一种可调节的刀具磨损检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可调节的刀具磨损检测装置，包括检测机构、可带动该检测机构移动的移动机构及调节机构；该检测机构包括第一摄像头、第二摄像头、支架、旋转电机及底座；两摄像头安装在该支架上，且两摄像头的轴线相互垂直；检测时，第一摄像头位于刀具端部，第二摄像头位于刀具侧面；该旋转电机与该支架之间设置有联轴器，且该旋转电机的旋转轴与第一摄像头的轴线同心；该旋转电机安装在底座上，该底座安装在所述移动机构上。本实用新型专利技术能够更精确地拍摄刀具侧刃面的磨损区域，减少无效的图像数量；并可以同时实现对刀具正刀面和刀具侧刀刃的磨损情况进行检测，且可实现在机检测。

An adjustable tool wear detection device

The utility model discloses an adjustable tool wear detection device, which includes a detection mechanism, a mobile mechanism and a regulation mechanism that can drive the detection mechanism to move; the detection mechanism includes a first camera, a second camera, a bracket, a rotary motor and a base; two cameras are installed on the bracket, and the axes of the two cameras are perpendicular to each other; the first camera is positioned when detecting. At the end of the tool, the second camera is located on the side of the tool; a coupling is arranged between the rotary motor and the bracket, and the rotation axis of the rotary motor is concentric with the axis of the first camera; the rotary motor is installed on the base, and the base is installed on the mobile mechanism. The utility model can more accurately photograph the wear area of the tool side edge surface, reduce the number of invalid images, simultaneously realize the detection of the wear situation of the tool front edge and the tool side edge, and realize on-line detection.

【技术实现步骤摘要】
一种可调节的刀具磨损检测装置
本技术涉及刀具磨损检测装置，尤指一种可调节的刀具磨损检测装置。
技术介绍
在自动化生产中，一个极为关键的技术就是刀具状态监测技术，它是降低制造成本，减少制造环境危害，保证制造系统正常高效运行和产品质量的主要手段之一。传统的刀具寿命管理虽然可以一定程度上减轻刀具磨损和破损而造成的损失，但是因为刀具寿命的随机性，其寿命极限估计往往过于保守，以至于大部分刀具未能充分利用。因此，在机加工过程中，定时的掌握刀具的状态，监测和诊断刀具磨损等损伤故障，对于延长机床设备无故障运行，提高产品质量非常重要。近年来，随着计算机技术的高速发展，基于计算机视觉的刀具状态监测逐步进入机械自动化领域，基于机器视觉的刀具磨损检测装置，其测量结果不易受实际切削方法和切削参数的影响。一般的视觉检测装置采用单摄像头固定的方式，不仅检测范围小，而且检测精度跳动度大。并且，检测主要在加工结束后将刀具取出，放置于专门的检测机构上，时间成本较大。所以刀具在机检测技术逐渐成为厂家重点关注的对象。目前一些针对刀具磨损并基于视觉的检测装置通常有如下几种类型：一种是由摄像头拍摄刀具侧面图像(侧刀刃图像)，获得刀具磨损情况。例如：CN201710223766.X公开的“一种全自动成型铣刀刃口磨损量的检测方法及装置”、CN201621110874.3公开的“一种刀具检测装置”。这种检测装置只能检测刀具侧面刀刃磨损情况，对于刀具的端面磨损不能检测。此外，由于回转刀具一般具有多个刀刃，且其刀刃位置不确定(由刀具停止位置不同导致)，需要对刀具进行旋转或者对摄像头进行旋转或者设置多个摄像头，以便拍摄多个图像，并对多个图像分别进行处理，因此将增加处理时间、降低处理效率。另一种是由摄像头拍摄刀具端部图像(正刀面图像)，通过对图像进行处理得出刀具磨损情况，例如：CN201110375174.2公开的“一种球头铣刀定位及磨损监测方法”。同样的，这种检测装置及方法只能检测刀具端面刀刃磨损情况，对于刀具的侧面磨损不能检测。此外，由于回转刀具的加工机械(例如铣床)主轴不能进行较精度的旋转角度确认，很难实现在机检测，必须将刀具从机床上取下，安装于专门的检测机构上。如果刀具磨损还在使用范围内，需要将刀具再安装回机床上进行加工使用，从而增加时间成本。但也有可实现在机的刀具检测装置，例如CN201110194123.X公开的“一种铣床刀具检测装置”，该装置设有一个可调各种角度的支架和安装有数个可调角度、对铣刀进行检测的摄像头，还安装有可调角度的光源支架。该检测装置通过支架可固定在铣床上，从而可实现在机检测；而且其可以调节摄像头与刀具的距离和摄像头相对刀具的角度，再对刀具进行检测。但该装置的摄像头位于刀具的侧面，只能对刀具的侧刃面进行拍摄，无法对刀具的端部即正刀面进行拍摄检测；而且该装置的摄像头虽然可以调节角度，但是只能用于对正刀具，同样需要安装多个摄像头拍摄多个刀具侧面图像，并处理多个图像才能获得刀具侧刀刃的磨损情况。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种应用于回转刀具、并可调节拍摄角度的刀具磨损检测装置，其可实现在机检测，并可以同时实现对刀具正刀面和刀具侧刀刃的磨损情况进行检测，且可实现在拍摄之前调节拍摄角度以对正侧刀刃进行拍摄。为解决上述技术问题，本技术的技术解决方案是：一种可调节的刀具磨损检测装置，包括检测机构及可带动该检测机构移动的移动机构；该检测机构包括第一摄像头、第二摄像头、支架、旋转电机及底座；两摄像头安装在该支架上，且两摄像头的轴线相互垂直；检测时，第一摄像头位于刀具端部，第二摄像头位于刀具侧面；该旋转电机与该支架之间设置有联轴器，并通过该联轴器将两者联接在一起；该旋转电机的旋转轴与第一摄像头的轴线同心；且该旋转电机安装在底座上，该底座安装在所述移动机构上，移动机构则安装在机床上。优选地，进一步包括可调节所述的第二摄像头相对于所述的第一摄像头的位置的调节机构，设所述第一摄像头的轴线为Z轴，所述第二摄像头的轴线为X轴，该调节机构为设于所述的第一摄像头和第二摄像头的支架之间、可调节所述第二摄像头在X轴上的位置的调节机构或为设于所述的第二摄像头与其固定的支架之间、可调节所述第二摄像头在Z轴上位置的另一调节机构。优选地，所述的调节机构包括滑轨、旋钮及滑槽，该滑轨和滑槽相互配合并分别设置在两个相对移动的部件上，两个相对移动的部件即为用以固定第一摄像头和第二摄像头的支架，或者第二摄像头及其固定支架；所述的旋钮设有螺杆，该螺杆螺旋在设置有滑槽的部件上，且该螺杆的端部抵顶在所述滑轨上。优选地，所述的第一摄像头进一步设置有第一光源，该第一光源为环设在第一摄像头外周的环形光源；所述的第二摄像头进一步设置有第二光源，该第二光源为环设在第二摄像头外周的环形光源。优选地，所述的第一摄像头进一步设置有第一光源，该第一光源为环设在第一摄像头外周的环形光源；所述的第二摄像头进一步设置有第二光源，该第二光源为条形光源，且该条形光源设置在第一摄像头的另一侧。优选地，所述的支架包括第一支架、第二支架、条形光源支架及底板；所述的第一摄像头固定安装于该第一支架上；所述的第一摄像头、第二摄像头及第二光源分别固定安装在该第一支架、第二支架及条形光源支架上；所述的第一支架、第二支架及条形光源支架分别安装在所述底板上，且第二支架和条形光源支架分别位于所述第一支架的两侧。优选地，所述的调节机构包括固定座、安装在固定座上的丝杆、安装在丝杆上的螺母和可带动丝杆旋转的电机；该固定座与螺母分别固定安装在两个相对移动的部件上，两个相对移动的部件即为用以固定第一摄像头和第二摄像头的支架，或者第二摄像头及其固定支架。优选地，所述的移动机构包括连杆及旋转底座，该连杆旋转连接于该旋转底座上；所述的底座固定安装于该连杆上；该旋转底座则固定在机床上。优选地，所述的移动机构为机械手臂或者传动装置，所述的底座上设有与该机械手臂或者传动装置连接的安装孔。优选地，进一步包括保护罩组件，该保护罩组件包括固定架、铰接在固定架上的保护罩以及可带动该保护罩旋转的动力机构；该动力机构包括伸缩气缸、保护罩气缸连接件及气缸连接件，该伸缩气缸的两端分别铰接在该保护罩气缸连接件和气缸连接件上；该保护罩气缸连接件和气缸连接件分别固定安装于保护罩和机床固定结构上。采用上述方案后，本技术设有检测机构和移动机构，该检测机构设有两个摄像头可分别对回转刀具的正刀面和侧刃面进行拍摄，从而可获得刀具正刀面和侧刃面的磨损情况；此外，该移动机构可将检测机构移送至机床内将摄像头与刀具对准，无需将刀具取下检测，从而可实现对刀具进行在机检测，简化了操作并节省了时间；另外本装置还设有旋转电机，可以调节拍摄侧刃面的第二摄像头的角度位置，使其在拍摄之前即可对正侧刃面再准确拍摄侧刃面图像，减少无效的图像数量，提高效率。附图说明图1是本技术所述检测装置第一实施例的结构示意图；图2是本技术所述检测装置第一实施例中位置调节机构的结构示意图；图3是本技术所述检测装置第二实施例的结构示意图；图4是本技术所述保护罩组件的结构示意图(打开状态)；图5A、图5B及图5C是本技术所述检测装置第二实施例的检测机构隐藏于保护罩组件内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：包括检测机构(A)及可带动该检测机构移动的移动机构(B)；该检测机构(A)包括第一摄像头(11)、第二摄像头(21)、支架(3)、旋转电机(4)及底座(5)；两摄像头安装在该支架(3)上，且两摄像头的轴线相互垂直；检测时，第一摄像头(11)位于刀具端部，第二摄像头(21)位于刀具侧面；该旋转电机(4)与该支架(3)之间设置有联轴器(7)，并通过该联轴器将两者联接在一起；该旋转电机(4)的旋转轴与第一摄像头(11)的轴线同心；且该旋转电机(4)安装在底座(5)上，该底座(5)安装在所述移动机构(B)上，移动机构则安装在机床上。

【技术特征摘要】
1.一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：包括检测机构(A)及可带动该检测机构移动的移动机构(B)；该检测机构(A)包括第一摄像头(11)、第二摄像头(21)、支架(3)、旋转电机(4)及底座(5)；两摄像头安装在该支架(3)上，且两摄像头的轴线相互垂直；检测时，第一摄像头(11)位于刀具端部，第二摄像头(21)位于刀具侧面；该旋转电机(4)与该支架(3)之间设置有联轴器(7)，并通过该联轴器将两者联接在一起；该旋转电机(4)的旋转轴与第一摄像头(11)的轴线同心；且该旋转电机(4)安装在底座(5)上，该底座(5)安装在所述移动机构(B)上，移动机构则安装在机床上。2.根据权利要求1所述的一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：进一步包括可调节所述的第二摄像头(21)相对于所述的第一摄像头(11)的位置的调节机构(6)，设所述第一摄像头(11)的轴线为Z轴，所述第二摄像头(21)的轴线为X轴，该调节机构(6)为设于所述的第一摄像头(11)和第二摄像头(21)的支架之间、可调节所述第二摄像头(21)在X轴上的位置的调节机构(6)或为设于所述的第二摄像头(21)与其固定的支架之间、可调节所述第二摄像头(21)在Z轴上位置的另一调节机构(6)。3.根据权利要求2所述的一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：所述的调节机构(6)包括滑轨(61)、旋钮(62)及滑槽(63)，该滑轨(61)和滑槽(63)相互配合并分别设置在两个相对移动的部件上，两个相对移动的部件即为用以固定第一摄像头(11)和第二摄像头(21)的支架，或者第二摄像头(21)及其固定支架；所述的旋钮(62)设有螺杆(621)，该螺杆(621)螺旋在设置有滑槽(63)的部件上，且该螺杆的端部抵顶在所述滑轨(61)上。4.根据权利要求1所述的一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：所述的第一摄像头(11)进一步设置有第一光源(12)，该第一光源(12)为环设在第一摄像头(11)外周的环形光源；所述的第二摄像头(21)进一步设置有第二光源(22)，该第二光源(22)为环设在第二摄像头(21)外周的环形光源。5.根权利要求1所述的一种可调节的刀具磨损检测装置，其特征在于：所述的第一摄像头(11)进一步设置有第一光源(12)，该第一光源(12)为环设在第一摄像头(11)外周...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建春，江骏杰，柯晓龙，黄海滨，林晓辉，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建,35