[发明专利]一种用于刀具磨损在机检测装置及刀具磨损检测方法

权利要求书

1.一种用于刀具磨损在机检测装置,其特征在于：它包括机械夹爪(3)、机械臂(7)、移动机构(9)、图像采集机构和计算机处理机构；图像采集机构通过机械夹爪(3)安装在机械臂(7)末端，机械臂(7)的连接端安装在移动机构(9)上，图像采集机构、机械臂(7)和移动机构(9)通过TCP/IP与计算机处理机构连接。

2.根据权利要求1所述一种用于刀具磨损在机检测装置,其特征在于：它还包括定位机构，定位机构包括腕部定位相机(4)、第一标定板(6)和第二标定板(8)；腕部定位相机(4)安装在机械夹爪(3)与机械臂(7)末端之间，腕部定位相机(4)通过TCP/IP与计算机处理机构连接，第一标定板(6)和第二标定板(8)安装在机床上。

3.根据权利要求1所述一种用于刀具磨损在机检测装置,其特征在于：第一标定板(6)安装在机床xz平面上，第二标定板(8)安装在机床yz平面上，第一标定板(6)进行x、z、Ry三个空间方向的标定，第二标定板(8)进行y、Rz两个空间方向的标定。

4.根据权利要求1所述一种用于刀具磨损在机检测装置,其特征在于：图像采集机构包括远心镜头(1)和工业相机(2)；远心镜头(1)安装在工业相机(2)上，工业相机(2)安装在机械夹爪(3)上，工业相机(2)通过TCP/IP与计算机处理机构连接。

5.利用权利要求1、2、3或4所述一种用于刀具磨损在机检测装置的刀具磨损检测方法,其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：将计算机处理机构与图像采集机构、机械臂(7)和移动机构(9)通过TCP/IP连接，保证图像采集机构、机械臂(7)和移动机构(9)与计算机处理机构连接畅通；

步骤二：通过计算机处理机构控制移动机构(9)，将机械臂(7)移动至机床附近；

步骤三：通过机械臂(7)末端的腕部定位相机(4)对机床上的第一标定板(6)进行x、z、Ry三个空间方向的标定，通过腕部定位相机(4)对机床上的第二标定板(8)进行y、Rz两个空间方向的标定；

步骤四：通过机械臂(7)带动图像采集机构的远心镜头(1)和工业相机(2)对刀具底部的底刃进行图像采集，根据刀具底刃刃线特征值计算刀具旋转角度及刀具直径；

步骤五：通过机械臂(7)带动图像采集机构的远心镜头(1)和工业相机(2)绕刀具进行运动，进而对刀具的后刀面进行图像采集，并通过TCP/IP传输至计算机处理机构；

步骤六：计算机处理机构通过小波技术融合及基于块匹配拼接技术，对输入的后刀面磨损值图像进行处理，进而输出刀具磨损值VB。

6.根据权利要求5所述一种用于刀具磨损在机检测装置的刀具磨损检测方法,其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：

所述步骤一中图像采集机构与计算机处理机构通过COM口进行连接，基于RS-232通讯协议进行通讯及数据传输，计算机处理机构通过检测COM口信息，向设备发送数据指令，得到正确的设备返回数据，即连接畅通，机械臂(7)和移动机构(9)与计算机处理机构通过TCP/IP协议进行通讯，将计算机处理机构设置为服务器端，机械臂(7)和移动机构(9)作为客户端，通过网口检测工具，检测客户端并保证图像采集机构、机械臂(7)和移动机构(9)与计算机处理机构连接畅通。

7.根据权利要求5所述一种用于刀具磨损在机检测装置的刀具磨损检测方法,其特征在于：

步骤三中腕部定位相机(4)通过识别第一标定板(6)上面的标定标志在腕部定位相机(4)视野的x,z位置，来确定腕部定位相机(4)与第一标定板(6)的相对位置，通过计算机处理机构计算标定标志确定y方向的旋转，即Ry，结合第一标定板(6)与机床的位置是确定的，计算出腕部定位相机(4)相对于机床的位置，由于第一标定板(6)为平面以腕部定位相机(4)为平面相机，只能标定x,z,Ry，因此需要第二标定板(8)进行y、Rz两个空间方向的标定。

8.根据权利要求5所述一种用于刀具磨损在机检测装置的刀具磨损检测方法,其特征在于：步骤四中工作时机械臂(7)带动图像采集机构的远心镜头(1)和工业相机(2)对刀具底部的底刃进行图像采集，采集刀具底刃图像需要视野清晰，聚焦在刀刃上，在刀刃处无明显反光视为图像合格，步骤五中机械臂(7)带动图像采集机构的远心镜头(1)和工业相机(2)对后刀面进行图像采集，采集后刀面图像需要视野清晰，聚焦在刀刃上，在刀刃处无明显反光视为图像合格。