用机器学习算法对不同类型的异物图像数据进行训练学习以及获取无异物时三爪卡盘边缘点集合从而得到三爪卡盘的中心位置；S2加工开始后，获取距离传感器测量的当前距离以及三爪卡盘周边的图像；S3对比当前距离和距离阈值，判断是三爪卡盘的安全距离内是否存在异物，若安全距离内存在异物进入S5，若安全距离内不存在异物进入S4；S4利用机器视觉算法对图像进行分析，判断是三爪卡盘的安全距离内是否存在属于急停范畴的异物，若安全距离内存在属于急停范畴的异物进入S5，若安全距离内不存在属于急停范畴的异物进入S2；S5机床立即报警同时停止工作。

技术领域

本发明涉及机床安全监控技术领域，尤其涉及基于距离传感器及机器视觉的机床急停方法及装置。

背景技术

在机床生产实践中，因为操作不当而引发安全事故，特别是在机床的三爪卡盘部分。三爪卡盘高速旋转，操作人员因为疏忽导致手或者头发等靠近高速旋转的三爪卡盘，而被高速旋转的三爪卡盘将整个手部或者头部绞伤，出现重大安全事故。当发生安全事故时，被绞伤的人是无法使机械停下，且当周边的人们听到呼救声再过来按下急停开关时，伤亡已经不可避免。

目前已存在的机床制动装置有：一种线切割机床钼丝断丝时的电机制动装置，线切割机床钼丝断丝检测电路由电流互感器与开关管和时基电路组成，电机交流电源的一根相线穿过电流互感器初级线圈，电流互感器次级线圈与整流稳压电路相连接，整流稳压电路与开关管和时基电路相连接，时基电路输出端与单片机输入端相连接，单片机输出端与电机制动电路相连接，电机制动电路包括开关管和继电器，继电器常开触点与一组直流电源和一组电机交流电源的相线相串接，其有益效果是通过钼丝断检测电路对钼丝运行电机运行电流的检测，在钼丝断丝时能实时启动钼丝运行电机制动电路，快速制动电机的转动且保护钼丝不受影响；另一种机床设备紧急制动装置，在机床设备急停接触器常开触点上串接一个直流电源,所述的直流电源是由变压器和整流电路组成，变压器的初级线圈两端分别连接在电动机电源两相进线和上，变压器的次级线圈两端分别连接在整流电路输入接点上，当按下急停按钮时，电动机的两个定子绕组与交流电源断开后，两个定子绕组立即与直流电源形成回路，直流电源会在定子绕组中产生一个静止磁场，转子在这个磁场中旋转产生感应电动势，转子电流与静止磁场产生相反的转矩，该转矩使设备惯性带来的转子转动力产生阻力，迫使电动机转子迅速停止转动，转子的制动力对机电设备的惯性转动力产生制动，从而完成整个制动过程。

上述机床的制动过程均是由是内部电流的检测来控制电动机制动电路，目前机床中现有的预警功能均是用于检测工具的放置位置是否偏移、机床中各零件是否需要维护等，无法解决根据三爪卡盘的周边情况实时精确控制机床的急停从而避免出现安全事故发生的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于超声波距离传感器及视觉的机床急停方法及装置，利用分布在三爪卡盘两侧的距离传感器检测当前距离，同时结合图像分析三爪卡盘安全距离内是否存在属于急停范畴的异物，若检测到距离传感器的当前距离小于距离阈值或者三爪卡盘安全距离内存在属于急停范畴类别的异物，则向报警模块发出报警命令，并向停机模块发出停机命令，解决了无法根据三爪卡盘的周边情况实时精确地控制机床急停从而避免出现安全事故发生的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于距离传感器及机器视觉的机床急停方法，包括以下步骤：

S1:加工开始前，利用机器学习算法对不同类型的异物图像数据进行训练学习以及获取无异物时三爪卡盘边缘点集合{C_i}从而得到三爪卡盘的中心位置C₀；