2017年5月23日 基于多視覺特征融合技術(shù)的高速加工中心刀具狀態(tài)視診方法研究 海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：當(dāng)前的高速加工中心在r.業(yè)生成中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,，在加工中心加丁過程中,，刀具磨損問題成為刀具失效的關(guān)鍵因素。刀具失效導(dǎo)致T.件加丁質(zhì)量低，使得加工中心出現(xiàn)故障,，大大降低企業(yè)生成效率[1_3]。因此,，尋求可靠方法對(duì)高速加工中心刀具狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè),，具有重要應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)多傳感器融合的刀具磨損檢測(cè)方法,，通過依據(jù)特征變換的特征降維方法,，完成多傳感器融合的特征降維處理,其對(duì)特征的描述性差，檢測(cè)效率低[4_6],。文獻(xiàn)m采用ccd照相機(jī)采集刀頭罔像,，明確刀頭區(qū)域同刀具磨損區(qū)域,，進(jìn)而準(zhǔn)確檢測(cè)出刀具磨損邊緣點(diǎn)，運(yùn)算出刀具的磨損量,，但是該方法的抗噪性能較差,，檢測(cè)精度較低。文獻(xiàn)[8]分析了依據(jù)傳感器檢測(cè)的刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)方法,，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析和采集,，可運(yùn)算出刀具狀態(tài)變量，但是該方法的準(zhǔn)確率低,，主要應(yīng)用于小范圍的機(jī)械加丁,具有較大局限性,。文獻(xiàn)[9]分析了基于多傳感器融合的刀具狀態(tài)檢測(cè)方法，其通過依據(jù)特征變換的特征降維方法,完成多傳感器融合的特征降維處理,，但是該方法對(duì)特征的描述性差,，檢測(cè)效率低。文獻(xiàn)[10]采用對(duì)濾式的特征選擇算法完成刀具檢測(cè),，該方法先塑造刀具的特征評(píng)估函數(shù),并運(yùn)算刀具特征間的冗余度,，采用學(xué)習(xí)算法分析選擇后的刀具特征準(zhǔn)確率，完成刀具磨損狀態(tài)的識(shí)別,。但是該方法的檢測(cè)精度較低,，存在較高的偏差為了解決上述問題，設(shè)計(jì)基于多視覺特征融合技術(shù)的高速加工中心刀具狀態(tài)視診系統(tǒng),。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可準(zhǔn)確檢測(cè)出刀具的磨損狀態(tài),，具有較高的檢測(cè)精度和魯棒性。1高速加工中心刀具狀態(tài)視診系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的基于多視覺特征的高速加工中心刀具狀態(tài)視診系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如閣1所示,。該系統(tǒng)通過雙攝像機(jī)聯(lián)合定位跟蹤加工中心刀具,，增強(qiáng)刀具信息采集的精度，通過一系列刀具特征采集和跟蹤算法,，采集同刀具磨損相關(guān)的視覺特征信息,，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法融合多視覺特征信息，檢測(cè)高速加工中心刀具的磨損情況,。系統(tǒng)通過雙攝像機(jī)同時(shí)采集高速加工中心刀具圖像,。其中同定攝像機(jī)A采集整體刀具圖像，可控?cái)z像機(jī)B采集刀頭圖像,。兩個(gè)攝像機(jī)的視頻圖像都輸人到圖像采集卡中的數(shù)據(jù)采集電路接口,，采用數(shù)據(jù)處理模塊將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。PC機(jī)采集刀具的數(shù)字視頻圖像后,，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的閣像分析算法,，獲取刀具磨損信息，并通過顯示報(bào)警模塊呈現(xiàn)刀具磨損信息。采用UV60M —體化高速球型攝像機(jī)作為可控?cái)z像機(jī),，該攝像機(jī)具有較高的轉(zhuǎn)速和采集精度,，滿足高速加工中心刀具圖像信息采集實(shí)時(shí)性的要求。多視覺特征融合是對(duì)人腦綜合復(fù)雜問題的功能模擬,，多視覺特征融合系統(tǒng)中,，不同攝像機(jī)采集不同的刀具信息特征,這些特征間存在一定的關(guān)系。信息融合可充分利用不同的攝像機(jī)資源,，通過對(duì)不同攝像機(jī)及其觀測(cè)信息的合理分配,，可全面描述刀具的特征，為刀具狀態(tài)檢測(cè)提供了可靠的分析依據(jù),。1.2數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)高速加工中心刀具狀態(tài)視診系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集和處理刀具圖像信息，并且要求硬件系統(tǒng)盡可能小,，安裝到高速加工中心刀具中,。采用MEMS加速度傳感器和無(wú)線射頻芯片CC2430作為系統(tǒng)采集卡的核心，CC2430是嵌人式SgBee應(yīng)用的片上系統(tǒng),，其支持2.4 GHz 802.15/ZigBee協(xié)議,，集成了高性能2.4 GHz射頻收發(fā)器和T業(yè)級(jí)的控制器。CC2430是數(shù)據(jù)采集卡中的關(guān)鍵部分,，其用于接收攝像機(jī)A和攝像機(jī)B采集的刀具視頻閣像數(shù)據(jù),，其硬件電路設(shè)計(jì)主要包括傳感器電路、無(wú)線發(fā)射/接收電路,、串口電路以及紐扣電源,。將傳感器電路、無(wú)線發(fā)射電路以及紐扣電源集成在一塊數(shù)據(jù)采集和發(fā)射電板上,，將串口電路和無(wú)線接收電路集成在另一塊數(shù)據(jù)接收電路板上,。數(shù)據(jù)采集和發(fā)射電路原理如圖2所示，其采用串口將接收到的刀具視頻圖像數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理模塊中進(jìn)行處理,。海天精工 備注：為保證文章的完整度,，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,，手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用,！結(jié)束語(yǔ)：本文設(shè)計(jì)基于多視覺特征融合技術(shù)的高速加工中心刀具狀態(tài)視診系統(tǒng)，系統(tǒng)通過固定攝像機(jī)A采集整體刀具圖像,，可控?cái)z像機(jī)B采集刀頭圖像,。兩個(gè)攝像機(jī)的視頻圖像都輸人到圖像采集卡中的數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行處理。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集電路獲取刀具圖像數(shù)據(jù)后,，將數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換等處理,。采用STCS9C52單片機(jī)設(shè)計(jì)顯示報(bào)警模塊，用于顯示刀具磨損狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分給出了系統(tǒng)軟件流程圖,并通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法融合多視覺特征信息,，檢測(cè)高速加工中心刀具的磨損情況,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可準(zhǔn)確檢測(cè)出刀具的磨損狀態(tài),，具有較高的檢測(cè)精度和魯棒性,。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司,。產(chǎn)品包括：CNC加工中心,、鉆攻中心、龍門加工中心,、雕銑機(jī),、石墨機(jī)、五軸加工中心,、立式加工中心,、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市,，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心,、盡力,、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò),，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn),，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！ ? 上一篇 基于球桿儀位姿的加工中心回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差辨識(shí)研究下一篇 ? 基于PLC的三面銑組合加工中心控制系統(tǒng)研究