数控加工设备及其控制方法与流程

    技术2025-06-20  28


    本发明涉及数控加工,具体涉及一种数控加工设备及其控制方法。


    背景技术:

    1、对于激光雕切机等形式的数控加工设备而言,待加工部件在加工坐标系中的位置获取尤为重要。

    2、请参考图1,图1为相关技术中数控加工设备的原理图。

    3、如图1所示,相关技术中,数控加工设备可以包括承载台1′和摄像头2′,摄像头2′采用面阵图像传感器,其固定于承载台1′的上方,用于拍摄承载台1′及加工部件a′,以便识别待加工部件a′的位置。但是,如果待加工部件a′的结构相对复杂,例如上表面为高低起伏的复杂型面,通过摄像头2′所获取的拍摄图像有可能会因为明显的高度差而发生严重的畸变,而影响位置检测的准确性,进而会影响后续对于待加工部件a′加工的准确性。

    4、因此,如何提供一种方案,以克服或者缓解上述缺陷,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种数控加工设备及其控制方法,其中,该数控加工设备采用线阵图像传感器配合调节装置进行图像扫描,线阵图像传感器搭配有导光部件,能够提升待加工部件在承载台上位置检测的准确性,有利于后续加工精度以及加工效率的提升。

    2、为解决上述技术问题,本发明提供一种数控加工设备,包括承载台、加工工具、图像采集组件和运动装置,所述图像采集组件包括线阵图像传感器和导光部件;所述承载台用于承载待加工部件,所述加工工具用于加工所述待加工部件,所述运动装置安装于所述承载台,所述线阵图像传感器包括沿第一方向线性排布的多个感光元件;所述运动装置和所述图像采集组件连接,被配置为驱使所述图像采集组件至少能够沿第二方向移动,以扫描所述承载台及放置于所述承载台上的待加工部件,所述第二方向和所述第一方向呈夹角设置,所述第一方向和所述第二方向均与所述承载台的台面相平行;所述导光部件设于所述线阵图像传感器朝向所述待加工部件的一侧,所述导光部件用于导光至所述线阵图像传感器,所述导光部件配置有多个导光通道,所述导光通道的延伸方向和所述台面相垂直,每个所述导光通道均对应至少一个所述感光元件设置。

    3、在上述方案中,本发明实施例选择采用图像采集组件搭配运动装置进行图像扫描,线阵图像传感器具有较佳的光路垂直度,在对存在高低起伏的复杂型面进行扫描的过程中,可以较大程度地克服畸变问题,进而可以提升待加工部件在承载台上位置检测的准确性,这对于保证后续扫描坐标系和加工坐标系的精准映射具有积极的意义,能够较大程度地避免后续用户反复对位或者挪动待加工部件的繁琐操作,有利于提升加工精度以及加工效率。另外,上述线阵图像传感器还搭配有导光部件,导光部件配置有多条导光通道以配合各感光元件进行使用。这样,可以更好地保证光路方向,并减少各采集光路之间的干涉,并且单个感光元件视场角的较小,以减少成像畸变,对于待加工部件上不同高度的点,均可以获得较为清晰的成像,能够保障检测的准确性和还原度。

    4、并且,由于上述图像采集组件是在运动过程中实现扫描,在单次运动前后所进行的扫描基本互不干涉,这就可以提升扫描的准确性。

    5、可选地,所述导光通道的数量和所述感光元件的数量相一致,且各所述导光通道和各所述感光元件一一对应设置。

    6、可选地,所述导光部件还包括设于各所述导光通道内的透镜模块。

    7、可选地,所述透镜模块包括准直透镜和聚焦透镜,所述准直透镜相对所述聚焦透镜更为靠近所述线阵图像传感器。

    8、可选地,还包括扫描光源,所述扫描光源用于投射补充光束至承载台。

    9、可选地,所述运动装置包括第一调节部件和第二调节部件,所述第一调节部件与所述第二调节部件连接,所述图像采集组件设于所述第一调节部件或所述第二调节部件,所述第一调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿所述第二方向移动,所述第二调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿所述第一方向移动。

    10、可选地,所述运动装置还包括第三调节部件,所述第三调节部件活动连接于所述第一调节部件或所述第二调节部件,所述图像采集组件设于所述第一调节部件、或所述第二调节部件、或所述第三调节部件,所述第三调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿第三方向移动,所述第三方向和所述台面呈夹角设置。

    11、可选地,所述第一方向和所述第二方向相垂直;和/或,所述加工工具安装于所述运动装置。

    12、本发明还提供一种数控加工设备的控制方法,所述数控加工设备为上述的数控加工设备,所述控制方法包括:所述待加工部件放置于所述承载台的台面上后,控制所述运动装置带动所述图像采集组件运动,同步控制所述图像采集组件采集被扫描对象的多张图像,以获取所述被扫描对象的扫描图像,所述被扫描对象包括台面和位于所述台面的待加工部件。

    13、可选地,所述控制所述运动装置带动所述图像采集组件运动,同步控制所述图像采集组件采集被扫描对象的多张图像,以获取所述被扫描对象的扫描图像的步骤包括:获取扫描轨迹;控制所述运动装置沿所述扫描轨迹带动所述线阵图像传感器移动,并通过所述线阵图像传感器依次在所述扫描轨迹的各位置处获取所述被扫描对象的局部扫描分像;拼接各所述局部扫描分像,以获取所述扫描图像。

    14、可选地,所述获取扫描轨迹包括:获取所述线阵图像传感器在所述第一方向上的第一扫描尺寸l1以及所述台面在所述第一方向的第一尺寸l2;若l2>l1,依据所述第一扫描尺寸l1以及所述第一尺寸l2将所述被扫描对象沿所述第一方向分为n个扫描区域,n>1,各所述扫描区域中,在所述第一方向上相邻的两所述扫描区域恰好接合或者存在局部重叠,n个所述扫描区域的组合能够覆盖所述被扫描对象,各所述扫描区域在所述第一方向上的尺寸均小于或者等于l1;根据所述n个扫描区域生成扫描轨迹,所述扫描轨迹包括n条域内扫描轨迹和n-1条域间切换轨迹,各所述域内扫描轨迹均沿所述第二方向延伸,且各所述域内扫描轨迹和各所述扫描区域一一对应,在第一方向上相邻的两所述域内扫描轨迹通过一条所述域间切换轨迹相接。



    技术特征:

    1.一种数控加工设备,其特征在于,包括承载台、加工工具、图像采集组件和运动装置,所述图像采集组件包括线阵图像传感器和导光部件;

    2.根据权利要求1所述的数控加工设备,其特征在于,所述导光通道的数量和所述感光元件的数量相一致,且各所述导光通道和各所述感光元件一一对应设置。

    3.根据权利要求2所述的数控加工设备,其特征在于,所述导光部件还包括设于各所述导光通道内的透镜模块,所述透镜模块包括准直透镜和聚焦透镜,所述准直透镜相较所述聚焦透镜更为靠近所述线阵图像传感器。

    4.根据权利要求1所述的数控加工设备,其特征在于,还包括扫描光源,所述扫描光源用于投射补充光束至所述承载台。

    5.根据权利要求1-4中任一项所述的数控加工设备,其特征在于,所述运动装置包括第一调节部件和第二调节部件,所述第一调节部件与所述第二调节部件连接,所述图像采集组件设于所述第一调节部件或所述第二调节部件,所述第一调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿所述第二方向移动,所述第二调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿所述第一方向移动。

    6.根据权利要求5所述的数控加工设备,其特征在于,所述运动装置还包括第三调节部件,所述第三调节部件活动连接于所述第一调节部件或所述第二调节部件,所述图像采集组件设于所述第一调节部件、或所述第二调节部件、或所述第三调节部件,所述第三调节部件被配置为驱使所述图像采集组件沿第三方向移动,所述第三方向和所述台面呈夹角设置。

    7.根据权利要求1-4中任一项所述的数控加工设备,其特征在于,所述第一方向和所述第二方向相垂直;和/或,

    8.一种数控加工设备的控制方法,其特征在于,所述数控加工设备为权利要求1-7中任一项所述数控加工设备,所述控制方法包括:

    9.根据权利要求8所述的数控加工设备的控制方法,其特征在于,所述控制所述运动装置带动所述图像采集组件运动,同步控制所述图像采集组件采集被扫描对象的多张图像,以获取所述被扫描对象的扫描图像的步骤包括:

    10.根据权利要求9所述的数控加工设备的控制方法,其特征在于,所述获取扫描轨迹包括:


    技术总结
    本发明公开一种数控加工设备及其控制方法,数控加工设备包括承载台、加工工具、图像采集组件和运动装置,图像采集组件包括线阵图像传感器和导光部件;承载台用于承载待加工部件,运动装置安装于承载台,线阵图像传感器包括沿第一方向线性排布的多个感光元件;运动装置和图像采集组件连接,被配置为驱使图像采集组件至少能够沿第二方向移动,以扫描承载台及待加工部件,第二方向和第一方向呈夹角设置,第一方向和第二方向均与承载台的台面相平行;导光部件设于线阵图像传感器朝向待加工部件的一侧,用于导光至线阵图像传感器,配置有多个导光通道,导光通道的延伸方向和台面相垂直,每个导光通道均对应至少一个感光元件设置。

    技术研发人员:余扬帆
    受保护的技术使用者:深圳市创客工场科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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