[发明专利]一种非接触式立铣刀侧刃磨损形貌在机检测实验台及方法

说明书

本发明公开一种非接触式立铣刀侧刃磨损形貌在机检测实验台及方法，实验台包括检测控制与实现模块、三轴运动控制器、线激光扫描测微仪﹑工业显微镜、侧姿调节气缸、电动旋转平台、立铣刀夹具、光学平台及固定座；固定座通过四个支撑腿设置于光学平台上，三轴运动控制器安装在固定座上，三轴运动控制器的执行端安装有侧姿调节气缸,侧姿调节气缸的执行端安装有线激光扫描测微仪；光学平台上与线激光扫描测微仪的相对位置上设有电动旋转平台，电动旋转平台的旋转台面上安装有立铣刀夹具，立铣刀夹具确保待测立铣刀垂直于光学平台；线激光扫描测微仪的激光中心法线方向安装有工业显微镜，工业显微镜与光学平台固定连接。

技术领域

本发明涉及机械技术中的刀具检测设备技术领域，更具体的说，是涉及一种利用线激光边缘检测技术和机器视觉多传感器集成装置设计及多源信息融合数据获取方法。

背景技术

由于立铣刀侧刃刀尖部位时常出现刀尖结构破损缺失或月牙洼磨损，以及立铣刀侧刃螺旋分布的复杂空间形貌和实际拍摄条件中复杂光照等因素的限制，采取单一机器视觉检测方法会造成刀尖区域图像信息不完整的问题，若采取单一线激光边缘检测方法时又会造成立铣刀磨损状态评价不直观，难以对立铣刀状态做出迅速反应，因此很难实现对立铣刀磨损状态的准确评价。

发明内容

本发明的目的是针对现有检测装置技术中存在的装置和技术缺陷，而提出一种利用双传感器集成技术获取立铣刀侧刃磨损状态详细数据的实验装置，其具有线激光轴向扫描功能和工业显微镜双光强取景功能，获取待测立铣刀直径变化数据以及双光强下各侧刃磨损二维照片数据，通过数据融合反映立铣刀磨损状态。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种非接触式立铣刀侧刃磨损形貌在机检测实验台，包括检测控制与实现模块、三轴运动控制器、线激光扫描测微仪﹑工业显微镜、侧姿调节气缸、电动旋转平台、立铣刀夹具、光学平台及固定座；所述固定座通过四个支撑腿设置于光学平台上，所述三轴运动控制器安装在所述固定座上，所述三轴运动控制器的执行端安装有所述侧姿调节气缸,所述侧姿调节气缸的执行端安装有所述线激光扫描测微仪；所述光学平台上与所述线激光扫描测微仪的相对位置上设有电动旋转平台，所述电动旋转平台的旋转台面上安装有所述立铣刀夹具，立铣刀夹具确保待测立铣刀垂直于光学平台；所述线激光扫描测微仪的激光中心法线方向安装有所述工业显微镜，所述工业显微镜与所述光学平台固定连接。

进一步的，所述工业显微镜包括CCD工业相机、镜头、环形光源、可调节支架、磁吸底座，所述环形光源安装于所述镜头前端，以调节环境亮度，所述镜头后端安装所述CCD工业相机且三者中心位于同一轴线，所述镜头与所述可调节支架连接，所述磁吸底座为方形，上方与所述可调节支架连接，且所述磁吸底座后安装有磁力开关，通过磁力开关实现与所述光学平台实现无缝隙固定连接；经初始位置标定后，所述电动旋转平台每90°暂停两秒，并通过所述环形光源改变环境光强，实现待测立铣刀四个侧刃在强光和常光两种环境下磨损照片的获取，经图像处理后进而得到铣刀磨损量。

进一步的，三轴运动控制器包括X轴臂、Y轴臂和Z轴臂；X轴臂、Y轴臂和Z轴臂的一侧均设有滑轨，X轴臂位于最下端与固定座固定连接，Y轴臂滑动连接于X轴臂的滑轨，Y轴臂悬空端通过滑块和导轨与固定座滑动连接，以保证Y轴臂在运动过程的稳定性，防止发生抖动；Z轴臂滑动连接于Y轴臂的滑轨，Z轴臂作为三轴运动控制器的执行端，安装有侧姿调节气缸。

本发明还提供一种非接触式立铣刀侧刃磨损形貌在机检测方法，包括以下步骤：

(1)通过三轴运动控制器控制所述线激光扫描测微仪沿着三轴运动控制器的Z轴臂自上而下移动，所述检测控制与实现模块刚出现数据时则为待测铣刀刀尖位置即测量初始位置，记录此时该位置Z轴臂坐标即完成所述线激光扫描测微仪初始位置标定；调节述所工业显微镜像素并通过所述电动旋转平台缓慢旋转至所述工业显微镜完整清晰获取待测铣刀侧刃图像，记录此时所述电动旋转平台位置即完成所述工业显微镜初始位置标定；