[发明专利]固结磨料磨具表面地貌检测方法及装置

说明书

本发明公开了固结磨料磨具表面地貌检测方法及装置,方法包括以下步骤：将CCD相机通过图像采集卡和计算机相连，CCD相机将被测固结磨料磨具画面传输给计算机并在计算机显示器上显示，改变CCD相机的位置并旋转被测固结磨料磨具使得CCD相机镜头对准被测固结磨料磨具的被测表面区域；连续获取磨具被测区域表面地貌图像形成图像序列，并将摄取的被测固结磨料磨具被测区域表面地貌图像传送到计算机中进行图像处理；将获取的固结磨料磨具表面地貌三维信息按照国际标准ISO25178‑2计算表面三维评价参数，实现对固结磨料磨具表面地貌进行评价。本方法和装置不会造成磨具磨损和损坏。

技术领域

本发明涉及一种工件表面地貌检测方法及装置，特别是涉及固结磨料磨具表面地貌检测方法及装置。

背景技术

硬脆材料被广泛应用于航空航天、生物医疗、电子通信、汽车、新能源等工业领域。目前，使用固结磨料磨具进行精密超精密磨削仍然是硬脆材料最有效的方法。固结磨料磨具具有去除材料能力强、磨损率低、使用寿命长、磨削过程稳定，容易获得高的加工表面质量和加工效率等突出优良性能，磨削加工过程中通过固结磨料磨具表面突出于结合剂之外的磨粒对工件表面进行微量切削从而实现精密、超精密表面加工。因此，磨具表面微观地貌如磨粒形状、磨粒密度、磨粒分布情况以及磨粒突起高度等直接影响着磨具的磨削性能和工件表面加工质量，具体表现在磨削力、材料去除形式、磨削温度、工件表面粗糙度等方面。固结磨料磨具表面地貌的精确测量对于评价磨削性能，合理选取满足加工需求的固结磨料磨具，提高硬脆性材料加工质量以及加工效率，降低磨削加工成本具有重要意义。

目前，在工业生产中，磨具的磨削性能评价和判定主要通过进行实际磨削，然后间接测量工件表面质量进行。然而，工件表面的质量不仅受磨具磨削性能的影响，还受工艺参数、机床性能和环境参数等因素的影响。传统的磨削性能评价方法不准确、不稳定。此外，实际磨削容易造成磨具磨损和损坏，成本高，效率低。因此，磨具地貌的直接测量和磨削性能的评价方法一直是磨具制造和超精密磨削领域迫切需要解决的问题之一。

为此，国内外的研究者提出了利用三坐标测量机或者表面轮廓仪探针对磨具表面进行扫锚，从而获得磨具表面三维地貌的接触式测量方法。该方法可以准确地获得磨具的表面地貌。但是，由于探针的尺寸和形状效应，磨具表面的奇异地貌难以测量，容易造成特征点的丢失。另外，随着扫描速度的提高，探针可能与磨具表面失去接触，从而导致磨具表面地貌信息的丢失和不准确。同时，高硬度磨粒不可避免地导致探针磨损和压力作用下的形状变化，测量精度和稳定性得不到保证。随着光学测量技术和机器视觉技术的飞速发展，非接触式测量方法如扫描电镜、声发射测量、立体视觉测量方法和三角测量激光法等在三维信息获取方面得到了越来越广泛的应用。和接触测量方法相比，非接触测量方法具有快速获取所有被测区域信息的优点，且磨具表面和测量工具不产生接触磨损和损伤。然而，非接触测量，特别是光学测量方法对环境因素很敏感，不同形状的晶粒随机分布在磨具表面，容易引起衍射。磨具制造或者修整过程中在表面形成的孔洞或深沟槽会引起光的散射，使对应区域被成像为亮点(黑洞)，很难被识别，造成磨具表面检测结果无法准确反映磨具表面实际地貌。目前市场上还没有能够全面准确的进行砂轮、砂带等固结磨料磨具表面地貌检测，进而评价其磨削性能的成熟测量装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种固结磨料磨具表面地貌检测方法及装置，本方法在不损耗磨具的情况下准确评价固结磨料磨具磨削性能，提高了精密超精密加工效率和成品率。

本发明的固结磨料磨具表面地貌检测方法，包括以下步骤：

固结磨料磨具表面地貌检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将CCD相机通过图像采集卡和计算机相连，CCD相机将被测固结磨料磨具画面传输给计算机并在计算机显示器上显示，改变CCD相机的位置并旋转被测固结磨料磨具使得CCD相机镜头对准被测固结磨料磨具的表面被测区域；