一种金刚石修整笔几何精度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金刚石修整笔几何精度检测装置及方法，通过伺服电机驱动金刚石修整笔低速旋转，通过与金刚石笔尖侧面正对的图像传感器持续采集金刚石修整笔转动过程中的笔尖图像，显控终端进行图像放大和识别后计算金刚石笔尖棱角、金刚石笔尖面角、金刚石笔尖倾斜角和金刚石笔尖圆弧半径，实现了单次检测输出多组金刚石修整笔几何精度数据，大大提高了检测效率；本发明专利技术完善了金刚石修整笔质量检测体系，有利于促进先进制造技术快速发展，推动精密超精密加工技术前进，提高磨削加工精度及表面质量。

A dressing diamond geometric precision detection device and method

The invention discloses a dressing diamond geometric precision detection device and method, through the servo motor drive dressing diamond low speed by the image sensor is with the side of the diamond pen nib continuous image acquisition dressing diamond turning process, calculation of display and control terminal image amplification and identification of diamond tip edges, diamond, diamond pen nib angle of inclination angle and tip radius of diamond, the single detection output multiple dressing diamond geometric precision data, which greatly improves the detection efficiency; the invention improves the quality detection system of diamond dressing pen, is conducive to promoting the rapid development of advanced manufacturing technology, to promote the precision and ultra precision machining technology progress and improve the grinding accuracy and surface quality.

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石修整笔几何精度检测装置及方法
本专利技术涉及高端机械制造
，尤其涉及一种金刚石修整笔几何精度检测装置及方法。
技术介绍
随着材料技术、信息技术、数控技术、军工技术以及宇航技术的飞速发展，其对微细加工、超微细加工或微纳米加工等高端制造领域的加工精度提出了更高的要求。砂轮修整是磨削加工的一个关键工序，其中修整工具质量对修整效果起到决定性的作用。砂轮修整最常用的金刚石修整笔又称砂轮刀或单颗粒金刚石修整工具，其中单晶金刚石最常见的八面体金刚石晶形的结构如图2所示。为了尽快适应高端制造领域的加工需求，金刚石修整笔的几何精度指标被提到了更高的高度。如图3至图6所示，金刚石笔尖棱角θ1、金刚石笔尖面角θ2、金刚石笔尖倾斜角φ、金刚石笔尖圆弧半径R等是高端精密金刚石修整笔的重要几何精度指标，由于目前尚没有专业的检测技术或测试方法能够满足高端金刚石修整笔几何指标的检测精度及效率要求，大大制约了金刚石修整笔在高端制造领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金刚石修整笔几何精度检测装置及方法，能够快速、精确地检测多组金刚石修整笔几何精度数据，提高金刚石修整笔几何指标的检测效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种金刚石修整笔几何精度检测方法，包括以下步骤：A、将金刚石修整笔的一端固定在伺服电机的输出轴上，使金刚石修整笔的笔尖侧面对准图像采集器；然后进入步骤B；B、设置伺服电机的转速，并根据伺服电机的转速设置图像采集器的采集频率和采集时长，使图像采集器的采集时长等于金刚石修整笔旋转一周的时间，然后进入步骤C；C、启动伺服电机驱动金刚石修整笔低速旋转，同时图像采集器持续采集金刚石笔尖图像，并发送至工业计算机，然后进入步骤D；D、工业计算机同步计算各张金刚石笔尖图像中的金刚石笔尖夹角，并输出金刚石笔尖最大夹角及此时的相位角β1，金刚石笔尖最小夹角及此时的相位角β2，然后进入步骤E：E、将金刚石笔尖最大夹角作为金刚石笔尖棱角θ1，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R1和金刚石笔尖倾斜角φ1，将金刚石笔尖最小夹角作为金刚石笔尖面角θ2，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R2和金刚石笔尖倾斜角φ2，得到金刚石修整笔几何精度数据。还包括步骤F，根据金刚石修整笔旋转至金刚石笔尖最大夹角时的相位角β1，驱动伺服电机旋转使金刚石笔尖处于棱角显示状态，对金刚石修整笔作棱角定位标识。所述的步骤A中，将金刚石修整笔水平固定在伺服电机的输出轴上，在金刚石修整笔的上方安装图像采集器，使图像采集器对准金刚石修整笔的笔尖侧面。所述的步骤B中，图像采集器根据采集频率和采集时长至少采集360张金刚石修整笔的笔尖图像。一种金刚石修整笔几何精度检测装置，包括安装平台、旋转驱动装置和图像处理装置，所述的旋转驱动装置包括伺服电机和电机驱动器，所述的伺服电机设置在安装平台上，伺服电机的输出轴上设置有弹性夹头，所述的电机驱动器与伺服电机电连接，所述的图像处理装置包括图像传感器、图像控制器和显控终端，所述的图像传感器设置在弹性夹头的上方并垂直于伺服电机的轴线，图像传感器通过图像控制器与显控终端电连接。所述的图像传感器通过调整支架设置在安装平台上。所述的图像传感器为CCD传感器、CMOS传感器、电子显微镜或投影仪。所述的显控终端为工业计算机。本专利技术通过驱动金刚石修整笔低速旋转，利用与金刚石笔尖侧面正对的图像采集器持续采集金刚石修整笔转动过程中的笔尖图像，在对笔尖图像进行识别后分别计算金刚石笔尖棱角、金刚石笔尖面角、金刚石笔尖倾斜角和金刚石笔尖圆弧半径，实现了单次检测输出多组金刚石修整笔几何精度数据，大大提高了检测效率；本专利技术完善了金刚石修整笔质量检测体系，有利于促进先进制造技术快速发展，推动精密超精密加工技术前进，提高磨削加工精度及表面质量。附图说明图1为本专利技术所述的金刚石修整笔几何精度检测装置的结构示意图；图2为八面体金刚石晶形的结构示意图；图3为金刚石笔尖棱角的示意图；图4为金刚石笔尖面角的示意图；图5为金刚石笔尖倾斜角的示意图；图6为金刚石笔尖圆弧半径的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术所述的一种金刚石修整笔几何精度检测装置，包括安装平台、旋转驱动装置和图像处理装置，旋转驱动装置包括伺服电机2和电机驱动器1，伺服电机2设置在安装平台8上，电机驱动器1与伺服电机2电连接，控制伺服电机2的转速。伺服电机2的输出轴上设置有弹性夹头3，用于夹持待检测的金刚石修整笔4。本专利技术的图像处理装置包括图像传感器5、图像控制器6和显控终端7，图像传感器5可采用CCD传感器、CMOS传感器、电子显微镜或投影仪等，图像传感器5通过调整支架9设置在安装平台8上方，并垂直于伺服电机2的轴线，通过调整支架9可使图像传感器5对准金刚石笔尖41的侧面。图像传感器5通过图像控制器6连接显控终端7，通过图像控制器6设置图像传感器5的相关参数，并将图像传感器5采集的数据发送至显控终端7。当伺服电机2驱动金刚石修整笔4低速旋转时，图像传感器5持续采集金刚石笔尖图像并发送给显控终端7。本专利技术的显控终端7采用工业计算机，显控终端7对金刚石笔尖图像进行识别，确定金刚石笔尖最大夹角和金刚石笔尖最小夹角。金刚石笔尖最大夹角即为金刚石笔尖棱角，金刚石笔尖最小夹角即为金刚石笔尖面角，显控终端7根据相应的金刚石笔尖图像计算金刚石笔尖棱角状态下的金刚石笔尖倾斜角和金刚石笔尖圆弧半径，以及金刚石笔尖面角状态下的金刚石笔尖倾斜角和金刚石笔尖圆弧半径，得到金刚石修整笔4的几何精度数据。本专利技术所述的金刚石修整笔几何精度检测方法，包括以下步骤：A、将金刚石修整笔4的一端水平固定在弹性夹头3上，调整图像传感器5使其垂直于金刚石修整笔4的旋转轴线，并对准金刚石修整笔4的笔尖侧面。B、设置伺服电机2的转速为60rpm，设置图像传感器5的采集频率为360Hz，采集时长为1s，即金刚石修整笔4旋转一周时图像传感器5采集360张金刚石笔尖图像。C、启动伺服电机2使金刚石修整笔4低速旋转，同时图像传感器5按照采集频率持续采集金刚石笔尖图像，并发送至显控终端7进行处理。D、显控终端7同步计算各张金刚石笔尖图像中的金刚石笔尖夹角，并输出金刚石笔尖最大夹角及此时的相位角β1，金刚石笔尖最小夹角及此时的相位角β2。E、将金刚石笔尖最大夹角作为金刚石笔尖棱角θ1，显控终端7根据相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R1和金刚石笔尖倾斜角φ1，将金刚石笔尖最小夹角作为金刚石笔尖面角θ2，显控终端7根据相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R2和金刚石笔尖倾斜角φ2，得到金刚石修整笔几何精度数据。其中，金刚石笔尖倾斜角即金刚石笔尖夹角平分线与金刚石修整笔旋转轴线之夹角。F、显控终端7根据金刚石修整笔4旋转至金刚石笔尖最大夹角时的相位角β1，驱动伺服电机2旋转使金刚石笔尖处于棱角显示状态，对金刚石修整笔4作棱角定位标识，方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石修整笔几何精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将金刚石修整笔的一端固定在伺服电机的输出轴上，使金刚石修整笔的笔尖侧面对准图像采集器；然后进入步骤B；B、设置伺服电机的转速，并根据伺服电机的转速设置图像采集器的采集频率和采集时长，使图像采集器的采集时长等于金刚石修整笔旋转一周的时间，然后进入步骤C；C、启动伺服电机驱动金刚石修整笔低速旋转，同时图像采集器持续采集金刚石笔尖图像，并发送至工业计算机，然后进入步骤D；D、工业计算机同步计算各张金刚石笔尖图像中的金刚石笔尖夹角，并输出金刚石笔尖最大夹角及此时的相位角β1，金刚石笔尖最小夹角及此时的相位角β2，然后进入步骤E：E、将金刚石笔尖最大夹角作为金刚石笔尖棱角θ1，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R1和金刚石笔尖倾斜角φ1，将金刚石笔尖最小夹角作为金刚石笔尖面角θ2，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R2和金刚石笔尖倾斜角φ2，得到金刚石修整笔几何精度数据。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石修整笔几何精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将金刚石修整笔的一端固定在伺服电机的输出轴上，使金刚石修整笔的笔尖侧面对准图像采集器；然后进入步骤B；B、设置伺服电机的转速，并根据伺服电机的转速设置图像采集器的采集频率和采集时长，使图像采集器的采集时长等于金刚石修整笔旋转一周的时间，然后进入步骤C；C、启动伺服电机驱动金刚石修整笔低速旋转，同时图像采集器持续采集金刚石笔尖图像，并发送至工业计算机，然后进入步骤D；D、工业计算机同步计算各张金刚石笔尖图像中的金刚石笔尖夹角，并输出金刚石笔尖最大夹角及此时的相位角β1，金刚石笔尖最小夹角及此时的相位角β2，然后进入步骤E：E、将金刚石笔尖最大夹角作为金刚石笔尖棱角θ1，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R1和金刚石笔尖倾斜角φ1，将金刚石笔尖最小夹角作为金刚石笔尖面角θ2，选择相应的金刚石笔尖图像，计算图中金刚石笔尖圆弧半径R2和金刚石笔尖倾斜角φ2，得到金刚石修整笔几何精度数据。2.如权利要求1所述的一种金刚石修整笔几何精度检测方法，其特征在于：还包括步骤F，根据金刚石修整笔旋转至金刚石笔尖最大夹角时的相位角β1，驱动伺服电机旋转使金刚石笔尖处于棱角显示状态，对金刚石修整笔作棱角定位标识。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：冯克明，赵金坠，邢波，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41