專利名稱：磨粒頻閃攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種頻閃攝影裝置，尤其涉及一種連續(xù)運(yùn)動(dòng)磨粒 清晰圖像的捕獲和序列圖像后置處理的磨粒頻閃攝影裝置。
背景技術(shù)：
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(tài)。在拋光過程中，非一致曲率接觸區(qū)的磨粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分布特性是 影響拋光模具材料去除和表面質(zhì)量的重要因素。優(yōu)化拋光工具的設(shè)計(jì) 方案和控制方式，探究不同接觸條件下的材料去除機(jī)理，以及研究不 同拋光條件組合下的磨粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分布特性都是為了在拋光時(shí)獲得 理想磨粒場。獲得了理想的磨粒場后才能獲得較優(yōu)表面質(zhì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)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(yàn) 和理論研究基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的想要得到較優(yōu)表面質(zhì)量和較高拋光效率的操 作方式是費(fèi)時(shí)費(fèi)力地憑借經(jīng)驗(yàn)控制磨粒運(yùn)動(dòng)和分布以達(dá)到較好拋光 效果。鑒于磨粒場在拋光過程中扮演的重要角色，設(shè)計(jì)和開發(fā)相應(yīng)的 頻閃攝影裝置應(yīng)用于磨粒場研究是一項(xiàng)有意義和深度的工作。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的拋光過程中僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)控制磨粒運(yùn)動(dòng)、不能觀 察磨粒的分布狀態(tài)、試驗(yàn)操作麻煩的不足，本實(shí)用新型提供一種能夠 觀察磨粒的分布狀態(tài)、便于試驗(yàn)操作和處理的磨粒頻閃攝影裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種磨粒頻閃攝影裝置，包括主體支架、頻閃攝影構(gòu)件以及計(jì)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(gòu)件 包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數(shù)據(jù)輸出口，所述頻閃燈和攝 影鏡頭安裝在固定罩內(nèi)，所述透明工件位于所述攝影鏡頭的視角范圍 內(nèi)，所述圖形數(shù)據(jù)輸出口連接所述計(jì)算控制和處理模塊。
作為優(yōu)選的一種方案所述攝影鏡頭處于透明工件的正下方。
作為優(yōu)選的另一種方案所述磨粒頻閃攝影裝置還包括機(jī)器人輔 助氣囊拋光模塊，所述機(jī)器人輔助氣囊拋光模塊包括機(jī)器人控制柜、 連接于機(jī)器人控制柜的機(jī)器人和固定于機(jī)器人執(zhí)行末端的拋光工具， 所述機(jī)器人控制柜通過數(shù)據(jù)線連接于計(jì)算機(jī)控制與處理模塊，所述機(jī) 器人連接拋光工具，所述拋光工具的拋光頭位于所述透明工件上。
進(jìn)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(jìn)一步，所述主體框架的左右兩側(cè)安裝滑槽，所述滑槽豎向布 置，支撐板可上下滑動(dòng)地安裝在滑槽內(nèi)，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(shè)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(shè)有四個(gè)腳輪調(diào)整塊，所 述主體支架四側(cè)開有四個(gè)長方形孔，四塊側(cè)蓋板配合于所述四個(gè)長方 形孔安裝。
所述計(jì)算機(jī)控制與處理模塊為計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)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涂 抹在拋光工具前端的拋光布外側(cè)，計(jì)算機(jī)控制與處理模塊通過機(jī)器人 控制柜控制機(jī)器人，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行末端的拋光工具以一定的姿 態(tài)、進(jìn)給速度和行走軌跡在透明玻璃工件表面運(yùn)動(dòng)，使用磨粒頻閃攝 影模塊高速拍攝拋光工具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給作用下的磨粒運(yùn)動(dòng)和分布，進(jìn)而 獲得磨粒場分布，瞬態(tài)流動(dòng)的清晰序列圖像。序列圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù) 線傳遞給計(jì)算機(jī)控制與處理模塊，計(jì)算機(jī)控制與處理模塊在對序列圖 像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪等一系列后置處理后，將一定顏色的磨?；蛑チ?作為特征對象提取出來。計(jì)算機(jī)控制與處理模塊通過設(shè)置機(jī)器人輔助 氣囊拋光模塊不同的氣囊內(nèi)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(tài)、進(jìn)給速度和行走軌跡，最終獲得不同的拋光工 藝參數(shù)。在不同的拋光參數(shù)下，經(jīng)過不斷的試驗(yàn)得到圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算 機(jī)控制與處理模塊對這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和擬合后，進(jìn)而獲取不同 拋光工藝參數(shù)組合下的磨粒場特征，為最終獲取理想磨粒場模型奠定 ^石出。
本實(shí)用新型的有益效果在于便于試驗(yàn)操作和處理、控制方式準(zhǔn) 確度高、適用面廣；直觀和方便地通過試驗(yàn)手段進(jìn)行磨粒場的觀測和 分析；能獲得不同拋光工藝參數(shù)組合下的磨粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分布特性， 積累更多的試驗(yàn)和理論素材；能有效改善傳統(tǒng)拋光過程中磨粒運(yùn)動(dòng)和 分布的不可控問題，為實(shí)現(xiàn)磨粒的主動(dòng)控制提供參考；為氣囊仿形拋 光技術(shù)在模具拋光領(lǐng)域發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用潛力奠定重要基礎(chǔ)。

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的磨粒頻閃攝影模塊的結(jié)構(gòu)示意透視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)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(gòu)件19以及計(jì)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(gòu)件19包括固定罩191、頻閃燈192、攝
影鏡頭193和圖形數(shù)據(jù)輸出口 ，所述頻閃燈192和攝影鏡頭193安裝
在固定罩191內(nèi)，所述透明工件16位于所述攝影鏡頭193的視角范圍
內(nèi)，所述圖形數(shù)據(jù)輸出口連接所述計(jì)算控制和處理模塊2。
本實(shí)施例中，磨粒頻閃攝影裝置包括有磨粒頻閃攝影模塊1、連
接于所述磨粒頻閃攝影模塊1的計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2和連接于所
述計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2的機(jī)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
接后成型，四側(cè)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(gè)腳輪調(diào)整塊141以方便磨粒頻閃
攝影模塊1安放過程中的水平調(diào)整。所述的長方形孔12，基于方便拆
裝的設(shè)計(jì)理念，其外側(cè)通過惻蓋板支撐塊和十字槽螺釘與四塊大小一
致的側(cè)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，并承載一定
數(shù)量、粒度值和顏色的磨粒4。
所述的主體支架11左右內(nèi)側(cè)對稱固定連接有滑槽17，所述的兩
個(gè)滑槽17上下延伸，與上下位置可粗調(diào)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(gòu)件19，所述的頻閃攝影構(gòu)件19隨著 支撐板18可沿滑槽17上下位置粗調(diào)。所述的頻閃攝影構(gòu)件19包括有 固定罩191、頻閃燈192和攝影鏡頭193，攝影鏡頭193處于長方體玻 璃工件16正下方，對磨粒4進(jìn)行頻閃拍攝和圖像獲取。所述的攝影鏡 頭193倍數(shù)可調(diào)，并可在支撐板18上下位置粗調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行焦距的 微調(diào)，達(dá)到較佳的頻閃攝影效果。所述頻閃攝影構(gòu)件19通過數(shù)據(jù)線連 接到計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2，計(jì)算機(jī)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(jìn)行調(diào)整和對磨粒頻閃攝影模塊1拍攝的圖 像數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和一系列的后續(xù)處理。
計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2通常為計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)，計(jì)算機(jī)或工 控機(jī)另一端通過數(shù)據(jù)線和機(jī)器人輔助氣囊拋光模塊3相連。
所述的機(jī)器人輔助氣囊拋光模塊3包括機(jī)器人控制柜31、連接于 機(jī)器人控制柜31的機(jī)器人32和設(shè)置于所述機(jī)器人32執(zhí)行末端的拋光 工具33，所述機(jī)器人控制柜31通過數(shù)據(jù)線連接于計(jì)算機(jī)控制與處理 模塊2。機(jī)器人控制柜31接收計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2的指令對機(jī)器 人32進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，從而帶動(dòng)拋光工具33以一定的位姿、進(jìn)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(yùn) 動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)磨粒4運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的工作過程是將一定數(shù)量、粒度和顏色的磨粒4放 置在透明長方體玻璃工件16模型的表面或涂抹在拋光工具33前端的 拋光布外側(cè)，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(gòu)件19和外圍計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2處于工作 狀態(tài)，將支撐板18在滑槽17上滑動(dòng)，調(diào)整到較合適的位置緊固好， 并微調(diào)攝影鏡頭193的焦距，初步獲得較好的圖像拍攝效果后再將側(cè)蓋板15安裝上，以保持頻閃攝影裝置內(nèi)部的光亮度；通過計(jì)算機(jī)控制 與處理模塊2設(shè)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(diào)試完畢后，機(jī)器人32在機(jī)器人控制柜31接收計(jì) 算機(jī)控制與處理模塊2的指令的控制下帶動(dòng)拋光工具33以一定的姿 態(tài)、進(jìn)給速度、行走軌跡在長方體玻璃工件16表面運(yùn)動(dòng)，磨粒4作為 頻閃攝影裝置的特征對象，夾持在拋光工具33和長方體玻璃工件16 間，并在特定的拋光工藝參數(shù)組合下，呈現(xiàn)出一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分布 特性；隨即所述的頻閃攝影構(gòu)件19進(jìn)行頻閃攝影。通過設(shè)置機(jī)器人輔 助氣囊拋光模塊不同的氣囊內(nèi)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(tài)、進(jìn)給速度和行走軌跡，最終獲得不同的拋 光工藝參數(shù)并進(jìn)行不斷的試驗(yàn)，試驗(yàn)中拍攝得到的序列圖像數(shù)據(jù)通過 數(shù)據(jù)線傳遞給計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2，計(jì)算機(jī)控制與處理模塊2將 序列圖像數(shù)據(jù)保存起來，經(jīng)過去噪等一系列后置處理后，進(jìn)行理論處 理和擬合，得到足夠的圖像數(shù)據(jù)后，進(jìn)行一系列的處理、擬合和分析 后，進(jìn)而獲取不同拋光工藝參數(shù)組合下的磨粒場特征，為最終獲取理 想磨粒場模型奠定基礎(chǔ)。
本說明書實(shí)施例所述內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思所實(shí)現(xiàn)形式的列 舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)僅局限于實(shí)施例所陳述的具體形式。
權(quán)利要求1、一種磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述磨粒頻閃攝影裝置包括主體支架、頻閃攝影構(gòu)件以及計(jì)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(gòu)件包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數(shù)據(jù)輸出口，所述頻閃燈和攝影鏡頭安裝在固定罩內(nèi)，所述透明工件位于所述攝影鏡頭的視角范圍內(nèi)，所述圖形數(shù)據(jù)輸出口連接所述計(jì)算控制和處理模塊。
2、 如權(quán)利要求1所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述攝影鏡 頭處于透明工件的正下方。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述磨 粒頻閃攝影裝置還包括機(jī)器人輔助氣囊拋光模塊，所述機(jī)器人輔助氣 囊拋光模塊包括機(jī)器人控制柜、連接于機(jī)器人控制柜的機(jī)器人和固定 于機(jī)器人執(zhí)行末端的拋光工具，所述機(jī)器人控制柜通過數(shù)據(jù)線連接于 計(jì)算機(jī)控制與處理模塊，所述機(jī)器人連接拋光工具，所述拋光工具的 拋光頭位于所述透明工件上。
4、 如權(quán)利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述透明工 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(quán)利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述主體框 架的左右兩側(cè)安裝滑槽，所述滑槽豎向布置，支撐板可上下滑動(dòng)地安 裝在滑槽內(nèi)，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(quán)利要求5所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述主體支 架上端面設(shè)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(quán)利要求6所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述主體支 架底部焊接有底板，底板上設(shè)有四個(gè)腳輪調(diào)整塊，所述主體支架四側(cè) 開有四個(gè)長方形孔，四塊側(cè)蓋板配合于所述四個(gè)長方形孔安裝。
8、 如權(quán)利要求3所述的磨粒頻閃攝影裝置，其特征在于所述計(jì)算機(jī) 控制與處理模塊為計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)。
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(gòu)件以及計(jì)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(gòu)件包括固定罩、頻閃燈、攝影鏡頭和圖形數(shù)據(jù)輸出口，所述頻閃燈和攝影鏡頭安裝在固定罩內(nèi)，所述透明工件位于所述攝影鏡頭的視角范圍內(nèi)，所述圖形數(shù)據(jù)輸出口連接所述計(jì)算控制和處理模塊。本實(shí)用新型提供一種能夠觀察磨粒的分布狀態(tài)、便于試驗(yàn)操作和處理的磨粒頻閃攝影裝置。
文檔編號(hào)H04N5/225GK201327557SQ20082017001
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者利 張, 憲 張, 沈亞琦, 袁巧玲, 計(jì)時(shí)鳴, 金明生 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)