磨粒頻閃攝影裝置的製作方法

2023-05-03 01:28:01

專利名稱：磨粒頻閃攝影裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種頻閃攝影裝置，尤其涉及一種連續運動磨粒 清晰圖像的捕獲和序列圖像後置處理的磨粒頻閃攝影裝置。
背景技術：
一般情況下，模具表面與拋光工具間的接觸為非一致曲率接觸狀 態。在拋光過程中，非一致曲率接觸區的磨粒運動狀態和分布特性是 影響拋光模具材料去除和表面質量的重要因素。優化拋光工具的設計 方案和控制方式，探究不同接觸條件下的材料去除機理，以及研究不 同拋光條件組合下的磨粒運動狀態和分布特性都是為了在拋光時獲得 理想磨粒場。獲得了理想的磨粒場後才能獲得較優表面質量和較高拋 光效率。
到目前為止，研磨拋光過程中游離磨粒的運動狀態和分布特性沒 有得到充分的研究。因此獲取和建立一定的理想磨粒場模型沒有試驗 和理論研究基礎。傳統的想要得到較優表面質量和較高拋光效率的操 作方式是費時費力地憑藉經驗控制磨粒運動和分布以達到較好拋光 效果。鑑於磨粒場在拋光過程中扮演的重要角色，設計和開發相應的 頻閃攝影裝置應用於磨粒場研究是一項有意義和深度的工作。 發明內容
為了克服已有的拋光過程中僅僅憑藉經驗控制磨粒運動、不能觀 察磨粒的分布狀態、試驗操作麻煩的不足，本實用新型提供一種能夠 觀察磨粒的分布狀態、便於試驗操作和處理的磨粒頻閃攝影裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是
一種磨粒頻閃攝影裝置，包括主體支架、頻閃攝影構件以及計算 控制和處理模塊，所述主體支架上安裝透明工件，所述頻閃攝影構件 包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數據輸出口，所述頻閃燈和攝 影鏡頭安裝在固定罩內，所述透明工件位於所述攝影鏡頭的視角範圍 內，所述圖形數據輸出口連接所述計算控制和處理模塊。
作為優選的一種方案所述攝影鏡頭處於透明工件的正下方。
作為優選的另一種方案所述磨粒頻閃攝影裝置還包括機器人輔 助氣囊拋光模塊，所述機器人輔助氣囊拋光模塊包括機器人控制櫃、 連接於機器人控制櫃的機器人和固定於機器人執行末端的拋光工具， 所述機器人控制櫃通過數據線連接於計算機控制與處理模塊，所述機 器人連接拋光工具，所述拋光工具的拋光頭位於所述透明工件上。
進一步，所述透明工件呈長方體，所述透明工件的表面為平面、 凹曲面或凸曲面。
再進一步，所述主體框架的左右兩側安裝滑槽，所述滑槽豎向布 置，支撐板可上下滑動地安裝在滑槽內，所述支撐板水平布置，所述 固定罩固定安裝在所述支撐板上。
所述主體支架上端面設有上蓋板，所述上蓋板上開有圓孔，所述 透明工件覆蓋在圓孔上方。
所述主體支架底部焊接有底板，底板上設有四個腳輪調整塊，所 述主體支架四側開有四個長方形孔，四塊側蓋板配合於所述四個長方 形孔安裝。
所述計算機控制與處理模塊為計算機或者工控機本實用新型的技術構思為將一定粒度和顏色的磨粒，或一定粒 度值的著色磨粒與其他磨粒均勻混合，放置在透明玻璃工件表面或塗 抹在拋光工具前端的拋光布外側，計算機控制與處理模塊通過機器人 控制櫃控制機器人，進而帶動機器人執行末端的拋光工具以一定的姿 態、進給速度和行走軌跡在透明玻璃工件表面運動，使用磨粒頻閃攝 影模塊高速拍攝拋光工具旋轉和進給作用下的磨粒運動和分布，進而 獲得磨粒場分布，瞬態流動的清晰序列圖像。序列圖像數據通過數據 線傳遞給計算機控制與處理模塊，計算機控制與處理模塊在對序列圖 像數據進行去噪等一系列後置處理後，將一定顏色的磨粒或著色磨粒 作為特徵對象提取出來。計算機控制與處理模塊通過設置機器人輔助 氣囊拋光模塊不同的氣囊內部壓力，拋光工具與工件不同的接觸深度， 拋光工具不同的姿態、進給速度和行走軌跡，最終獲得不同的拋光工 藝參數。在不同的拋光參數下，經過不斷的試驗得到圖像數據，計算 機控制與處理模塊對這些圖像數據進行處理和擬合後，進而獲取不同 拋光工藝參數組合下的磨粒場特徵，為最終獲取理想磨粒場模型奠定 ^石出。
本實用新型的有益效果在於便於試驗操作和處理、控制方式準 確度高、適用面廣；直觀和方便地通過試驗手段進行磨粒場的觀測和 分析；能獲得不同拋光工藝參數組合下的磨粒運動狀態和分布特性， 積累更多的試驗和理論素材；能有效改善傳統拋光過程中磨粒運動和 分布的不可控問題，為實現磨粒的主動控制提供參考；為氣囊仿形拋 光技術在模具拋光領域發揮其技術優勢和應用潛力奠定重要基礎。

圖1是本實用新型整體結構示意圖。圖2是本實用新型的磨粒頻閃攝影模塊的結構示意透視圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
參照圖1和圖2 ， 一種磨粒頻閃攝影裝置，包括主體支架11、頻
閃攝影構件19以及計算控制和處理模塊2，所述主體支架11上安裝
透明工件16，所述頻閃攝影構件19包括固定罩191、頻閃燈192、攝
影鏡頭193和圖形數據輸出口 ，所述頻閃燈192和攝影鏡頭193安裝
在固定罩191內，所述透明工件16位於所述攝影鏡頭193的視角範圍
內，所述圖形數據輸出口連接所述計算控制和處理模塊2。
本實施例中，磨粒頻閃攝影裝置包括有磨粒頻閃攝影模塊1、連
接於所述磨粒頻閃攝影模塊1的計算機控制與處理模塊2和連接於所
述計算機控制與處理模塊2的機器人輔助氣囊拋光模塊3。所述的磨
粒頻閃攝影模塊1包括主體支架11，所述的主體支架11通過折彎焊
接後成型，四側開有大小一致的長方形孔12，所述的主體支架11頂
部固定連接有上蓋板13，所述的主體支架11底部通過焊接方式與底
板14相配，所述的底板14配有四個腳輪調整塊141以方便磨粒頻閃
攝影模塊1安放過程中的水平調整。所述的長方形孔12，基於方便拆
裝的設計理念，其外側通過惻蓋板支撐塊和十字槽螺釘與四塊大小一
致的側蓋板15相配。所述的上蓋板13上開有圓孔，透明長方體玻璃
工件16覆蓋在圓孔上方、通過簡易夾具安裝在所述上蓋板13上。所
述的長方體玻璃工件16上表面為平面、凹曲面或凸曲面，並承載一定
數量、粒度值和顏色的磨粒4。
所述的主體支架11左右內側對稱固定連接有滑槽17，所述的兩
個滑槽17上下延伸，與上下位置可粗調的支撐板18相配。所述的支撐板18上固定連接有頻閃攝影構件19，所述的頻閃攝影構件19隨著 支撐板18可沿滑槽17上下位置粗調。所述的頻閃攝影構件19包括有 固定罩191、頻閃燈192和攝影鏡頭193，攝影鏡頭193處於長方體玻 璃工件16正下方，對磨粒4進行頻閃拍攝和圖像獲取。所述的攝影鏡 頭193倍數可調，並可在支撐板18上下位置粗調的基礎上進行焦距的 微調，達到較佳的頻閃攝影效果。所述頻閃攝影構件19通過數據線連 接到計算機控制與處理模塊2，計算機控制與處理模塊2可以對磨粒 頻閃攝影模塊1拍攝頻率進行調整和對磨粒頻閃攝影模塊1拍攝的圖 像數據進行保存和一系列的後續處理。
計算機控制與處理模塊2通常為計算機或者工控機，計算機或工 控機另一端通過數據線和機器人輔助氣囊拋光模塊3相連。
所述的機器人輔助氣囊拋光模塊3包括機器人控制櫃31、連接於 機器人控制櫃31的機器人32和設置於所述機器人32執行末端的拋光 工具33，所述機器人控制櫃31通過數據線連接於計算機控制與處理 模塊2。機器人控制櫃31接收計算機控制與處理模塊2的指令對機器 人32進行控制和調節，從而帶動拋光工具33以一定的位姿、進給速 度和行走軌跡在磨粒頻閃攝影模塊1的透明長方體玻璃工件16表面運 動，進而帶動磨粒4運動。
本實用新型的工作過程是將一定數量、粒度和顏色的磨粒4放 置在透明長方體玻璃工件16模型的表面或塗抹在拋光工具33前端的 拋光布外側，該透明長方體玻璃工件16通過簡易夾具固定在上蓋板 13上；使頻閃攝影構件19和外圍計算機控制與處理模塊2處於工作 狀態，將支撐板18在滑槽17上滑動，調整到較合適的位置緊固好， 並微調攝影鏡頭193的焦距，初步獲得較好的圖像拍攝效果後再將側蓋板15安裝上，以保持頻閃攝影裝置內部的光亮度；通過計算機控制 與處理模塊2設置頻閃燈192的工作頻率，以獲得最佳的拍攝效果；
磨粒頻閃攝影裝置調試完畢後，機器人32在機器人控制櫃31接收計 算機控制與處理模塊2的指令的控制下帶動拋光工具33以一定的姿 態、進給速度、行走軌跡在長方體玻璃工件16表面運動，磨粒4作為 頻閃攝影裝置的特徵對象，夾持在拋光工具33和長方體玻璃工件16 間，並在特定的拋光工藝參數組合下，呈現出一定的運動狀態和分布 特性；隨即所述的頻閃攝影構件19進行頻閃攝影。通過設置機器人輔 助氣囊拋光模塊不同的氣囊內部壓力，拋光工具與工件不同的接觸深 度，拋光工具不同的姿態、進給速度和行走軌跡，最終獲得不同的拋 光工藝參數並進行不斷的試驗，試驗中拍攝得到的序列圖像數據通過 數據線傳遞給計算機控制與處理模塊2，計算機控制與處理模塊2將 序列圖像數據保存起來，經過去噪等一系列後置處理後，進行理論處 理和擬合，得到足夠的圖像數據後，進行一系列的處理、擬合和分析 後，進而獲取不同拋光工藝參數組合下的磨粒場特徵，為最終獲取理 想磨粒場模型奠定基礎。
本說明書實施例所述內容僅僅是對實用新型構思所實現形式的列 舉，本實用新型的保護範圍不應當僅局限於實施例所陳述的具體形式。
權利要求1、一種磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述磨粒頻閃攝影裝置包括主體支架、頻閃攝影構件以及計算控制和處理模塊，所述主體支架上安裝透明工件，所述頻閃攝影構件包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數據輸出口，所述頻閃燈和攝影鏡頭安裝在固定罩內，所述透明工件位於所述攝影鏡頭的視角範圍內，所述圖形數據輸出口連接所述計算控制和處理模塊。
2、 如權利要求1所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述攝影鏡 頭處於透明工件的正下方。
3、 如權利要求1或2所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述磨 粒頻閃攝影裝置還包括機器人輔助氣囊拋光模塊，所述機器人輔助氣 囊拋光模塊包括機器人控制櫃、連接於機器人控制櫃的機器人和固定 於機器人執行末端的拋光工具，所述機器人控制櫃通過數據線連接於 計算機控制與處理模塊，所述機器人連接拋光工具，所述拋光工具的 拋光頭位於所述透明工件上。
4、 如權利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述透明工 件呈長方體，所述透明工件的表面為平面、凹曲面或凸曲面。
5、 如權利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述主體框 架的左右兩側安裝滑槽，所述滑槽豎向布置，支撐板可上下滑動地安 裝在滑槽內，所述支撐板水平布置，所述固定罩固定安裝在所述支撐 板上。
6、 如權利要求5所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述主體支 架上端面設有上蓋板，所述上蓋板上開有圓孔，所述透明工件覆蓋在圓孔上方。
7、 如權利要求6所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述主體支 架底部焊接有底板，底板上設有四個腳輪調整塊，所述主體支架四側 開有四個長方形孔，四塊側蓋板配合於所述四個長方形孔安裝。
8、 如權利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特徵在於所述計算機 控制與處理模塊為計算機或者工控機。
專利摘要一種磨粒頻閃攝影裝置，包括主體支架、頻閃攝影構件以及計算控制和處理模塊，所述主體支架上安裝透明工件，所述頻閃攝影構件包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數據輸出口，所述頻閃燈和攝影鏡頭安裝在固定罩內，所述透明工件位於所述攝影鏡頭的視角範圍內，所述圖形數據輸出口連接所述計算控制和處理模塊。本實用新型提供一種能夠觀察磨粒的分布狀態、便於試驗操作和處理的磨粒頻閃攝影裝置。
文檔編號H04N5/225GK201327557SQ20082017001
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者利 張, 憲 張, 沈亞琦, 袁巧玲, 計時鳴, 金明生 申請人:浙江工業大學