[发明专利]可集成在刀库上的刀具检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种可集成在刀库上的刀具检测装置和方法，装置包括图像采集模块，清洗模块，控制模块等；所述图像采集模块包括图像采集支撑装置、底刃图像采集装置、侧刃图像采集装置、外壳结构等，照明模块由两个环形光源组成，控制模块由控制器、存储器等组成；所述图像采集支撑装置可实现底刃图像采集装置和侧刃图像采集装置上下移动，以及侧刃图像采集装置整周回转，进而通过视觉检测方法，实现刀库上的刀具种类以及刀具磨损程度的检测。

技术领域

本发明属于机械自动化领域，特别是一种可集成在刀库上的刀具检测装置和方法。

背景技术

高精度、高效率、多功能复合加工中心是数控设备一个主要的发展方向。刀库及自动换刀装置配套在大中型复合加工中心中，有助于实现加工中心的高效能、高精度、高集成。而在机械加工过程中，刀具的磨损是影响产品加工精度、加工质量与效率的关键问题之一。随着社会与科学技术的发展，对产品的制造质量要求越来越高，使加工过程中刀具磨损的检测显得更加重要。因此在刀库换刀过程中，系统能够自动判断刀具的磨损程度并及时更换刀具，对于避免由于刀具磨损量过大造成的加工质量下降或其它损失，同时提高生产效率，降低劳动力成本有着十分重要的意义。

目前国内对于刀具磨损检测的研究不足，特别是检测刀库内刀具的磨损。

CN201822210994.6公开了一种机床监控与数据测量系统，利用应变片但检测机床刀盘内刀具长度的磨损，精确度不够。目前的检测装置和方法都大部分是针对机床刀具磨损检测，没有将刀库与刀具磨损检测相结合，无法在提高刀库换刀准确度的同时检测刀具磨损并及时更换刀具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可集成在刀库上的刀具检测装置和方法，以实现换刀准确度的提升以及刀库刀具磨损的检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种可集成在刀库上的刀具检测装置，包括图像采集模块，控制模块；所述图像采集模块包括：

底刃图像采集装置，用于采集刀具底刃的图像；

侧刃图像采集装置，用于采集刀具测刃的图像；

图像采集支撑装置，能够同时驱动底刃图像采集装置和侧刃图像采集装置的旋转和升降；通过升降使得刀具底刃位于底刃图像采集装置镜头的景深内，并使得侧刃图像采集装置获得刀具每刃的标准位置图片；通过旋转使得侧刃图像采集装置能够获得刀具底刃的标准位置图片；

所述侧刃图像采集装置相对图像采集支撑装置的水平距离可调，用于调整刀具侧刃位于侧刃相机镜头的景深内；

所述控制模块用于控制图像采集支撑装置的旋转和升降。

一种可集成在刀库上的刀具检测装置的刀具磨损检测方法，包括参数获取和磨损测量两个过程；

参数获取过程，用于在加工活动未开始前录入新刀具的信息，包括刀具的型号，刃数，直径以及图像模板；

磨损测量过程，用于刀具加工工件后回到刀库中并在下一次加工活动前，通过机械臂将刀具取出进行磨损检测，将磨损的刀具阈值图像与未磨损的图像模板进行掩膜处理，进行磨损区域的提取，计算磨损区域的平均像素值并转化为实际平均磨损量尺寸。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的刀具检测装置集成化程度高，可以实现对刀具磨损量的快速、高效、准确地自动测量，可应用于不同种类的刀库。

(2)与刀库相结合，不仅能够提高刀库换刀的准确性，而且能够通过监测磨损精度及时替换磨损过多的刀具，提高加工精度。

附图说明

图1为刀库及磨损检测装置整体构成图。

图2为磨损检测装置图。