[发明专利]一种刀具断裂检测方法

说明书

一种刀具断裂检测方法，涉及自动检测技术领域，其包括对参考轮廓面积与标定的刀具轮廓面积的比值进行判定，并综合迭代计算的方式进一步推算，将刀具轮廓面积在FIFO数据栈进行入栈和出栈操作，利用刀具初步断裂情况发生后，其断裂部位形成的尖角会急剧崩缺和磨损的特性，从而快速检测出二次断裂的情况，进而更快速地确定断刀情况的发生。本发明能够提高刀具断刀检测的时效性。

技术领域

本发明涉及自动检测技术领域，尤其指一种刀具断裂检测方法。

背景技术

工业化生产中，为保证生产线能可靠地运行，各子模块在出现异常情况时，应该及时向监控系统发出异常信号，使得异常情况能得到快速地处理。在实际的数控加工过程中，由于各种各样的原因，不可避免地会出现刀具断裂的情况，若不能及时检测并作出相应的机床反馈调节，将严重影响生产线的正常运行，因此智能化的断刀检测系统是当下数控加工领域所亟需具备的，但现有的刀具检测系统的检测方法中对于断刀的判断始终缺乏良好的准确性。

中国专利CN109500657中公开了一种基于视觉的断刀检测方法，其通过实时地提取图像ROI区域（感兴趣区域）的参考轮廓并计算当前的轮廓面积，进而与标定的刀具轮廓面积相比，将得到的比值与预设阈值比大小来判断断刀与否。然而在实际操作中，由于其第一预定值为0.7~0.8，该方法的关键步骤（5）在将参考轮廓的面积除以标定好的刀具轮廓面积得到的比值与第一预定值相比较时，若该比值远远小于0.7~0.8（可能已发生断刀）时，并没有判断已经断刀，反而是让计数C加1，当C大于等于10的时候才判定断刀，小于10则继续下一轮检测，那么也就是说要再进行至少十次检测对比，可见该检测方法的时效性很低。

发明内容

本发明所要解决的问题是，提供一种刀具断裂检测方法，在利用合理的判定逻辑对参考轮廓面积与标定的刀具轮廓面积的比值进行判定的基础上，还可综合迭代计算的方式进一步推算，从而更快速地判断出机床的刀具是否出现断刀，提高断刀检测的时效性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种刀具断裂检测方法，包括以下步骤：

S1、测出使用前的标定刀具轮廓面积S（bd）。

S2、采用高速摄像头以第一预定频率采集刀具图像，对刀具图像进行处理，得到刀具轮廓图像。

S3、根据刀具轮廓图像计算刀具轮廓面积值S（n），其中n为正整数，S（n）为第n次采集的刀具图像的刀具轮廓面积值。

S4、利用公式k= S（n）/ S（bd）计算出余量系数k值的大小，将k值与第一预定值m进行比较；

若m≤k＜1，则将计数C加1，然后将此时的计数C与第二预定值n进行比较，若C=n，则判断为刀具异常，并输出断刀检测结果，若C＜n，则转至步骤S2，其中C的初始化计数为0，n为正整数；

若k≥1，则转至步骤S2；

若k＜m，则转至步骤S5。

S5、将刀具轮廓面积值S（n）在FIFO数据栈进行入栈操作，以第二预设频率对FIFO数据栈进行出栈操作，并根据K（n）=S（n+1）⁄S（n）计算出磨损系数，其中K（n）为第n+1次计算出的磨损系数。

S6、将步骤S5得到的K（n）与第三预定值s进行比较；

若K（n）＜s，则判断为刀具异常，并输出断刀检测结果；

若K（n）≥s，则根据K（n+1）=S（n+2）⁄S（n+1）计算第n+2次的磨损系数，然后将K（n+1）与第三预定值s进行比较，重复该步骤直到第n+p次的磨损系数K（n+p）＜s，则判断为刀具异常，其中p为大于1的正整数。

优选地，所述S2中的图像处理方法包括以下步骤：