[发明专利]一种加工中心用刀具实时检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种加工中心用刀具实时检测装置，包括采集区，采集区内设置有在位检测模块，在位检测模块包括软体机械臂，软体机械臂的端部设置有视觉图像采集系统；检测装置还包括有图像处理模块；图像处理模块包括损伤评估单元，损伤评估单元适用于将图像信息与预先设定信息进行比对评估，此外，本发明还公开了上述检测装置的检测方法。方案通过软体机械臂上视觉图像采集系统的设置，能够通过视觉图像采集系统对刀具图像进行采集，再由损伤评估单元判别刀具磨破损级别，并根据刀具损伤量是否达到设定值以确定是否需要更换刀具，以此达到对刀具进行检测的目的，使用时无需取下刀具，检测效率高，且不会对生产过程造成影响，实用性强。

技术领域

本发明设计刀具检测技术领域，特别是属于一种加工中心用刀具实时检测装置及其检测方法。

背景技术

现有的刀具在使用过程中，难以对刀具的磨损程度进行检测，当刀具磨损程度过大(尤其是精加工时)时，后续加工的零件尺寸往往会存在偏差，易产生大量报废零件。

为此，机台操作人员需周期性的将刀具由加工中心取下检测，不仅操作繁琐，对加工效率也会造成很大的影响，实际使用时较为不便。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够在加工中心内对刀具磨损程度进行检测的加工中心用刀具实时检测装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种加工中心用刀具实时检测装置，包括采集区，所述采集区内设置有在位检测模块和信号传输模块，刀具适用于在使用后运行至所述采集区，所述在位检测模块包括软体机械臂，所述软体机械臂的端部设置有视觉图像采集系统，所述视觉图像采集系统适用于采集刀具的图像信息；所述检测装置还包括有图像处理模块，所述信号传输模块适用于将所述视觉图像采集系统采集的信息传输至所述图像处理模块；所述图像处理模块包括损伤评估单元，所述损伤评估单元适用于将图像信息与预先设定信息进行比对评估。

软体机械臂上视觉图像采集系统的设置，能够在刀具运行至采集区(采集区通常为加工中心上的某个区域，可直接通过加工中心控制刀具偏移至采集区内)时，通过视觉图像采集系统对刀具的侧刃图像和底刃图像进行采集，以便于后续对刀具磨损的评估，值得一提的是，在采集过程中可通过控制刀具的旋转连续性的采集刀具多个方向的侧刃图像，以保证评估的准确性；信号传输模块的设置则能够将视觉图像采集系统采集图像传输至图像处理模块；图像处理模块则能够通过损伤评估单元通过采集图像上刀具磨损位置以判别刀具磨破损类型，并根据刀具损伤量是否达到设定值以确定是否需要更换刀具，以此达到对刀具进行检测的目的。

优选的，所述图像处理模块还包括有预处理单元、损伤检测单元和损伤计算单元；所述预处理单元适用于对采集到的刀具图像进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；所述损伤检测单元适用于对预处理后的刀具图像进行上下边界重建处理以及局部阈值分割和形态学闭操作；所述损伤计算单元适用于对刀具损伤区域进行测量。

预处理单元的设置，用于对接收到的刀具图像进行灰度化、旋转调整、目标区域选取和中值滤波调整；损伤检测单元的设置则用于对预处理后刀具图像进行上下边界重建，以此提取刀具破损区域，同时通过局部阈值分割和形态学闭操作提取刀具磨损区域；损伤计算单元的设置，则用以对前述刀具破损(磨损)区域进行测量，计算磨损带实际长度、最大磨损带宽度、平均磨损带宽度和磨损带面积，最后再通过损伤检测评估单元进行评估，以此来保证检测结果的准确性，从而保证了加工中心使用刀具的质量，提高产品精度。

优选的，所述视觉图像采集系统包括连接件，微距摄像头模组和环形光源，所述微距摄像头模组通过连接件与软体机器臂端部连接；所述环形光源设置在所述微距摄像头模组前端。微距摄像头模组的设置，则能够在软体机器臂的控制下拍摄刀具侧刃以及底刃的图像，环形光源的设置则用以为图像的拍摄提供稳定光源，便于后期对图像的处理。

此外，本发明还公开了上述检测装置的检测方法，具体包括如下步骤：