[发明专利]一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统，包括监测组件(1)、滑槽座(2)、滑座(3)和刀具组件(5)，其特征在于：所述滑槽座(2)的内部设有导向槽(201)，所述滑槽座(2)的一侧安装有支撑座(4)，所述支撑座(4)的顶部安装有驱动模组(401)，所述驱动模组(401)的底部一侧安装有刀具组件(5)，所述刀具组件(5)内安装有安装盘(501)，所述安装盘(501)的底部安装有刀座(503)，所述滑槽座(2)的顶部一侧安装有滑座(3)，所述滑槽座(2)的顶部远离滑座(3)的一侧安装有监测组件(1)，所述监测组件(1)内安装有底座(102)，所述底座(102)的一侧安装有转轴(101)，所述转轴(101)的顶部安装有固定座(103)，所述固定座(103)的底部一侧安装有相机(104)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统，其特征在于：所述相机(104)的一侧安装有远心镜头(106)，且远心镜头(106)的一侧安装有环形光灯(105)。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统，其特征在于：所述滑槽座(2)的底部两侧安装有安装轴(203)，且安装轴(203)的底部安装有安装板(202)。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统，其特征在于：所述滑座(3)的顶部安装有固定板(301)，且固定板(301)的顶部安装有加工件(302)。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统及方法，其特征在于：所述驱动模组(401)的内部安装有电动机，且电动机的输出端延伸出驱动模组(401)的底部。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测系统，其特征在于：所述刀座(503)的底部安装有刀杆(502)，且刀杆(502)的底部安装有铣刀(504)。

7.一种基于机器视觉的复材刀具服役寿命监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：相机(104)在复材刀具的多段磨损区域采集图像；

步骤二：对采集到的复材刀具磨损图像进行图像的灰度化、降噪、高斯平滑、阈值分割以及边缘检测等预处理；

步骤三：利用霍夫变换对刀具进行特征点检测，并利用方程式p＝x*cos(θ)+y*sin(θ)进行图像分析，使相机(104)进行复材刀具的切削刃边界重建并对磨损图像进行水平定位；

步骤四：对构造后的图像进行按列扫描计算出复材刀具磨损区域面积及后刀面磨损量；

步骤五：基于SIFT图像对刀具进行尺寸不变转换算法分析，进而对刀具进行辨识和匹配，配准提取特征点及特征向量，将多段磨损区域的图像按特征点和特征向量相匹配，并把准确配准后的图像根据基准图像融合成一幅完整的复材刀具磨损图像；

步骤六：根据多项式关系由各磨损区域面积及后刀面磨损量计算出多段磨损图像融合后的磨损区域面积及后刀面磨损量；

步骤七：采集已超过服役寿命的复材刀具磨损区域图像，并对其磨损形态、磨损区域面积、磨损量等进行标定，制作数据集；

步骤八：基于深度学习，将轻量化网络模型用于复材刀具的磨损监测，并通过制作好的数据集进行训练；

步骤九；利用训练好的模型在线监测复材刀具的磨损量评估其是否达到服役寿命；

步骤十：根据评估结果的准确度调整轻量化网络模型的超参数以提高精度。