本發(fā)明涉及一種數(shù)控車床實(shí)時(shí)建模監(jiān)控系統(tǒng)，屬于數(shù)控車床控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)控車床可通過編程實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的精確控制，對(duì)于加工過程中的具體工況，一般是通過傳感器測(cè)量完成，但實(shí)際上，而對(duì)于不同的操作，則主要通過手動(dòng)調(diào)整裝夾工具和刀具等來完成，這種方式對(duì)于經(jīng)常需要調(diào)整的情況，如研發(fā)測(cè)試、個(gè)性化單件加工等，則成本極為高昂，如一套專門設(shè)計(jì)的裝夾工具和刀具，從設(shè)計(jì)、測(cè)試到完成加工，成本動(dòng)輒幾十萬(wàn)，而且測(cè)試過程和完成加工后會(huì)有非常多的工具、刀具廢件，企業(yè)處理成本也高，再者還需要較為專業(yè)的設(shè)計(jì)、測(cè)試人員，企業(yè)人工成本也極高，并且也非常不利于互聯(lián)網(wǎng)+的一體化、自動(dòng)化、智能化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)控車床實(shí)時(shí)建模監(jiān)控系統(tǒng)，該數(shù)控車床實(shí)時(shí)建模監(jiān)控系統(tǒng)通過多視頻頭采集圖像參數(shù)三維建模的方式，為數(shù)控車床加工數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化提供了堅(jiān)實(shí)有力的基礎(chǔ)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種數(shù)控車床實(shí)時(shí)建模監(jiān)控系統(tǒng)，包括工作臺(tái)、車頭、正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D、參數(shù)化轉(zhuǎn)換器、作圖器、通信裝置；數(shù)控車床上的車頭正對(duì)工作臺(tái)上的工作位，所述正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D圍繞著車頭安裝，正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D的高度相同且均可隨車頭上下移動(dòng)；所述正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D在垂直投影上呈十字形，正視頻頭A、正視頻頭C的連線垂直于正視頻頭B、正視頻頭D的連線；所述正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D可轉(zhuǎn)動(dòng)且時(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)工作位；所述正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D均連接至參數(shù)化轉(zhuǎn)換器，參數(shù)化轉(zhuǎn)換器、作圖器、通信裝置依次串聯(lián)；所述參數(shù)化轉(zhuǎn)換器采集正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D的圖像信息，并對(duì)圖像信息進(jìn)行參數(shù)化，作圖器根據(jù)參數(shù)化的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)三維建模，并將三維數(shù)字模型通過通信裝置發(fā)出。

還包括側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D，所述側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D圍繞車頭安裝，并且側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D與正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D高度相同；在垂直投影上，正視頻頭A、側(cè)視頻頭A、正視頻頭B、側(cè)視頻頭B、正視頻頭C、側(cè)視頻頭C、正視頻頭D、側(cè)視頻頭D的依次連線構(gòu)成一個(gè)以側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D為頂點(diǎn)、以正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D為側(cè)邊中點(diǎn)的正方形；側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D均可轉(zhuǎn)動(dòng)且時(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)工作位。

所述側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D均連接至作圖器。

還包括時(shí)序記錄器，時(shí)序記錄器連接至參數(shù)化轉(zhuǎn)換器，為參數(shù)化 轉(zhuǎn)換器提供時(shí)間戳和所述車頭的高度信息。

所述參數(shù)化轉(zhuǎn)換器根據(jù)高度信息的變化，結(jié)合時(shí)間信息，判斷正視頻頭A、正視頻頭B、正視頻頭C、正視頻頭D所采集的圖像信息中工作位上工件的正面和側(cè)面比例信息，然后根據(jù)機(jī)械制圖中的視角轉(zhuǎn)換公式將圖像中的測(cè)得值換算成模型預(yù)設(shè)尺寸。

所述作圖器根據(jù)側(cè)視頻頭A、側(cè)視頻頭B、側(cè)視頻頭C、側(cè)視頻頭D采集的圖像，對(duì)三維建模形成的三維數(shù)字模型進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷三維建模是否正確，如正確則發(fā)送，不正確則刪除并以更新的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行三維建模。

本發(fā)明的有益效果在于：①通過三維建模的設(shè)置，為完全數(shù)字化的設(shè)計(jì)、測(cè)試以及個(gè)性化單件加工提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，尤其在測(cè)試過程中，可以保證實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察實(shí)際的加工情況，而無需冒著大量廢件的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行長(zhǎng)期大量的測(cè)試，從而為企業(yè)最終降低成本提供了有力的保障；②便于互聯(lián)網(wǎng)+的一體化、自動(dòng)化、智能化，通過多點(diǎn)采集圖像，實(shí)時(shí)將實(shí)際加工的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，從而保證了通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程精確操作的可能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的連接示意圖；

圖中：11-工作臺(tái)，12-工作位，2-車頭，31-正視頻頭A，32-正視頻頭B，33-正視頻頭C，34-正視頻頭D，41-側(cè)視頻頭A，42-側(cè)視頻頭B，43-側(cè)視頻頭C，44-側(cè)視頻頭D，101-參數(shù)化轉(zhuǎn)換器，102-時(shí)序記錄器，103-作圖器，104-通信裝置。

具體實(shí)施方式

下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

如圖1、圖2所示的一種數(shù)控車床實(shí)時(shí)建模監(jiān)控系統(tǒng)，包括工作臺(tái)11、車頭2、正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34、參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101、作圖器103、通信裝置104；數(shù)控車床上的車頭2正對(duì)工作臺(tái)11上的工作位12，所述正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34圍繞著車頭2安裝，正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34的高度相同且均可隨車頭2上下移動(dòng)；所述正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34在垂直投影上呈十字形，正視頻頭A31、正視頻頭C33的連線垂直于正視頻頭B32、正視頻頭D34的連線；所述正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34可轉(zhuǎn)動(dòng)且時(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)工作位12；所述正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34均連接至參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101，參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101、作圖器103、通信裝置104依次串聯(lián)；所述參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101采集正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34的圖像信息，并對(duì)圖像信息進(jìn)行參數(shù)化，作圖器103根據(jù)參數(shù)化的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)三維建模，并將三維數(shù)字模型通過通信裝置104發(fā)出。

由于加工過程中，車頭2需要上下移動(dòng)，或至少可以上下移動(dòng)，因此實(shí)際上正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34采集到的圖像信息不僅僅是四幅圖像，而是四個(gè)方向上不同高度的觀測(cè)圖像，由此通過參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101轉(zhuǎn)換后，作圖器103可得到四個(gè)方向上多個(gè)觀測(cè)圖像，極大的便于三維建模，圖像處理的過程中用到的計(jì)算也相對(duì)其他方式更簡(jiǎn)單，從而計(jì)算過程中的錯(cuò)誤幾率更小。

還包括側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44，所述側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44 圍繞車頭2安裝，并且側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44與正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34高度相同；在垂直投影上，正視頻頭A31、側(cè)視頻頭A41、正視頻頭B32、側(cè)視頻頭B42、正視頻頭C33、側(cè)視頻頭C43、正視頻頭D34、側(cè)視頻頭D44的依次連線構(gòu)成一個(gè)以側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44為頂點(diǎn)、以正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34為側(cè)邊中點(diǎn)的正方形；側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44均可轉(zhuǎn)動(dòng)且時(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)工作位12。

還包括時(shí)序記錄器102，時(shí)序記錄器102連接至參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101，為參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101提供時(shí)間戳和所述車頭2的高度信息。

所述側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44均連接至作圖器103。

所述作圖器103根據(jù)側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44采集的圖像，對(duì)三維建模形成的三維數(shù)字模型進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷三維建模是否正確，如正確則發(fā)送，不正確則刪除并以更新的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行三維建模。

由此，側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44觀測(cè)到的等軸測(cè)量側(cè)量圖可以很好對(duì)三維建模的正確性進(jìn)行很好的驗(yàn)證，由于高度是可知的，側(cè)視頻頭A41、側(cè)視頻頭B42、側(cè)視頻頭C43、側(cè)視頻頭D44相對(duì)于工件的水平距離也是可知的，因此在驗(yàn)證時(shí)，可采取透視圖下自動(dòng)設(shè)定虛擬攝像頭的方式，將虛擬攝像頭的圖像和實(shí)際采集到的圖像進(jìn)行對(duì)比，從而完成驗(yàn)證。

具體而言，作為參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101最優(yōu)化的方案，所述參數(shù)化轉(zhuǎn)換器101根據(jù)高度信息的變化，結(jié)合時(shí)間信息，判斷正視頻頭A31、正視頻頭B32、正視頻頭C33、正視頻頭D34所采集的圖像信息中工作 位12上工件的正面和側(cè)面比例信息，然后根據(jù)機(jī)械制圖中的視角轉(zhuǎn)換公式將圖像中的測(cè)得值換算成模型預(yù)設(shè)尺寸。