微型铣刀在线自动对刀与破损检测装置

摘要

本发明公开了一种微型铣刀在线自动对刀与破损检测装置，包括壳体、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，刀具光学检测系统通过装置支架固定安装于装置基座上，刀具光学检测系统为面阵型图像传感器系统，刀具光学检测系统与集中控制系统信号连接，集中控制系统与刀具磨损警报系统信号连接，刀具光学检测系统包括刀具径向测量装置和刀具端部测量装置，刀具径向测量装置沿刀具径向采集切削刃磨损区局部细节图像数据，实现自动对刀和破损检测，刀具端部测量装置辅助检测刀具的破损状况，刀具的机床主轴装有标定靶物。该检测装置能够在刀具旋转的状态下，自动测量刀具的半径和长度偏置，并对微型铣刀的破损状况进行检测。

主权项

一种微型铣刀在线自动对刀与破损检测装置，包括壳体（1）、装置基座（11）、刀具光学检测系统、集中控制系统和刀具破损警报系统，所述装置基座（11）固定安装在刀具（12）的机床的工作台上，所述刀具光学检测系统安装于所述壳体（1）和所述装置基座（11）形成的设备腔体内，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（11）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破损警报系统的信号接收端信号连接，其特征在于：所述壳体（1）形成凹形轮廓结构，凹形轮廓结构的下凹空间形成微型铣刀在线自动对刀与破损检测的工作空间，所述刀具光学检测系统包括刀具径向测量装置和刀具端部测量装置，所述刀具径向测量装置沿刀具径向采集切削刃磨损区局部细节图像数据，实现自动对刀和破损检测，所述刀具端部测量装置沿刀具（12）轴向采集切削刃磨损区局部细节图像数据，辅助检测刀具（12）的破损状况，刀具（12）的机床主轴装有标定靶物（10），在进行测量前，要先进行刀具径向测量装置和刀具端部测量装置的在线标定；所述刀具径向测量装置和刀具端部测量装置皆为数字显微镜，所述刀具径向测量装置为第一数字显微镜（2），所述刀具端部测量装置为第二数字显微镜（6），所述第一数字显微镜（2）的物镜沿刀具（12）径向设置，所述第二数字显微镜（6）的物镜沿沿刀具（12）轴向面向刀具（12）端部设置，两台数字显微镜的物镜主光轴处于空间同一平面上并互相垂直，所述第一数字显微镜（2）在所述壳体（1）形成凹形轮廓结构的凹槽的一侧的设备空间内，在凹槽相对的另一侧面上设有漫反射背光光源（7），所述漫反射背光光源（7）通过装置支架固定安装于所述装置基座（11）上，所述第一数字显微镜（2）的物镜透过所述壳体（1）上开设的窗口与所述漫反射背光光源（7）相对应，所述第一数字显微镜（2）的物镜能接收到所述漫反射背光光源（7）发出的均匀柔光，所述第二数字显微镜（6）设置于所述壳体（1）形成凹形轮廓结构的凹槽底部，所述壳体（1）在所述第二数字显微镜（6）的物镜正面开设窗口，所述第一数字显微镜（2）、第二数字显微镜（6）和所述漫反射背光光源（7）之间的间距空间形成刀具（12）的检测作业空间区域，也即为所述壳体（1）形成凹形轮廓结构所构造的空间区域；两台所述数字显微镜皆具有为其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两台所述数字显微镜的物镜前端的环形光源（3），所述环形光源（3）的轴线分别与两台所述数字显微镜的物镜的主光轴同轴；在进行刀具径向测量装置和刀具端部测量装置的在线标定时，依据机床主轴的具体运动方式，使所述标定靶物（10）分别与所述刀具径向测量装置和刀具端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（10）的图像数据，通过所述标定靶物（10）的空间三维点和所述标定靶物（10）的图像上特征点的对应关系，获取所述刀具径向测量装置和刀具端部测量装置分别相对于所述机床主轴坐标系的空间位置和姿态。