[发明专利]测量刀具的刀刃轮廓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量刀具的刃的轮廓的方法，具体涉及一种用点式传感器自动测量可测量的刀具的刃的轮廓的方法。

背景技术

各种不同类型的刀具被用来加工各种不同零件。众所周知，对高性能刀具上的刃进行适当的预处理(如：搪磨、倒角等)可增加刀具的寿命，增强被加工零件的质量。许多刀具生产商设立了各种不同的刃预处理工艺以获得所需的刀刃，以适于不同的应用，却未必有好的方法对预处理后的刀刃，尤其是复杂刀具上的刀刃进行测量。此外，在一些情况中，当购买的刀具的性能无法满足使用需求时，使用者可能会自行对买进的刀具的刀刃进行搪磨等处理，慢慢地，这些搪磨的刀刃可能会变得难以测量。

然而，有些被加工零件对刀刃的预处理状况非常敏感，比如，不合适的刀刃预处理对机翼的厚度的影响较大，过度搪磨刀刃可能会导致机翼偏斜，使得其尺寸过大，从而需要进行额外的钳工处理或返工处理，增加成本，而未经搪磨处理的刀刃或是搪磨程度太轻的刀刃则可能导致其所加工的零件尺寸偏小，颤振过度，刀具损坏，还有可能刮花零件。为了加工出更加精准的零件，需要有精确度和稳定性更高的刀具，由于刀刃的预处理情况可影响刀具的寿命、加工零件的质量，尤其会影响加工零件的精准度，因此，获知预处理后的刀刃的轮廓变得越发重要。

因此，有必要准确获知刀刃的实际形状和尺寸。

目前用来测量刀刃预处理情况的三维轮廓测量技术中，有一种是采用白光干涉测量法来产生高分辨率的刀刃区域切片，还有一种是采用变焦或共焦成像方法来产生刀刃的垂直窄切片，这些技术致力于如何获得高密度的精度数据。这两类技术都需采用显微镜，只能测得一个很小的区域，一般一次只能测量远小于一微米的范围。为了覆盖一个较大的区域，需要不停的调整刀具的位置，获得多组数据并对这些数据进行缝缀。因此这些方法要求操作人员刀具进行手动定位并不停对刀具的位置进行调整，以确保目标区域在传感器的工作范围内。这样的手动定位过程非常费时而且乏闷，且由于测量角度和范围的限制，这些方法需依赖操作人员的技巧来获得高质量的数据。

因此，有必要开发一种改进的技术来获取预处理后刀具的刀刃轮廓。

发明内容

本发明实施例中提供了一种用包括点式传感器的测量系统获取刀具的刃的轮廓的方法，该方法包括以下步骤：(a)将刀具沿其轴线旋转，用点式传感器扫描刀具的的刃点，其中包括位于目标刃上的目标刃点，获得含有所述目标刃点的位置及方位信息的第一点云；(b)根据目标刃点的位置及方位信息调整所述刀具与点式传感器之间的位置，使得所述点式传感器聚焦于包含所述目标刃点的感兴趣区域上；以及(c)用点式传感器扫描所述感兴趣区域，以获得第二点云，该第二点云包括用于分析刀具刃的轮廓的信息.

本发明所涉及的方法解决了现有技术的技术问题。

附图说明

图1是一个示例性刀具的立体图。

图2是在本发明一个实施例中用来获取旋转式刀具的刃的轮廓的测量系统的示意图，该测量系统包括点式传感器。

图3显示了在本发明一个实施例中用包括点式传感器的测量系统来自动获取刀具的刃的轮廓的方法的方框示意图。

图4显示了在本发明一个实施例中如何在刀具的侧刃上指定一个目标刃点。

图5显示了在本发明一个实施例中如何在刀具的顶刃上指定一个目标刃点。

图6显示了在本发明一个实施例中如何在刀具的圆弧刃上指定一个目标刃点。

图7显示了通过预扫描获得的一个示例性点云，该点云中包含目标刃点的位置及方位信息。

图8显示了在一个实施例中如何从图7所示的点云中计算出刀具应旋转的角度。

图9显示了一个实施例中的一个线段型的试扫描路径。

图10显示了在一个实施例中如何修正图9所示的线段型路径获得较短的有效线段扫描路径。

图11显示了一个实施例中的Z字形的精扫描路径。

图12显示了在一个实施例中如何确定刃的走向，使得图11所示的Z字形路径可沿该走向扩展。

图13显示了一个实施例中的一个示例性点云，该点云中包含刃的轮廓分析所需的信息。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下内容中将不对习知的结构或功能进行详细的描述。