一种加工中心用刀具实时检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种加工中心用刀具实时检测装置，包括采集区，采集区内设置有在位检测模块，在位检测模块包括软体机械臂，软体机械臂的端部设置有视觉图像采集系统；检测装置还包括有图像处理模块；图像处理模块包括损伤评估单元，损伤评估单元适用于将图像信息与预先设定信息进行比对评估，此外，本发明专利技术还公开了上述检测装置的检测方法。方案通过软体机械臂上视觉图像采集系统的设置，能够通过视觉图像采集系统对刀具图像进行采集，再由损伤评估单元判别刀具磨破损级别，并根据刀具损伤量是否达到设定值以确定是否需要更换刀具，以此达到对刀具进行检测的目的，使用时无需取下刀具，检测效率高，且不会对生产过程造成影响，实用性强。性强。

【技术实现步骤摘要】
一种加工中心用刀具实时检测装置及其检测方法


[0001]本专利技术设计刀具检测
，特别是属于一种加工中心用刀具实时检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]现有的刀具在使用过程中，难以对刀具的磨损程度进行检测，当刀具磨损程度过大(尤其是精加工时)时，后续加工的零件尺寸往往会存在偏差，易产生大量报废零件。
[0003]为此，机台操作人员需周期性的将刀具由加工中心取下检测，不仅操作繁琐，对加工效率也会造成很大的影响，实际使用时较为不便。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种能够在加工中心内对刀具磨损程度进行检测的加工中心用刀具实时检测装置。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种加工中心用刀具实时检测装置，包括采集区，所述采集区内设置有在位检测模块和信号传输模块，刀具适用于在使用后运行至所述采集区，所述在位检测模块包括软体机械臂，所述软体机械臂的端部设置有视觉图像采集系统，所述视觉图像采集系统适用于采集刀具的图像信息；所述检测装置还包括有图像处理模块，所述信号传输模块适用于将所述视觉图像采集系统采集的信息传输至所述图像处理模块；所述图像处理模块包括损伤评估单元，所述损伤评估单元适用于将图像信息与预先设定信息进行比对评估。
[0007]软体机械臂上视觉图像采集系统的设置，能够在刀具运行至采集区(采集区通常为加工中心上的某个区域，可直接通过加工中心控制刀具偏移至采集区内)时，通过视觉图像采集系统对刀具的侧刃图像和底刃图像进行采集，以便于后续对刀具磨损的评估，值得一提的是，在采集过程中可通过控制刀具的旋转连续性的采集刀具多个方向的侧刃图像，以保证评估的准确性；信号传输模块的设置则能够将视觉图像采集系统采集图像传输至图像处理模块；图像处理模块则能够通过损伤评估单元通过采集图像上刀具磨损位置以判别刀具磨破损类型，并根据刀具损伤量是否达到设定值以确定是否需要更换刀具，以此达到对刀具进行检测的目的。
[0008]优选的，所述图像处理模块还包括有预处理单元、损伤检测单元和损伤计算单元；所述预处理单元适用于对采集到的刀具图像进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；所述损伤检测单元适用于对预处理后的刀具图像进行上下边界重建处理以及局部阈值分割和形态学闭操作；所述损伤计算单元适用于对刀具损伤区域进行测量。
[0009]预处理单元的设置，用于对接收到的刀具图像进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；损伤检测单元的设置则用于对预处理后刀具图像进行上下边界重建，以此提取刀具破损区域，同时通过局部阈值分割和形态学闭操作提取刀具磨损区域；损伤计算单元的设置，则用以对前述刀具破损(磨损)区域进行测量，计算磨损带实际长度、最大
磨损带宽度、平均磨损带宽度和磨损带面积，最后再通过损伤检测评估单元进行评估，以此来保证检测结果的准确性，从而保证了加工中心使用刀具的质量，提高产品精度。
[0010]优选的，所述视觉图像采集系统包括连接件，微距摄像头模组和环形光源，所述微距摄像头模组通过连接件与软体机器臂端部连接；所述环形光源设置在所述微距摄像头模组前端。微距摄像头模组的设置，则能够在软体机器臂的控制下拍摄刀具侧刃以及底刃的图像，环形光源的设置则用以为图像的拍摄提供稳定光源，便于后期对图像的处理。
[0011]此外，本专利技术还公开了上述检测装置的检测方法，具体包括如下步骤：
[0012]S1：将刀具调整至所述采集区；
[0013]S2：控制所述软体机械臂，通过所述视觉图像采集系统，采集刀具的侧刃图像和底刃图像；
[0014]S3:通过信号传输模块将所述视觉图像采集系统采集图像传输至图像处理模块；
[0015]S4：通过图像处理模块将采集图像与预先设定信息进行比对，得到检测结果。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是:
[0017]1、本专利技术中，通过软体机械臂上视觉图像采集系统的设置，能够在刀具运行至采集区时，通过视觉图像采集系统对刀具的侧刃图像和底刃图像进行采集，再由图像处理模块的损伤评估单元判别刀具磨破损级别，并根据刀具损伤量是否达到设定值以确定是否需要更换刀具，以此达到对刀具进行检测的目的，使用时无需取下刀具，检测效率高，且不会对生产过程造成影响，实用性强。
[0018]2、本专利技术中，通过预处理单元、损伤检测单元以及损伤计算单元的设置，能够对接收到的刀具图像先进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；再对刀具图像进行上下边界重建，以此提取刀具破损区域，并通过局部阈值分割和形态学闭操作提取刀具磨损区域；同时对刀具破损(磨损)区域进行测量，计算磨损带实际长度、最大磨损带宽度、平均磨损带宽度和磨损带面积，以此来保证检测结果的准确性，从而保证了加工中心使用刀具的质量，提高产品精度。
[0019]3、本专利技术中，通过微距摄像头模组的设置，能够在软体机器臂的控制下拍摄刀具侧刃以及底刃的图像，环形光源的设置则用以为图像的拍摄提供稳定光源，便于后期对图像的处理。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术中图像处理模块拍摄刀具底刃状态的放大示意图。
[0023]图3为本专利技术中图像处理模块拍摄刀具侧刃状态的放大示意图。
[0024]图中标记：1
‑
连接件，2
‑
摄像头支座，3
‑
环形光源，4
‑
微距摄像头模组，5
‑
软体机械臂，6
‑
图像处理模块，7
‑
采集区，8
‑
刀具。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工中心用刀具实时检测装置,包括采集区(7)，其特征在于，所述采集区(7)内设置有在位检测模块和信号传输模块，刀具(8)适用于在使用后运行至所述采集区(7)，其中：所述在位检测模块包括软体机械臂(5)，所述软体机械臂(5)的端部设置有视觉图像采集系统，所述视觉图像采集系统适用于采集刀具的图像信息；所述检测装置还包括有图像处理模块(6)，所述信号传输模块适用于将所述视觉图像采集系统采集的信息传输至所述图像处理模块(6)；所述图像处理模块(6)包括损伤评估单元，所述损伤评估单元适用于将图像信息与预先设定信息进行比对评估。2.根据权利要求1所述的一种加工中心用刀具实时检测装置，其特征在于，所述图像处理模块(6)还包括有预处理单元、损伤检测单元和损伤计算单元；所述预处理单元适用于对采集到的刀具图像进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；所述损伤检测单元适用于对预处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明志，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：