[发明专利]一种用于数控车削加工的刀具磨损视诊装置及视诊方法

说明书

本发明公开了一种用于数控车削加工的刀具磨损视诊装置及视诊方法。该装置包括图像采集装置、驱动装置和计算机；该装置结构简单，安装方便，可在加工间隙实现刀具磨损状态在机检测，无需卸载刀具即可实现车削刀具主后刀面的测量，检测精度高，大大减少检测时间和再对刀时间，提高工作效率，非常适合自动化现场的应用。该方法采用VBmax、VB和主后刀面磨损区域面积三个刀具磨损参数作为特征指标对刀具磨损状态进行描述，克服单一参数可能产生的误差；利用支持向量机建立样本数据库并训练支持向量机，将磨损区域的三个刀具磨损参数作为支持向量机的输入，自适应地监测刀具所属的磨损级别。

技术领域

本发明涉及刀具磨损状态检测系统，具体是一种用于数控车削加工的刀具磨损视诊装置及视诊方法。

背景技术

刀具磨损会影响加工质量，加快刀具消耗，降低生产效率和提高生产费用。因此，有效可靠的刀具磨损视诊方法及视诊装置具有重要的应用价值。现阶段，刀具磨损状态检测主要有直接法和间接法。间接法是通过测量与刀具磨损相关的中间参数，对刀具的磨损状况进行评估，常用的间接法有切削力检测法、声发射检测法、功率/电流检测法、振动检测法等。间接法虽然能够实现在线检测刀具状态，但是对检测结果产生影响的因素多，检测结果的精确度不能保证。此外，间接法需要通过传感器进行相关信号的检测，传感器确定安装位置困难并且价格昂贵。直接法通过直接识别刀具的表面品质和外观以及刀具尺寸的变化来判断刀具磨损情况，主要有射线检测法、计算机图像处理检测法。随着图像处理技术的发展及硬件能力的提升，使得利用机器视觉实现刀具磨损状态的在机检测成为可能。机器视觉检测具有高精度、非接触、可靠性高、自动化程度高及价格优廉的优点，克服了现有直接检测法的不足，实现了刀具状态直接在机检测。此外，刀具表面是刀具磨损状态的直接反应，它所具备的优点是其他检测方法所不具备的。

申请号201610982019.X的文献公开了一种便携式刀具磨损测量装置，包括微型显微镜、手机及弹性手机夹，将微型显微镜的目镜端旋装在弹性手机夹的一个夹爪上，该夹爪上有通孔，通孔与手机的摄像头相对，弹性手机夹的另一夹爪夹持在手机的正面，拍摄的刀具磨损图像通过手机自带的图像处理软件进行处理，或者将拍摄图像传输至装有图像处理软件的计算机中，通过分析得到刀具的磨损值。文中所提出的方式结构简单、使用方便，无需将刀具从机床上取下即可实现刀具磨损状态的快速检测，但是，该方法无法保证手机拍摄刀具时的位置与刀具磨损面的平行，容易产生较大的测量误差。

申请号201110400626.8的文献公开了一种用于检测立铣刀磨损状态的正交视觉检测系统，包括顶面摄像机、镜头和环形光源，侧面摄像机、镜头和环形光源，导轨、滑块、支架、图像采集卡和计算机等。该系统采用正交双向的图像采集方式，采集到的图像经图像采集卡转换为数字信号，利用计算机中的图像处理软件对数字信号处理，测量出立铣刀的磨损带宽度和磨损带面积。该方式具有分辨率高、检测精度高的特点，但是需要将刀具移至专门的测量装置进行检测，属于离线测量，降低效率。

文献《基于区域生长法的数控刀具磨损状态检测方法》提出不停机刀具磨损状态检测方法和检测装置，但是该方法需要手动调整、移动采集装置，并且仅采用VBmax判断刀具磨损状态，判断条件单一，易产生误判。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于数控车削加工的刀具磨损视诊装置及视诊方法。

本发明解决所述装置技术问题的技术方案是，提供一种用于数控车削加工的刀具磨损视诊装置，其特征在于该装置包括图像采集装置、驱动装置和计算机；

所述图像采集装置包括数字CCD相机、LED环形光源和远心镜头；所述数字CCD相机与远心镜头连接；所述数字CCD相机的信号输入端通过千兆以太网线与计算机连接；所述LED环形光源与远心镜头固定连接；