[发明专利]一种数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置的检测方法，其中所述数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置包括：检测装置（1）、刀具（2）；检测装置（1）包括伺服电机（1.1）、减速器（1.2）、过度法兰（1.3）、旋转盘（1.4）、支架（1.5）；伺服电机（1.1）、减速器（1.2）通过支架（1.5）固定连接，伺服电机（1.1）输出轴与减速器（1.2）输入轴驱动连接；过度法兰（1.3）与减速器（1.2）的外壳固定连接，旋转盘（1.4）与减速器（1.2）的输出轴固定连接；旋转盘（1.4）外侧端面固定设置有线状激光指示器（1.4.3）、线阵CCD相机（1.4.4）；线状激光指示器（1.4.3）射出光所在的平面与旋转盘（1.4）旋转轴线重合，且线状激光指示器（1.4.3）轴线与旋转盘（1.4）旋转轴线设置有夹角B，夹角B设置为25°-35°之间；线阵CCD相机（1.4.4）镜头轴线与旋转盘（1.4）旋转轴线设置在同一平面内，且线阵CCD相机（1.4.4）镜头轴线与旋转盘（1.4）旋转轴线设置有夹角C，夹角C设置为25°-35°之间；线状激光指示器（1.4.3）轴线与线阵CCD相机（1.4.4）镜头轴线设置有夹角A，夹角A设置为40°-50°之间；线状激光指示器（1.4.3）、线阵CCD相机（1.4.4）连接有计算机；检测装置（1）的旋转盘（1.4）与刀具（2）同轴分离设置；其特征是：伺服电机（1.1）旋转，经减速器（1.2）减速后带动旋转盘（1.4）旋转一周；线状激光指示器（1.4.3）射出的平面状激光束在刀具（2）上，在刀具（2）外周及端面产生围绕刀具（2）旋转的线状光斑；线阵CCD相机（1.4.4）拍摄刀具（2），得到刀具（2）旋转时线状光斑在刀具外周及端面移动的动态图像；线状光斑的动态移动图像经过度法兰PCB（1.3.2）、旋转盘PCB（1.4.2）传输到计算机进行动态图像处理及判断，判别被检测刀具刃口的破损状况；

计算机具体判别方法为：

S1、旋转盘（1.4）旋转一周，计算机判断移动线状光斑在刀具外周及端面的重复出现次数；

S2、线阵CCD相机（1.4.4）拍摄到的刀具（2）外周及端面的线状光斑为非连续曲线和直线的动态移动图像；将重复出现的若干次非连续曲线和直线移动光斑的动态图像同步重叠在一起，逐帧判别重叠在一起的非连续曲线和直线光斑是否存在局部重叠误差；若非连续曲线和直线光斑会出现断裂缺口特征，则判断刀具刃口出现破损；若非连续曲线和直线光斑出现区域性散射特征，则判断切削刃前后刀面出现裂纹；若非连续曲线和直线光斑出现区域性漫反射而变粗的特征，则判断切削刃前后刀面出现磨损；若重叠在一起的线状光斑完全重合，则判断刀具刃口未发生裂纹、破损或磨损。

2.根据权利要求1所述数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置的检测方法，其特征是：过度法兰（1.3）相对过度法兰（1.3）端面固定设置有过度法兰输能线圈（1.3.1）、过度法兰PCB（1.3.2），旋转盘（1.4）相对过度法兰（1.3）端面固定设置有旋转盘输能线圈（1.4.1）、旋转盘PCB（1.4.2）；过度法兰输能线圈（1.3.1）与旋转盘输能线圈（1.4.1）之间无线输电连接；过度法兰PCB（1.3.2）与旋转盘PCB（1.4.2）之间无线通信连接；线状激光指示器（1.4.3）、线阵CCD相机（1.4.4）通过过度法兰PCB（1.3.2）和旋转盘PCB（1.4.2）与计算机连接。

3.根据权利要求1所述数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置的检测方法，其特征是：检测装置（1）固定设置在数控加工中心的刀库处，旋转盘（1.4）外侧端面相对刀具的端面，旋转盘（1.4）旋转轴线与刀库其中某一位置的刀具（2）的轴线同轴设置。

4.根据权利要求1所述数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置的检测方法，其特征是：线阵CCD相机（1.4.4）镜头前部固定设置有窄带滤光片，窄带滤光片允许通过的波长为线状激光指示器（1.4.3）工作波长。

5.根据权利要求1所述数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置的检测方法，其特征是：

S1、旋转盘（1.4）旋转一周，计算机判断移动线状光斑在刀具外周及端面的重复出现次数；

S2、线阵CCD相机（1.4.4）拍摄到的刀具（2）外周及端面的线状光斑为非连续曲线和直线；计算机依据非连续曲线和直线的突变转折点特征识别出刀具刃口前刀面或后刀面上的线状光斑；以前刀面或后刀面上的线状光斑在动态图像中出现的非重复性漫射光斑或突变光斑特征作为判断条件，判断刀具是否发生裂纹、破损或磨损。