[發(fā)明專利]用于確定工具磨損狀態(tài)的方法

在審

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• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113478295A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·莫沙特;P·基爾菲;F·梅德爾;J-P·貝蘇切特
• 申請（專利權(quán)）人: 佛雷薩股份公司;喬治費歇爾加工方案公司
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23Q17/24;G06T7/00;G06N20/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姬亞東;劉春元

本發(fā)明涉及用于確定工具磨損狀態(tài)的方法和設(shè)備。在用于確定工具（2）的磨損狀態(tài)的方法中，記錄工具（2）的表面的至少一個光學(xué)圖像。處理至少一個光學(xué)圖像的圖像數(shù)據(jù)以識別磨損區(qū)。確定磨損區(qū)的平面伸展和/或空間伸展。基于所確定的伸展對工具（2）的磨損狀態(tài)分類。用于確定工具的磨損狀態(tài)的設(shè)備對應(yīng)地包括用于記錄工具（2）的表面的至少一個光學(xué)圖像的相機(jī)（20），被配置為處理至少一個光學(xué)圖像的圖像數(shù)據(jù)以識別磨損區(qū)的圖像處理模塊（31），被配置為確定磨損區(qū)的平面伸展和/或空間伸展的計算模塊（32）；以及被配置為基于所確定的伸展來對工具（2）的磨損狀態(tài)進(jìn)行分類的分類模塊（33）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于確定工具磨損狀態(tài)的方法和設(shè)備以及用于修整工具的方法，以及具有用于確定磨損狀態(tài)的設(shè)備和用于修整工具的裝置的配置。

背景技術(shù)

許多工具，例如諸如銑刀、鉆頭等用于以切削方式加工材料的這種工具，由于它們與工件的相互作用而經(jīng)受磨損。在某種程度上，所述磨損導(dǎo)致更差的加工結(jié)果、更長的加工時間和/或?qū)ぞ撸ɑ蛏踔凉ぜ┑牟豢尚迯?fù)的損壞。因此，特別是在工具用于自動運(yùn)行的機(jī)器中的情況下，在出現(xiàn)上述效果之前及時將所述工具從機(jī)器中移除。如果可能，對所述工具進(jìn)行修整以備進(jìn)一步使用，其方式是例如更換或修整（例如重新研磨）加工元件。如果通常或由于磨損狀態(tài)不能（再）進(jìn)行修整，則回收或處理掉所述工具。

可以分別在預(yù)給定的持續(xù)時間或預(yù)給定數(shù)量的加工循環(huán)后移除和更換所述工具，其中選擇所述持續(xù)時間或所述數(shù)量，使得在對應(yīng)的工具類型情況下，直到達(dá)到所述持續(xù)時間或所述數(shù)量為止，即使在“最壞的情況”場景下也預(yù)計不會出現(xiàn)負(fù)面效果。因此，通常會過早地移除和更換所述工具并且進(jìn)行修整。對應(yīng)地，所述工具的有效使用壽命會縮短，工具更換的次數(shù)和工具的修整次數(shù)會高于實際所需的次數(shù)。

替代地，由操作人員取決于工具用肉眼或借助于諸如放大鏡、顯微鏡或測量設(shè)備的輔助工具，評估所述工具和/或工件上的加工結(jié)果。然后，所述操作人員決定是否可以進(jìn)一步使用。

該評估工作量大，一般需要停止對應(yīng)的機(jī)器，并且常常也需要從所述機(jī)器中移除所述工具。特別地，如果該評估由不同的人員進(jìn)行，則該評估中也會產(chǎn)生不一致。

已經(jīng)提出了用于自動識別磨損的系統(tǒng)。CN 108107838A（山東大學(xué)）涉及切削工具的磨損識別。為此建立了具有磨損數(shù)據(jù)的基于云的知識數(shù)據(jù)庫，并基于支持向量機(jī)（SVM）訓(xùn)練探測模型。這些數(shù)據(jù)會不斷更新，從而改善識別度。

US 7,479,056 B2（Kycera Tycom）描述了一種全自動系統(tǒng)，用于檢查鉆孔工具的特性和幾何形狀，修整所述工具，基于預(yù)給定公差進(jìn)行檢查，在工具桿上設(shè)置定位環(huán)以及對經(jīng)過修整的工具進(jìn)行清潔和包裝。對幾何形狀的檢查用光學(xué)單元進(jìn)行。這些光學(xué)單元分別包括頭部和前部相機(jī)，用于對所述工具的前表面和外側(cè)面進(jìn)行成像。可以將在工具檢查時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲在控制器中。基于所記錄的圖像，標(biāo)識預(yù)給定的參考點并測量它們之間的距離。還對切削刃狀態(tài)進(jìn)行初步評估。

US 7,479,056 B2沒有公開用于分析圖像數(shù)據(jù)的任何更具體的內(nèi)容。所述初步評估基于所述工具的外部幾何形狀和切削刃的狀態(tài)進(jìn)行，其中不清楚可以如何對所述狀態(tài)進(jìn)行確定或分類。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)建一種屬于開頭提到的技術(shù)領(lǐng)域的方法，該方法可以自動且可靠地識別工具的磨損狀態(tài)。

該任務(wù)的解決方案通過權(quán)利要求1的特征限定。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟：

a）記錄所述工具的表面的至少一個光學(xué)圖像；

b）處理所述至少一個光學(xué)圖像的圖像數(shù)據(jù)以識別磨損區(qū)；

c）確定所述磨損區(qū)的平面伸展和/或空間伸展；和

d）基于所確定的伸展對所述工具的磨損狀態(tài)進(jìn)行分類。