[發明專利]利用刀具磨損智能測量儀進行測量的方法

有效

• 申請號: 201210194166.2
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102699763B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 劉獻禮;李克強;岳彩旭;計偉;孫軾龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23Q17/24
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種智能測量儀，具體涉及一種刀具磨損智能測量儀及其測量的方法。

背景技術：

金屬切削加工過程中，刀具的磨損與破損是影響被加工零件精度和表面質量的重要因素，嚴重的刀具磨損還會引起切削顫振，影響加工精度，破損工件，雖然刀具磨損監測方法很多，但是還沒有一種儀器能實現對刀具磨損的直接影像測量，并進行智能分析，給出刀具的使用壽命預測值。

發明內容：

本發明的目的是提供一種利用圖像處理方法測量刀具磨損量，并進行智能分析，給出刀具使用壽命，為實際生產加工技術提供支持的刀具磨損智能測量儀及測量方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種刀具磨損智能測量儀，其組成包括：硬件及軟件部分，硬件包括：安裝在自動定心裝置、圖像檢測頭、平板電腦三大部分，所述的平板電腦中裝有專用的圖像采集處理軟件及專用的磨損量測量分析及壽命計算軟件和windows系統，所述的自動定心裝置將所述的圖像檢測頭連接到機床上的球頭銑刀上，所述的圖像檢測頭與所述的平板電腦連接所述的圖像檢測頭包括鏡頭、CCD相機、光源。

所述的刀具磨損智能測量儀，所述的平板電腦包括其中的windows系統、圖像采集處理軟件、磨損量測量分析及壽命計算軟件、固態硬盤及輸出屏幕，所述的平板電腦包括實現圖像采集處理分析、磨損量測量分析讀取、壽命計算、數據存儲及輸出功能的控制軟件。

一種利用所述的刀具磨損智能測量儀進行測量的方法，利用所述的自動定心裝置的自動定心接口將圖像檢測頭與被測的球頭銑刀進行自動對心連接；對接完成后，利用圖像檢測頭對球頭銑刀進行圖像拍攝，將圖片信號傳輸到平板電腦中的圖像采集及處理軟件；將取得的圖像采集處理分析、磨損量測量分析讀取、壽命計算、數據存儲及輸出；

磨損量測量分析讀取軟件中，采用包含刀具磨損測量分析讀取軟件，通過對圖片分析處理，實現后刀面磨損VB值二維測量分析及輸出的程序；所述的壽命計算部分包含數據計算輸出軟件，所述的數據計算輸出軟件通過刀具磨損經驗曲線，將初期磨損之后的正常磨損階段近似看成一條直線，選取兩個時間點t₁、t₂對刀具后刀面磨損值VB₁、VB₂進行測量，帶入直線公式VB=at+b，求出系數a、b的值即可得出正常磨損階段的磨損曲線，通過給定刀具的磨鈍標準VB_標值，來計算刀具的使用壽命t_壽，在利用公式t_剩余壽命=t_壽-?t₂，實現刀具磨損測量，刀具使用壽命計算，即t_剩余壽命計算功能；在數據存儲及輸出的屏幕部分，連接輸出界面輸出t_壽、t_剩余壽命值，得到t₁、t₂時刀具磨損圖片、磨損量及刀具磨損曲線。

有益效果：

1.可以實現刀具使用壽命的在機測量，利用自動定心接口連接，不用搭建測量工作臺，縮短測量時間，靈敏度高，受環境影響小，不用裝卸刀具，提高加工效率。

2.圖像處理的方法是一種基于計算機視覺原理和圖像處理技術，能替代人工對刀具表面形態進行檢測，便于實現刀具磨損測量的智能化。采用光電技術來檢測刀具磨損量的方法，分辨率高，非接觸性，并且非常迅速。使用這種技術能建立更完善的刀具磨損測量系統。另外，刀具表面是刀具磨損破損狀態的直接反映，它所具有的優點是其它測量方法不能比擬的。

3.利用刀具磨損曲線對刀具壽命進行估算的方法，簡單易行。

4.本發明儀器集合自動定心接口、圖像檢測頭、平板電腦，是首個利用圖像處理方法智能測量刀具磨損、并進行智能分析、給出刀具壽命的儀器設備，能智能的得出刀具使用壽命預測值。