一种交叉滚子轴承去刺数据处理系统的制作方法

本发明涉及数据处理，尤其是涉及一种交叉滚子轴承去刺数据处理系统。

背景技术：

1、交叉滚子轴承作为精密机械传动的核心部件，其内部呈特定角度交叉分布的滚道结构复杂，在制造过程中易产生各类金属毛刺。这些毛刺对于保障轴承运转精度至关重要，然而传统的去刺加工依赖人工经验或简单的物理试凑，难以在三维空间中对复杂的夹角型滚道进行精确的数字化建模与特征提取。针对这种复杂空间几何形貌的去刺数据处理与轨迹精准规划，缺乏一套高效可靠的底层数据运算机制与控制指令生成系统。

2、在现有的自动化去刺数据处理与控制方案中，大多采用常规的二维图像识别技术来初步标定毛刺位置，或者依靠人工前期示教记录一组固定的空间坐标点阵。将这些简单的固定点位数据生硬地转化为底层的机器运动指令，控制数控主轴沿着预设的路线进行往复式的切削作业，同时主轴转速等加工参数在整个切削数据执行周期内保持恒定不变。

3、这种传统的数据处理模式存在局限性与应用弊端。常规的二维图像识别在面对交叉滚子复杂的遮挡干涉区域时，易产生深度信息的误判与视差数据跳变，导致生成的区域模型失真。固定的坐标点阵指令缺乏针对实际形貌法向的三维防碰撞算法支撑，易引发刀柄干涉碰撞事故，且无法根据加工瞬态受力情况进行数据的自适应非线性补偿运算，最终导致去刺控制指令生成的质量难以控制以及设备极高的异常损耗率。

4、相关技术中，公告号为cn114393252b的中国发明专利公开了均匀去除交叉特征尖角的方法，包括：数控加工中心更换与具有孔交叉的产品相适应的避空圆球型刀具；开冷却液；将避空圆球型刀具移动至产品的第一孔中心的上方，使主轴旋转；将避空圆球型刀具向下移动至产品内部的上口尖角交叉特征边缘处高度以下的初始位置，进行产品的上口尖角切削；当上口尖角切削完成后，避空圆球型刀具退回至初始位置，进行产品的下口尖角切削；当下口尖角切削完成后，避空圆球型刀具退回至初始位置；将避空圆球型刀具向上移出产品上平面；关冷却液，使主轴停止旋转。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种交叉滚子轴承去刺数据处理系统，采用基于边缘特征提取构建区域模型、利用置信度滤波剔除遮挡伪影以计算防碰撞轨迹坐标，并结合实时切削阻力动态生成非线性转速补偿指令的数据处理方案，能够实现复杂夹角型滚道毛刺位置的高精度三维数据重建与安全防碰轨迹规划，同时确保底层伺服设备执行去刺作业时加工参数的自适应智能调节。

2、上述目标可以通过如下方案实现：

3、一种交叉滚子轴承去刺数据处理系统，包括图像数据获取模块，用于通过图像采集设备获取交叉滚子轴承表面图像数据；区域模型构建模块，用于提取所述交叉滚子轴承表面图像数据中的边缘轮廓特征，基于所述边缘轮廓特征构建目标去刺区域模型；轨迹坐标计算模块，用于提取所述目标去刺区域模型中包含的交叉滚子夹角型滚道特征，获取所述交叉滚子夹角型滚道特征的异面法向量特征与夹角参数；获取对应所述目标去刺区域模型的初始视差图像，基于所述边缘轮廓特征与所述夹角参数对所述初始视差图像执行视差遮挡剔除与置信度滤波处理，生成高置信度视差特征；结合所述异面法向量特征与所述高置信度视差特征计算避碰切削角度参数，基于所述避碰切削角度参数计算去刺工具的运动轨迹坐标点集；控制指令输出模块，用于结合所述运动轨迹坐标点集生成去刺驱动控制指令，输出所述去刺驱动控制指令至执行设备。

4、可选的，所述区域模型构建模块包括：矩阵获取单元，用于获取预设灰度转换矩阵；降维操作单元，用于利用所述预设灰度转换矩阵对所述交叉滚子轴承表面图像数据执行降维操作，生成单通道灰度图像；特征提取单元，用于基于预设边缘检测算子对所述单通道灰度图像进行卷积处理，提取出所述边缘轮廓特征。

5、可选的，所述区域模型构建模块还包括：坐标提取单元，用于提取所述边缘轮廓特征中的异常突起像素坐标；坐标拼接单元，用于将连续的所述异常突起像素坐标拼接为闭合连通域；模型构建单元，用于获取所述闭合连通域的初始三维深度信息，基于所述初始三维深度信息与所述闭合连通域构建所述目标去刺区域模型。

6、可选的，所述模型构建单元包括：参数获取子单元，用于获取双目视觉标定参数以及对应所述闭合连通域的初始基准视差图像；像素计算子单元，用于基于所述双目视觉标定参数与所述初始基准视差图像计算深度像素值；深度映射子单元，用于将所述深度像素值转换映射为所述初始三维深度信息。

7、可选的，所述轨迹坐标计算模块包括：特征参数获取单元，用于提取所述目标去刺区域模型中包含的交叉滚子夹角型滚道特征，获取所述交叉滚子夹角型滚道特征的异面法向量特征、夹角参数以及相邻两排滚子投影重叠区域；候选像素判定单元，用于将所述边缘轮廓特征中位于所述相邻两排滚子投影重叠区域内部的像素判定为遮挡候选像素，基于所述夹角参数计算各个所述遮挡候选像素处的滚道切面法向量；偏离夹角计算单元，用于获取对应所述目标去刺区域模型的初始视差图像与初始匹配视差方向，计算所述初始匹配视差方向与所述滚道切面法向量的偏离夹角；像素剔除单元，用于将所述偏离夹角大于所述夹角参数半值的像素点从所述初始视差图像中予以剔除，生成视差匹配修正计算结果；置信度计算单元，用于基于所述视差匹配修正计算结果与所述遮挡候选像素提取边缘重叠像素点，基于所述边缘重叠像素点计算视差置信度数据；滤波处理单元，用于利用所述视差置信度数据对所述视差匹配修正计算结果执行滤波处理，生成高置信度视差特征。

8、可选的，所述轨迹坐标计算模块还包括：角度计算单元，用于结合所述异面法向量特征与所述高置信度视差特征计算避碰切削角度参数；网格划分单元，用于结合所述避碰切削角度参数对所述目标去刺区域模型进行网格划分处理，获取多个网格节点；坐标提取单元，用于提取各个所述网格节点的中心坐标，将全部所述中心坐标的集合作为所述运动轨迹坐标点集。

9、可选的，所述轨迹坐标计算模块还包括：函数获取单元，用于获取预设样条插值函数；拟合计算单元，用于利用所述预设样条插值函数对所述运动轨迹坐标点集执行拟合计算，生成拟合计算结果；序列替换单元，用于基于所述拟合计算结果生成平滑轨迹坐标序列，利用所述平滑轨迹坐标序列替换原始的所述运动轨迹坐标点集。

10、可选的，所述控制指令输出模块包括：参数提取单元，用于提取所述目标去刺区域模型的体积空间参数；接触角计算单元，用于基于所述避碰切削角度参数与所述夹角参数，计算所述交叉滚子夹角型滚道特征的实时接触角度参数；基础计算单元，用于基于所述体积空间参数计算基础主轴转速参数与进给量参数；阻力获取单元，用于接收外部传感器反馈的实时切削阻力数据，获取预设接触角度分割阈值；阈值判定单元，用于判定所述实时接触角度参数是否大于所述预设接触角度分割阈值；一阶映射单元，用于当所述实时接触角度参数不大于所述预设接触角度分割阈值时，采用一阶线性映射函数对所述实时切削阻力数据与所述实时接触角度参数执行映射计算，生成非线性转速补偿系数；高阶映射单元，用于当所述实时接触角度参数大于所述预设接触角度分割阈值时，采用高阶多项式映射函数对所述实时切削阻力数据与所述实时接触角度参数执行映射计算，生成所述非线性转速补偿系数；系数更新单元，用于利用所述非线性转速补偿系数对所述基础主轴转速参数执行更新处理，生成主轴转速调整系数；报文封装单元，用于将所述运动轨迹坐标点集、所述主轴转速调整系数与所述进给量参数封装为底层控制报文，将所述底层控制报文作为所述去刺驱动控制指令。

11、可选的，所述控制指令输出模块还包括：协议获取单元，用于获取所述执行设备的通信协议要求格式与预置通信接口参数；对齐校验单元，用于基于所述通信协议要求格式对所述去刺驱动控制指令执行字节对齐与校验计算，生成标准指令数据帧；指令发送单元，用于通过所述预置通信接口参数对应的通信信道将所述标准指令数据帧发送至所述执行设备。

12、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

13、1.提升了三维视差匹配的准确性与去刺区域数据模型的构建精度。通过提取边缘轮廓特征构建目标去刺区域模型，并结合异面法向量与重叠区域进行遮挡候选像素判定。利用视差置信度数据对视差匹配修正计算结果执行滤波处理，能够有效剔除由复杂夹角型滚道物理遮挡产生的异常深度伪影，从而为后续计算提供可靠且精准的底层数字几何支撑。

14、2.实现了自动化去刺刀具运动轨迹的安全防碰与平滑规划。深度融合异面法向量特征与高置信度视差特征计算出最佳避碰切削角度，并以此生成运动轨迹坐标点集。配合针对轨迹坐标集执行的几何拟合与平滑计算，不仅降低了控制执行设备进行物理切削动作时发生干涉碰撞的风险，还优化了底层伺服设备执行动作时的轨迹连续性与机械稳定性。

15、3.能够实时接收外部反馈的切削阻力数据，并结合瞬态接触角度进行阈值分割判定，在不同工况下灵活采用一阶线性或高阶多项式映射函数生成非线性转速补偿系数。使得生成的主轴转速指令能够精准契合切削负载，有效避免了异常干涉造成的加工缺陷，提升了交叉滚子轴承表面去刺加工的数据处理整体质量与效率。

16、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。