[發明專利]基于激光掃描共聚焦技術的數控刀具刃口測量方法

有效

• 申請號: 201410040986.5
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103791836A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 宋樹權;左敦穩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種基于激光掃描共聚焦技術的數控刀具刃口測量方法，其特征是它包括刀具刃口的預處理、刀具的安裝、刀具刃口數據的獲取和數據的后處理；

（1）所述的刀具刃口的預處理是指對刀具刃口進行清潔，去除刃磨后的刀刃殘留碎屑，保證測量精度；

（2）所述的刀具的安裝是指刀具正確安裝到夾具上，保證刃口以及兩側前后刀面都有部分被能掃描到；

（3）所述的刀具刃口數據的獲取包括：

步驟一：對刀具刃口進行定位并對焦；先選擇低倍物鏡，調節X向和Y向位置，將刀具移到觀察位置，調節焦點，直到在顯示器上可清晰看到刃口圖像；

步驟二：旋轉測量頭，根據實際測量范圍需要選擇高倍物鏡，采用自動測量的方式，由控制器自動調整鏡頭Z向位移，對刃口進行分層掃描，獲取刃部的三維高度圖像；

（4）所述的數據的后處理包括以下步驟：

步驟一：數據平滑去噪；

步驟二：數據校準；根據采集的高度數據，截取中間附近水平輪廓并計算出刀具的安裝傾角；

步驟三：截取處理后的刃口部分高度數據，進行坐標對齊，采用最小二乘法擬合刃口圓弧。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述刀具刃口預處理是指在超聲振動清洗機里加入丙酮試劑，將刀具放入其中清洗不少于10分鐘。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的安裝夾具包括角度量塊、定位塊、壓板、復位彈簧和緊固螺釘；所述角度量塊截面形狀是直角梯形，所述角度量塊的斜面角度θ由以下公式確定：

θ=(90°+α₀+γ₀)/2

式中α₀為刀具前角，γ₀為刀具后角；

控制誤差在±5°范圍內，所述復位彈簧在未安裝刀具時處于自然狀態，安裝刀具后處于壓縮狀態。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述顯微鏡是激光掃描共聚焦顯微鏡，綜合放大倍率最高為16000，高度測量分辨率不小于0.005um，測量光源為658nm紅色半導體激光；所述低倍物鏡是指10倍物鏡，高倍物鏡放大倍數為20、50或100倍物鏡。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述數據平滑去噪采用加權平均的方法，平滑公式如下所示：

hi′=fi-2hi-2+fi-1hi-1+fihi+fi+1hi+1+fi+2hi+2fi-2+fi-1+fi+fi+1+fi+2]]>

式中：h′_i表示第i個測量點平滑后的高度值;

h_i表示第i個測量點未經平滑的高度值;

f_i表示第i個測量點高度平滑的加權系數。