[发明专利]基于激光扫描共聚焦技术的数控刀具刃口测量方法

权利要求书

1.一种基于激光扫描共聚焦技术的数控刀具刃口测量方法，其特征是它包括刀具刃口的预处理、刀具的安装、刀具刃口数据的获取和数据的后处理；

（1）所述的刀具刃口的预处理是指对刀具刃口进行清洁，去除刃磨后的刀刃残留碎屑，保证测量精度；

（2）所述的刀具的安装是指刀具正确安装到夹具上，保证刃口以及两侧前后刀面都有部分被能扫描到；

（3）所述的刀具刃口数据的获取包括：

步骤一：对刀具刃口进行定位并对焦；先选择低倍物镜，调节X向和Y向位置，将刀具移到观察位置，调节焦点，直到在显示器上可清晰看到刃口图像；

步骤二：旋转测量头，根据实际测量范围需要选择高倍物镜，采用自动测量的方式，由控制器自动调整镜头Z向位移，对刃口进行分层扫描，获取刃部的三维高度图像；

（4）所述的数据的后处理包括以下步骤：

步骤一：数据平滑去噪；

步骤二：数据校准；根据采集的高度数据，截取中间附近水平轮廓并计算出刀具的安装倾角；

步骤三：截取处理后的刃口部分高度数据，进行坐标对齐，采用最小二乘法拟合刃口圆弧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述刀具刃口预处理是指在超声振动清洗机里加入丙酮试剂，将刀具放入其中清洗不少于10分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的安装夹具包括角度量块、定位块、压板、复位弹簧和紧固螺钉；所述角度量块截面形状是直角梯形，所述角度量块的斜面角度θ由以下公式确定：

θ=(90°+α₀+γ₀)/2

式中α₀为刀具前角，γ₀为刀具后角；

控制误差在±5°范围内，所述复位弹簧在未安装刀具时处于自然状态，安装刀具后处于压缩状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述显微镜是激光扫描共聚焦显微镜，综合放大倍率最高为16000，高度测量分辨率不小于0.005um，测量光源为658nm红色半导体激光；所述低倍物镜是指10倍物镜，高倍物镜放大倍数为20、50或100倍物镜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述数据平滑去噪采用加权平均的方法，平滑公式如下所示：

hi′=fi-2hi-2+fi-1hi-1+fihi+fi+1hi+1+fi+2hi+2fi-2+fi-1+fi+fi+1+fi+2]]>

式中：h′_i表示第i个测量点平滑后的高度值;

h_i表示第i个测量点未经平滑的高度值;

f_i表示第i个测量点高度平滑的加权系数。