[發(fā)明專利]一種大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110958082.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113409229B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全利;張振;王文韜;徐九華;傅玉燦;蘇宏華;丁文鋒;陳燕;楊長(zhǎng)勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T7/13;G06T5/30;G06F30/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性評(píng)價(jià)方法，屬于砂輪修整技術(shù)和圖像識(shí)別處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方法包括：首先，采用超高速輪廓測(cè)量?jī)x對(duì)大磨粒超硬磨料砂輪表面三維數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)前通過(guò)調(diào)整安裝夾具保證砂輪圓跳動(dòng)在10μm以內(nèi)（采用千分表進(jìn)行測(cè)量）；然后，通過(guò)Matlab軟件對(duì)奇異點(diǎn)和噪點(diǎn)去除以及連通域分析、圖像腐蝕等二值化圖像處理后得到每間隔特定高度基準(zhǔn)面的磨粒數(shù)量。最后，對(duì)磨粒出露高度信息進(jìn)行規(guī)律分析和研究。本發(fā)明結(jié)合了激光檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大磨粒超硬磨料砂輪整形技術(shù)和圖像采集處理分析方法，屬于砂輪修整技術(shù)和圖像識(shí)別處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

大磨粒超硬磨料砂輪以降低磨削過(guò)程復(fù)雜性、隨機(jī)性、提高砂輪動(dòng)態(tài)鋒利度等優(yōu)勢(shì)，最大限度地對(duì)磨削過(guò)程中工藝參數(shù)優(yōu)化匹配，達(dá)到主動(dòng)控制磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡，在磨削領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，由于大磨粒超硬磨料砂輪制作后難以保證磨粒的出露高度一致，這將造成每個(gè)磨粒的實(shí)際切削深度相差很大，從而影響磨削工件的表面質(zhì)量。因此，需要對(duì)大磨粒超硬磨料砂輪進(jìn)行高效整形并對(duì)整形后的砂輪表面磨粒進(jìn)行等高性評(píng)價(jià)。

為了提升大磨粒超硬磨料砂輪的加工效果，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在電鍍金剛石砂輪、超硬磨料砂輪激光整形方面進(jìn)行了許多研究。例如，激光修整法已被證明是一種有效的金剛石砂輪修整方法，可以實(shí)現(xiàn)超硬磨料砂輪的高效整形。為獲得砂輪表面輪廓精度信息，激光位移傳感器對(duì)電鍍和燒結(jié)砂輪的圓跳動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，可以獲得在位砂輪輪廓形狀精度。為獲得砂輪表面磨粒幾何形狀和表面形貌等特征，主要采用掃描電子顯微鏡（SEM）、光學(xué)顯微鏡、白光干涉儀（WLI）等對(duì)砂輪表面進(jìn)行觀測(cè)。但是，由于砂輪表面積相對(duì)較大，以上檢測(cè)手段大都局限在較小的檢測(cè)范圍，很難實(shí)現(xiàn)砂輪整個(gè)圓周表面地貌數(shù)據(jù)的獲取，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪的整體表面地貌的綜合評(píng)價(jià)和分析。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有大磨粒超硬磨料砂輪整體全部磨粒高度信息獲取困難、等高性評(píng)價(jià)困難的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性評(píng)價(jià)方法，基于激光檢測(cè)技術(shù)和圖像處理技術(shù)建立全數(shù)據(jù)采集-圖像處理的磨粒等高性評(píng)價(jià)方法，可以實(shí)現(xiàn)整體砂輪表面地貌信息的獲取和綜合評(píng)價(jià)，為砂輪磨粒等高性提供技術(shù)指導(dǎo)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種大磨粒超硬磨料砂輪磨粒等高性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

步驟一、獲取大磨粒超硬磨料砂輪表面三維數(shù)據(jù)信息，去除奇異點(diǎn)；

步驟二、去除噪點(diǎn)；

步驟三、對(duì)步驟二中去除噪點(diǎn)后的圖像進(jìn)行連通域分析，將圖像中各個(gè)連通域找出并進(jìn)行標(biāo)記，采用種子填充法，初步得到磨粒的數(shù)量；

步驟四、連通域腐蝕處理：利用腐蝕操作，在進(jìn)行磨粒數(shù)量統(tǒng)計(jì)前進(jìn)一步去噪，由此獲取的連通域數(shù)量，即為磨粒的數(shù)量；

步驟五、磨粒等高性評(píng)價(jià)結(jié)果分析：通過(guò)奇異點(diǎn)和噪點(diǎn)去除以及連通域分析、圖像腐蝕等二值化圖像處理后得到每間隔h高度基準(zhǔn)面的金剛石磨粒數(shù)量；通過(guò)對(duì)大磨粒超硬磨料砂輪整形前后磨粒出露高度進(jìn)行分析得到其分布規(guī)律。

進(jìn)一步，所述的步驟一具體為：

1.1、首先，調(diào)整安裝夾具，采用千分表進(jìn)行測(cè)量保證砂輪圓跳動(dòng)＜10μm，之后采用超高速輪廓測(cè)量?jī)x對(duì)整形前后砂輪表面三維數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和采集；

1.2、將由超高速輪廓測(cè)量?jī)x檢測(cè)的砂輪表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)點(diǎn)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行高度值分布統(tǒng)計(jì)；三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)表示為：

其中，m, n分別為測(cè)量結(jié)果里沿x和y方向點(diǎn)的數(shù)量；