一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，步骤包括：A：获取完成加工后零件的图像；B：对图像进行滤波去噪处理后进行灰度变换，得到预处理图像；C：根据预设的特征信息，在预处理图像中查找定位完成加工后零件剪裁剩余部分，得到零件图片；D：对切割痕迹进行边缘检测并绘制边缘轮廓线；E：通过边缘轮廓线计算刀具的边缘宽度大小；F：将刀具实际宽度与预设的理论标准值比较后输出检测结果。本发明专利技术只需要使用数控机床中原有的光学定位设备，对完成加工后零件进行拍摄之后使用本发明专利技术所提供的方法，即可实现对刀具破损度的间接检测。不需安装额外的光学检测设备，在现有设备的基础上执行此方法，即可实现刀具破损度检测。

A tool damage detection method based on visual inspection of NC machine tools

The invention provides a damage degree detection method of NC machine tool based on visual inspection method comprises the following steps: A: to obtain complete image processing of parts; B: to denoise the image after gray-scale transformation, image preprocessing; C: according to the characteristics of information preset in the preprocessing, locate the image complete the processed parts cut the remaining part by part picture; D: edge detection of cut marks and draw contour lines; E: through the contour edge width size calculation tool; F: Theory of standard tool actual width with a preset value after comparing the output test results. The invention only needs to use the original optical positioning equipment in the numerical control machine tool to shoot the parts after processing, and then the indirect detection of the tool damage degree can be realized by using the method provided by the invention. Without the installation of additional optical inspection equipment, this method can be used to detect tool breakage on the basis of existing equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法
本专利技术涉及数控机床检测方法领域，尤其涉及一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法。
技术介绍
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，其数控装置经运算处理后，由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。在上述加工的过程中，数控机床中所安装的刀具需要按照预设的程序，对零件进行切割，由于切割过程中，刀具本身也会发生破损，因此需要对刀具的破损程度进行监控，为保证零件切割加工的精确性，当刀具的破损程度超过了一定的程度，需要对刀具及时进行更换，因此需要一套高效的刀具破损度实时监测系统。在现有技术中，随着视觉检测技术的成熟，通过CCD相机等方式对刀具破损度进行实时视觉检测的方式已经出现，但是于此同时，对刀具破损度的视觉检测需要增加额外的一套视觉检测系统，提升了设备成本的同时增加了设备的体积。事实上，目前已有在加工前对待加工零件进行位置定位的视觉系统，使用同一套系统，对加工后的零件进行视觉检测，判断刀具加工的切割痕迹，即可间接地判断刀具的破损程度；现有技术中还未有依靠这个思路完成刀具破损度检测的方法。因此，现有技术还有待发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，旨在解决现有技术中数控机床刀具磨损程度检测需要依靠额外的视觉检测设备，提高了整体成本，占用更多空间，对生产造成不便的问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其中，具体包括以下步骤：A：获取完成加工后零件的图像；B：对所获得的图像进行滤波去噪处理后进行灰度变换，完成对图像的预处理，得到预处理图像；C：根据预设的特征信息，在预处理图像中查找定位完成加工后零件，剪裁剩余部分，得到零件图片；D：对零件图片中机头所加工的切割痕迹进行边缘检测并绘制边缘轮廓线；E：通过边缘轮廓线计算刀具的边缘宽度大小；F：将刀具实际宽度与预设的理论标准值比较后输出检测结果。所述的基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其中，所述步骤B具体包括：B1：使用高斯平滑去噪对图像进行滤波以消除高斯噪声处理；B2：使用灰度值拉伸方法提高图像对比度；B3：使用形态学滤波进行图像预处理；B4：输出预处理图像。所述的基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其中，步骤所述特征信息具体为灰度信息及边缘信息。所述的基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其中，所述步骤D具体包括：D1：对零件图片中机头所加工的切割痕迹进行边缘检测并获取切割痕迹路径；D2：使用亚像素边缘提取方法，在所获取的切割痕迹路径上提取若干像素点；D3：连接所述像素点构成一条连线，并对所述连线进行拟合，得到边缘轮廓线。所述的基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其中，所述边缘检测使用的是Canny边缘检测方法。综上所述，本专利技术提供的一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，步骤包括：A：获取完成加工后零件的图像；B：对图像进行滤波去噪处理后进行灰度变换，得到预处理图像；C：根据预设的特征信息，在预处理图像中查找定位完成加工后零件剪裁剩余部分，得到零件图片；D：对切割痕迹进行边缘检测并绘制边缘轮廓线；E：通过边缘轮廓线计算刀具的边缘宽度大小；F：将刀具实际宽度与预设的理论标准值比较后输出检测结果。本专利技术只需要使用数控机床中原有的光学定位设备，对完成加工后零件进行拍摄之后使用本专利技术所提供的方法，即可实现对刀具破损度的间接检测。不需安装额外的光学检测设备，在现有设备的基础上执行此方法，即可实现刀具破损度检测。附图说明图1为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的立体图。图2为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的光学定位机构立体图。图3为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的机头组件加工零件时的工作状态示意图。图4为本专利技术所述基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法的流程图。图5为本专利技术所述基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法的步骤S2的流程图。图6为本专利技术所述基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法的步骤S4的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请同时参考图1至图3，图1为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的立体图。图2为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的光学定位机构立体图。图3为本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统的机头组件加工零件时的工作状态示意图。如图1至图3所示，本专利技术中基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测系统包括用于检测加工后零件切割痕迹的光学定位机构10，以及用于对零件进行加工的机头组件20，所述机头组件20设置在所述光学定位机构10的后方并与之连接；所述光学定位机构10具体包括可开合的保护盒100，及设置在所述保护盒内部的光学定位设备111。具体工作时，所述光学定位机构10运动到完成加工的部件的上方，获取完成加工的部件的切割痕迹，具体方法为通过光学定位设备111对完成加工的部件进行拍摄后通过视觉处理方法得到完成加工的部件的轮廓信息，之后将所获取的轮廓信息与预设的轮廓信息进行比对，从而判断刀具的磨损程度。更进一步地，所述光学定位设备111为CCD相机。进一步地，所述保护盒100具体包括：保护盒本体110，所述保护盒本体110为中空的圆筒形结构，所述保护盒本体110的顶端设置有顶面，底端为中空的结构，所述光学定位设备111设置在所述顶面的内壁上；用于保护光学定位设备111的保护盒盖120，所述保护盒盖120设置在所述保护盒本体110的底面上；用于驱动所述保护盒盖120开闭的驱动机构130，所述驱动机构130设置在所述保护盒本体110的外壁上。具体工作时，光学定位设备111设置在保护盒本体110的内部，当光学定位机构10运动到完成加工的部件的上方，光学定位设备111需要对完成加工的部件进行拍摄时，驱动机构130驱动保护盒盖120打开，光学定位设备111完成拍摄后，驱动机构130驱动保护盒盖120关闭；在数控机床对完成加工的部件进行加工时，切削的废渣及冷却液等物质会产生飞溅，因此，在保护盒本体110的底部设置保护盒盖120，在光学定位设备111不工作时，通过保护盒盖120将光学定位设备111封闭在保护盒100内，从而保护光学定位设备111不受切削加工的损坏。进一步地，所述驱动机构130具体包括：用于输出动力的马达131；用于传递马达动力的传动轴132，所述传动轴132垂直于所述保护盒盖120并与保护盒盖120固定连接；所述马达131与所述传动轴132之间设置有齿轮组（图中未标出），当所述马达131输出旋转扭力时，通过所述齿轮组的传动，所述传动轴132绕其轴心旋转。具体工作时，所述传动轴132平行于所述保护盒本体110的轴线，当马达131通过齿轮组驱动传动轴132旋转时，传动轴132驱动保护盒盖120绕所述传动轴1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A：获取完成加工后零件的图像；B：对所获得的图像进行滤波去噪处理后进行灰度变换，完成对图像的预处理，得到预处理图像；C：根据预设的特征信息，在预处理图像中查找定位完成加工后零件，剪裁剩余部分，得到零件图片；D：对零件图片中机头所加工的切割痕迹进行边缘检测并绘制边缘轮廓线；E：通过边缘轮廓线计算刀具的边缘宽度大小；F：将刀具实际宽度与预设的理论标准值比较后输出检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A：获取完成加工后零件的图像；B：对所获得的图像进行滤波去噪处理后进行灰度变换，完成对图像的预处理，得到预处理图像；C：根据预设的特征信息，在预处理图像中查找定位完成加工后零件，剪裁剩余部分，得到零件图片；D：对零件图片中机头所加工的切割痕迹进行边缘检测并绘制边缘轮廓线；E：通过边缘轮廓线计算刀具的边缘宽度大小；F：将刀具实际宽度与预设的理论标准值比较后输出检测结果。2.根据权利要求1所述的基于数控机床视觉检测的刀具破损度检测方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：B1：使用高斯平滑去噪对图像进行滤波以消除高斯噪声处理；B2：使用灰度值拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵星，王大鹏，杨勇，张彦龙，朱峰，李钊成，景凤伟，陈诗赠，鲁卓，王龙，吴云峰，
申请(专利权)人：沈阳机床东莞智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44