[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

说明书

一种数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置，包括伺服电机、减速器、过度法兰、旋转盘、支架；过度法兰与减速器的外壳固定连接，旋转盘与减速器的输出轴固定连接；旋转盘外侧端面固定设置有非同轴设置的线状激光指示器、线阵CCD相机；其检测方法为：伺服电机经减速器带动旋转盘旋转，线状激光指示器射出的平面状激光束照射在刀具上，在刀具外周及端面产生围绕刀具旋转的线状光斑；非同轴设置的线阵CCD相机拍摄刀具，得到线状激光指示器投射在刀具外周及端面非连续曲线和直线的移动光斑；将重复出现的非连续曲线和直线移动光斑的动态图像同步重叠，逐帧判别重叠光斑是否存在局部重叠误差，实现刀具的破损磨损检测。

技术领域

本发明涉及机械加工用刀具破损检测技术领域，具体涉及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。

背景技术

现有刀具破损检测技术分为刀具动态破损检测技术和刀具静态破损检测技术；其中刀具动态破损检测技术是在工件加工过程中，通过检测刀具破损时发出的异常振动，判断刀具发生破损；此种检测方法虽能检测工件加工过程发生的破损，但不能在刀具破损前提供预警，因此会导致刀具发生破损时被加工零件表面质量的下降，甚至导致终加工零件的报废；其中刀具静态破损检测技术有采用超声反射原理或图像识别技术对刀具破损进行检测：超声反射原理因受到超声波波长限制，其分辨率有限，只能对刀具发生较大尺寸破损的情况进行检测，而无法对刀具裂纹、轻微破损、或刀具刃口磨损进行有效检测；图像识别技术因受环境光源影响巨大，且图像处理、识别算法复杂，其仅适合刀具非在线检测，当用于数控加工中心刀具破损磨损在线检测时，因环境光照条件复杂，检测效果并不理想。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了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，检测装置包括伺服电机、减速器、过度法兰、旋转盘、支架；伺服电机、减速器通过支架固定连接，伺服电机输出轴与减速器输入轴驱动连接；过度法兰与减速器的外壳固定连接，旋转盘与减速器的输出轴固定连接；旋转盘外侧端面固定设置有线状激光指示器、线阵CCD相机，线状激光指示器、线阵CCD相机非同轴设置；线状激光指示器、线阵CCD相机连接有计算机；伺服电机旋转，经减速器减速后带动旋转盘旋转一周；线状激光指示器射出的平面状激光束在刀具上，在刀具外周及端面产生围绕刀具旋转的线状光斑；非同轴设置的线阵CCD相机拍摄刀具，得到线状激光指示器投射在刀具外周及端面移动的非连续曲线和直线动态图像；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线状光斑是否存在局部重叠误差，即可判断刀具刃口是否发生裂纹、破损或磨损情况。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种数控加工中心刀具破损磨损在线检测装置，包括检测装置、刀具，检测装置和刀具同轴分离设置；检测装置包括伺服电机、减速器、过度法兰、旋转盘、支架；伺服电机、减速器通过支架固定连接，伺服电机输出轴与减速器输入轴驱动连接；过度法兰与减速器的外壳固定连接，旋转盘与减速器的输出轴固定连接；