[发明专利]一种基于图像处理的砂轮磨削方法

摘要

一种基于图像处理的砂轮磨削方法属于砂轮磨削加工技术领域，以图像处理技术为基础，通过对图像像素的处理计算得到砂轮磨削的加工量，替代了传统的利用插值计算得到加工量的方法，步骤为：1)拍摄工件图片，利用相机标定得到的内/外参数去除图片畸变；2)根据实际要求确定期望的加工图形，以砂轮最大进动量为膨胀量，在期望加工图形的基础上，逐层膨胀，直至膨胀后的图形完全覆盖原始工件，此时形成的各膨胀层边缘曲线为工件分割曲线；3)以砂轮半径为膨胀量，在上述工件分割曲线上进一步膨胀形成加工曲线；4)当工件旋转时，加工曲线也相应旋转，该加工曲线和砂轮伸缩直线的交点即为砂轮的圆心坐标，由该坐标可求得砂轮的伸缩量即为加工量。

主权项

1.一种基于图像处理的砂轮磨削方法，其特征在于，按照以下步骤实现：步骤1：相机标定1.1)将标定板放置在工作台的不同位置进行拍照，标定板的放置位置应使相机的全部视场均能得到标定；1.2)对拍摄的图像进行标定处理，得到相机的标定参数，保存该参数供图像处理调用；步骤2：确定机构参数2.1)建立砂轮伸缩的直线方程。在砂轮不转动情况下，伸缩砂轮机构，拍摄不同伸缩量时的两幅砂轮图片。利用相机标定参数，对这两幅砂轮图片进行图像去畸变校正，再利用图像处理技术计算出畸变校正后的图片中的砂轮圆心位置，以这两个圆心位置建立砂轮伸缩的直线方程；步骤3：计算砂轮伸缩量3.1将待加工工件放置在旋转工作台上，对工件分别转动0°、90°、180°、270°进行拍照；再利用相机标定参数对所拍摄的四副图像进行畸变校正。计算畸变校正后的四幅图像的几何中心位置坐标，几何中心坐标的均值即为旋转中心；3.2选取3.1中0°角所对应的畸变校正后的图像进行二值化，并计算二值化后的图像边缘，进一步采用亚像素处理方法获得准确的图像边缘坐标，亚像素处理公式如下：式中的i、j是输入参数，表示图像x、y方向的像素整数坐标，x、y是输出参数，表示亚像素坐标值；m为计算窗口宽；dx_i为坐标i处的x方向的灰度值方向导数，dx_iy为坐标i处的xy方向的灰度值方向导数，dyx_i为坐标i处的yx方向的灰度值方向导数，xy方向和yx方向正交；y的计算同x一致。经亚像素方法处理后的图像边缘为精确的图像边缘，以此精确边缘为基础，采用多项式填充方法，重新生成二值图，并将其作为加工处理的初始图像；3.3根据实际加工要求在初始图像上确定期望加工图形，以砂轮最大进动量为膨胀量，在期望加工图形上，逐层进行图像处理中的膨胀运算，直至膨胀运算后的图形完全覆盖初始图像，此时形成的各膨胀层边缘曲线为工件分割曲线；3.4以工件分割曲线为基础，以砂轮半径为膨胀量，进一步采用膨胀运算形成加工曲线；3.5以3.1中形成的旋转中心为原点，循序小角度旋转加工曲线，计算砂轮伸缩直线和每次旋转后的加工曲线的交点，前后两个交点的距离即为砂轮伸缩量。