便攜式cnc銑床刀具檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)控銑床加工中，加工精度的硬件條件主要是機(jī)床精度與切削刀具的精度，在一定時(shí)期內(nèi)，機(jī)床的精度是恒定的，那么加工的精度就取決于切削刀具的精度，這就迫切需要機(jī)床刀具的檢測(cè)與預(yù)調(diào)(將刀具校對(duì)到合理精度)；同時(shí)這也是保證刀具切削壽命與機(jī)床精度的必要條件。
[0003]目前，對(duì)機(jī)床刀具進(jìn)行檢測(cè)與校對(duì)預(yù)調(diào)，一直是各企業(yè)的難題與空白，傳統(tǒng)的方法只能依靠人工目測(cè)，校表與分中棒輔助測(cè)量，手動(dòng)對(duì)刀等方式檢測(cè)與預(yù)調(diào)，始終存在不能準(zhǔn)確，全面，高效的掌握機(jī)床刀具切削時(shí)至關(guān)重要的參數(shù)(切削刃的半徑，圓弧R值，徑調(diào)與端跳)?；蛘卟捎脵C(jī)外離線檢測(cè)與預(yù)調(diào)儀，由于機(jī)床主軸、刀頭、刀具組合體的精度是三者的矢量和，因此機(jī)外離線檢測(cè)與預(yù)調(diào)針對(duì)高精度的機(jī)床主軸有效，而針對(duì)一般精度的機(jī)床主軸因主軸對(duì)機(jī)床刀具的擾動(dòng)而失效，因而不適用于國(guó)內(nèi)大部分機(jī)床的狀況與使用工作環(huán)境?；蛘卟捎眉す庠诰€檢測(cè)，但是激光在線檢測(cè)不能利用數(shù)字圖像放大判別刀具的狀況，不能利用圖像逐一檢測(cè)與校對(duì)各個(gè)刀刃。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述數(shù)控銑床刀具機(jī)外檢測(cè)不能真實(shí)可靠的反映一般精度機(jī)床主軸刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際狀態(tài)的問(wèn)題，或者采用激光在線檢測(cè)不能利用數(shù)字圖像放大判別刀具的狀況以及不能利用圖像逐一檢測(cè)與校對(duì)各個(gè)刀刃的問(wèn)題。本實(shí)用新型提出了便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀，其目的在于通過(guò)相機(jī)快速拍照成像，并通過(guò)圖像分析系統(tǒng)的圖像處理器實(shí)時(shí)處理檢測(cè)CNC銑床刀具的半徑、圓弧R值，徑向跳動(dòng)值和端面跳動(dòng)值等參數(shù)。同時(shí)，還設(shè)置了機(jī)外檢測(cè)刀架模擬機(jī)床，在機(jī)外檢測(cè)刀架上安裝刀具進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)外檢測(cè)或預(yù)調(diào)的精度問(wèn)題。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀，其特征在于包括:支架裝置、刀具成像系統(tǒng)以及圖像分析系統(tǒng)。
[0006]所述支架裝置可以安裝在CNC銑床的工作臺(tái)上銑床刀具的近處，支架裝置可以縱向移動(dòng)。
[0007]所述刀具成像系統(tǒng)安裝在支架裝置上可以橫向移動(dòng)，可以動(dòng)態(tài)拍攝銑床刀具的成像。
[0008]所述圖像分析系統(tǒng)固定在支架裝置上，連接刀具成像系統(tǒng)，并將銑床刀具的成像轉(zhuǎn)換為銑床刀具的參數(shù)。
[0009]所述圖像分析系統(tǒng)包括依次連接的圖像傳感板、圖像處理器以及顯示屏；所述圖像傳感板接收刀具成像系統(tǒng)的圖像信息，圖像處理器根據(jù)圖像信息進(jìn)行分析處理，通過(guò)顯示屏獲得檢測(cè)人員可以識(shí)別的銑床刀具的參數(shù)。
[0010]進(jìn)一步地，所述支架裝置包括:底面可以與CNC銑床工作臺(tái)接觸的長(zhǎng)方形的底座；設(shè)置在底座上方安裝刀具成像系統(tǒng)的長(zhǎng)條形的安裝座；底座和安裝座之間設(shè)置的可供刀具成像系統(tǒng)橫向移動(dòng)的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌。
[0011]檢測(cè)儀面向檢測(cè)人員，所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌位于底座的左段；安裝座兩端的下表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接的滑動(dòng)塊，安裝座通過(guò)滑動(dòng)塊可以沿著第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌滑動(dòng)；安裝座的上表面設(shè)有與安裝座垂直的側(cè)板和與安裝座平行的支撐板，側(cè)板位于安裝座靠近第一導(dǎo)軌的一端，支撐板位于安裝座靠近第二導(dǎo)軌的一端。
[0012]進(jìn)一步地，所述底座上還設(shè)有安裝座擋板，安裝座擋板位于底座縱向方向的兩側(cè)，安裝座擋板上設(shè)有第一螺桿通孔；安裝座在厚度方向設(shè)有第二螺桿通孔，第二螺桿通孔位于第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌之間；第二螺桿通孔與第一螺桿通孔同軸，第一螺桿通孔與第二螺桿通孔通過(guò)螺桿連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述刀具成像系統(tǒng)包括照明刀具的光源以及拍攝刀具的相機(jī)；光源安裝在安裝座上的側(cè)板，可以隨著安裝座橫向移動(dòng)；相機(jī)安裝在支撐板上，相機(jī)的輸出接口與位于底座右端的圖像分析系統(tǒng)連接。
[0014]所述底座與安裝座之間還設(shè)有用于測(cè)量光源與相機(jī)移動(dòng)距離的光柵尺，光柵尺的長(zhǎng)度方向與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的走向一致。
[0015]進(jìn)一步地，所述圖像分析系統(tǒng)還包括與圖像處理器連接的用于存儲(chǔ)分析成像信息數(shù)據(jù)的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、控制分析成像信息流程的可編程邏輯器。
[0016]根據(jù)圖像傳感板的成像信息，圖像處理器通過(guò)可編程邏輯器的控制信息進(jìn)行分析處理，圖像處理器讀取同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的分析成像信息數(shù)據(jù)通過(guò)顯示屏顯示。
[0017]進(jìn)一步地，所述圖像傳感板由圖像傳感器、驅(qū)動(dòng)芯片、AD轉(zhuǎn)換以及放大電路組成。
[0018]進(jìn)一步地，還包括機(jī)外檢測(cè)刀架；所述機(jī)外檢測(cè)刀架包括大于支架裝置的長(zhǎng)方形的刀架底座、垂直固定在刀架底座上刀架安裝座和安裝在刀架底座上可以上下滑動(dòng)的用于夾持銑床刀具的刀具安裝座。
[0019]刀架底座還可以放置支架裝置以及刀具成像系統(tǒng)和圖像分析系統(tǒng)；刀架安裝座上設(shè)有豎直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝刀具安裝座；刀具安裝座所安裝的銑床刀具與刀架底座垂直。
[0020]采用本實(shí)用新型的產(chǎn)生的有益效果:1、本實(shí)用新型將刀具成像系統(tǒng)和圖像分析系統(tǒng)結(jié)合，通過(guò)圖像傳感板連接刀具成像系統(tǒng)的相機(jī)與圖像分析系統(tǒng)的圖像處理器，相機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像的拍攝，圖像處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)所拍攝圖像的快速運(yùn)算處理，并將所處理的數(shù)據(jù)通過(guò)圖像分析系統(tǒng)的顯示屏顯示。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便攜，其主要用于測(cè)量銑床刀具的半徑、圓弧R值，徑向跳動(dòng)值和端面跳動(dòng)值等重要參數(shù)，測(cè)量數(shù)值精度高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)一次性在線檢測(cè)所有參數(shù)值，還能夠?qū)崿F(xiàn)刀具的自動(dòng)對(duì)刀。
[0021]2、所采用的相機(jī)為面陣式高分辨率工業(yè)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)較大視場(chǎng)，較高分辨率的檢測(cè)；相機(jī)與光源可以隨著滑動(dòng)塊滑動(dòng)而移動(dòng)，采用光柵尺測(cè)量距離，通過(guò)相機(jī)二次成像，實(shí)現(xiàn)相機(jī)視場(chǎng)以外的視場(chǎng)檢測(cè)。
[0022]3、本實(shí)用新型還設(shè)有機(jī)外檢測(cè)刀架，該機(jī)外檢測(cè)刀架包括刀架底座和與刀架底座刀架垂直的安裝座。刀架安裝座上設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝刀具安裝座；刀具安裝座所安裝的刀具與刀架安裝座垂直。設(shè)置機(jī)外檢測(cè)刀架，實(shí)現(xiàn)機(jī)外檢測(cè)或預(yù)調(diào)刀具的功能，滿足某些機(jī)床不能在線檢測(cè)的要求，使得本實(shí)用新型不僅能在線檢測(cè)或預(yù)調(diào)刀具，而且能在機(jī)外檢測(cè)，通用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀在線檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀圖像分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀圖像傳感板驅(qū)動(dòng)芯片結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀機(jī)外檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]底座——I安裝座——2光源——3
[0028]相機(jī)——4銑床刀具——5圖像處理器——61
[0029]圖像傳感板——62顯示屏——63光柵尺——7
[0030]刀架安裝座——9刀架底座——8刀具安裝座——10
[0031]第一導(dǎo)軌——11第二導(dǎo)軌——12
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0033]實(shí)施事例1:如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型便攜式CNC銑床刀具檢測(cè)儀，其包括支架裝置、刀具成像系統(tǒng)以及圖像分析系統(tǒng)。支架裝置可以安裝在CNC銑床的工作臺(tái)上，銑床刀具5的近處，支架裝置可以縱向移動(dòng)；刀具成像系統(tǒng)安裝在支架裝置上可以橫向移動(dòng)，可以動(dòng)態(tài)拍攝銑床刀具5的成像；圖像分析系統(tǒng)固定在支架裝置上，連接刀具成像系統(tǒng)，并將銑床刀具5的成像轉(zhuǎn)換為銑床刀具5的參數(shù)；圖像分析系統(tǒng)包括依次連接的圖像傳感板62、圖像處理器61以及顯示屏63 ;所述圖像傳感板62接收刀具成像系統(tǒng)的圖像信息，圖像處理器61根據(jù)圖像信息進(jìn)行分析處理，通過(guò)顯示屏63獲得檢測(cè)人員可以識(shí)別的銑床刀具5的參數(shù)。
[0034]底面可以與CNC銑床工作臺(tái)接觸的長(zhǎng)方形的底座I ;設(shè)置在底座I上方安裝刀具成像系統(tǒng)的長(zhǎng)條形的安裝座2 ;底座I和安裝座2之間設(shè)置的可供刀具成像系統(tǒng)橫向移動(dòng)的第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12。本優(yōu)選實(shí)施例中的檢測(cè)儀面向檢測(cè)人員，第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12位于底座I的左段；安裝座2兩端的下表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12連接的滑動(dòng)塊，安裝座2通過(guò)滑動(dòng)塊可以沿著第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12滑動(dòng)；安裝座2的上表面設(shè)有與安裝座2垂直的側(cè)板和與安裝座2平行的支撐板，側(cè)板位于安裝座2靠近第一導(dǎo)軌11的一端，支撐板位于安裝座2靠近和第二導(dǎo)軌12的一端。
[0035]底座I上還設(shè)有安裝座擋板，安裝座擋板位于底座I縱向方向的兩側(cè)，安裝座擋板上設(shè)有第一螺桿通孔；安裝座2在厚度方向設(shè)有I個(gè)第二螺桿通孔，第二螺桿通孔位于第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12之間，第二螺桿通孔與第一螺桿通孔同軸。第一螺桿通孔與第二螺桿通孔通過(guò)螺桿連接，安裝座2滑動(dòng)到底座I的最外邊時(shí)，安裝座擋板限制安裝座2繼續(xù)往外滑動(dòng)，安裝座2滑板起防止安裝座2脫軌的作用。
[0036]刀具成像系統(tǒng)包括照明刀具的光源3以及拍攝刀具的相機(jī)4 ;光源3安裝在安裝座2上的側(cè)板，光源3可以隨著安裝座2橫向移動(dòng)；相機(jī)4安裝在支撐板上，相機(jī)4的輸出接口與位于底座I右端的圖像分析系統(tǒng)連接。位于光源3與相機(jī)4之間，光源3的照明使得在相機(jī)4拍攝所成的像更清晰。所采用的光源3為冷光源3，光源3主要用于照明；相機(jī)4上的鏡頭為高分辨率工業(yè)相機(jī)鏡頭，相機(jī)4為面陣式高分辨率工業(yè)相機(jī)，可獲得10-20MM的視場(chǎng)。銑床刀具5位于光源3與相機(jī)4之間，光源3的照明使得銑床刀具5在相機(jī)4拍攝所成的像更清晰。
[0037]支架裝置的底座I與安裝座2之間設(shè)有用于測(cè)量光源3與相機(jī)4移動(dòng)距離的光柵尺7，光柵尺7的長(zhǎng)度方向與第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌12的走向一致。
[0038]圖像分析系統(tǒng)還包括與圖像處理器61連接的用于存儲(chǔ)分析成像信息數(shù)據(jù)的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、控制分析成像信息流程的可編程邏輯器。根據(jù)圖像傳感板62的成像信息，圖像處理器61通過(guò)可編程邏輯器的控制信息進(jìn)行分析處理，圖像處理器61讀取同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的分析成像信息數(shù)據(jù)通過(guò)顯示屏63顯示。
[0039]圖像處理器61為數(shù)字信號(hào)處理器，是一種新型高性能DSP，其核心芯片為圖像高速處理芯片TMS320DM642。可編程邏輯器能夠?yàn)榭蛻籼?