回转体刀具磨损状态在线自动检测装置

摘要

本发明公开了一种回转体刀具磨损状态在线自动检测装置，包括装置基座、刀具光学检测系统、集中控制系统和刀具磨损警报系统，刀具光学检测系统为面阵型图像传感器系统，包括刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置，采集整体刀具的图像数据和切削刃磨损区局部细节图像数据，进而确定刀具切削刃的位置及姿态和磨损状态，回转体刀具的机床主轴装有标定靶物，在进行测量前，要先进行刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置的在线标定。本发明适合于在回转体刀具旋转状态下自动进行磨损检测的装置，以保证加工过程的可靠性，使得生产中广泛使用的回转体刀具得到合理利用，降低生产成本，提高加工效率，减少对刀具金属材料的消耗，节约自然资源，具有重要意义。

主权项

一种回转体刀具磨损状态在线自动检测装置，包括装置基座（6）、刀具光学检测系统、集中控制系统和刀具磨损警报系统，所述装置基座（6）固定安装在回转体刀具的机床的工作台上，所述刀具光学检测系统通过装置支架固定安装于所述装置基座（6）上，所述刀具光学检测系统为面阵型图像传感器系统，所述刀具光学检测系统的图像数据信号输出端与所述集中控制系统的信号接收端连接，所述集中控制系统的报警指令信号输出端与所述刀具磨损警报系统的信号接收端信号连接，其特征在于：所述刀具光学检测系统包括刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置，所述刀具整体测量装置采集整体刀具的图像数据，进而确定刀具切削刃的位置及姿态，所述切削刃局部测量装置周期性采集切削刃磨损区局部细节图像数据，进而检测刀具的磨损状态，回转体刀具的机床主轴装有标定靶物（12），在进行测量前，要先进行刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置的在线标定；所述刀具整体测量装置包括工业相机（1）和漫反射背光光源（4），所述漫反射背光光源（4）正对所述工业相机（1）的镜头设置，其二者之间的间距空间形成回转体刀具的检测作业空间区域，所述漫反射背光光源（4）通过背光光源支撑座（5）固定安装于所述装置基座（6）上，所述工业相机（1）的镜头能接收到所述漫反射背光光源（4）发出的均匀柔光；所述切削刃局部测量装置包括数字显微镜（2）和所述漫反射背光光源（4），所述漫反射背光光源（4）也正对所述数字显微镜（2）的物镜设置，其二者之间的间距空间也形成回转体刀具的检测作业空间区域，所述工业相机（1）镜头主光轴和所述数字显微镜（2）物镜的主光轴保持空间平行；所述切削刃局部测量装置还包括为所述数字显微镜（2）的物镜辅助照明的前方明场照明光源，所述前方明场照明光源为安装于所述数字显微镜（2）物镜前端的环形光源（3），所述环形光源（3）的轴线与所述数字显微镜（2）物镜的主光轴同轴；进行刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置的在线标定依据机床主轴的具体运动方式是：使所述标定靶物（12）分别与所述刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置形成相对运动，构成虚拟的空间三维标定靶物，在每个位置获取所述标定靶物（12）的图像数据，通过所述标定靶物（12）的空间三维点和所述标定靶物（12）的图像上特征点的对应关系，获取所述刀具整体测量装置和切削刃局部测量装置分别相对于机床主轴坐标系的空间位置和姿态。