一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块及检测方法技术

一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块及检测方法，属于超精密加工与检测技术领域，模块包括3R高精度气动转换夹具、转接板、显微镜筒Z向运动台，单筒变倍显微镜筒、同轴点光源、显微物镜、CCD相机、光谱共焦传感器、光谱共焦控制器、光谱共焦传感器Z向运动台、图像采集卡、运动控制器以及PC处理机，采用了显微视觉和光谱共焦测量的复合测量手段，利用加工机床的XY轴对金刚石刀具切削刃磨损进行快速扫描分析；利用切削刃磨损深度和图像灰度相关性，图像的二维数据通过SFS法恢复出三维图，与光谱共焦测量的三维数据进行数据融合，实现切削刃磨损的评价。本发明专利技术能够充分考虑在超精密加工机床上进行快速集成，实现刀具表面较大范围的三维磨损检测。

A Wear Detection Module and Detection Method for Diamond Tool Cutting Edge

A diamond cutting edge wear detection module and detection method belong to the field of ultra-precision machining and detection technology. The module includes 3R high-precision pneumatic conversion clamp, transfer plate, Z-direction motion table of microscope barrel, single-barrel zoom microscope barrel, coaxial point light source, microscopic objective lens, CCD camera, spectral confocal sensor, spectral confocal controller, Z-direction motion table of spectral confocal sensor. The image acquisition card, motion controller and PC processor adopt the combined measurement method of micro vision and spectral confocal measurement, and use XY axis of machine tool to scan and analyze the wear of diamond cutting edge rapidly; utilize the wear depth of cutting edge and the gray correlation of image, the two-dimensional data of image can be restored by SFS method, and the three-dimensional number of spectral confocal measurement can be obtained. According to data fusion, the evaluation of cutting edge wear is realized. The invention can fully consider the rapid integration on the ultra-precision processing machine tool, and realize a large range of three-dimensional wear detection on the tool surface.

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块及检测方法
本专利技术属于超精密加工与检测
，特别是涉及到一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块及检测方法。
技术介绍
金刚石因具有高硬度、良好的机械性能和导热性能，在金属切削过程中具有较好的抗黏结、腐蚀及出色的化学稳定性，是目前最为理想的超精密切削用刀具材料。因其可以通过微磨削获得锋利的刃口，在金属超精密加工中，可获得纳米级的加工精度和表面粗糙度。在金属超精密加工过程中，金刚石刀具刃口承受着较大的机械压力和切削温度，以及切削过程中与金属材料接触发生溶解，导致金刚石刀具表面硬度和耐磨性降低，刃口区会逐渐产生微观磨损。刀具磨损的产生同时也影响工件加工质量。目前的金刚石刀具磨损检测方法主要是通过原子力显微镜检测，通过原子力探针进行刀具刃口区纳米级扫描，获得刃口区三维图像，进而判断刀具磨损程度，但原子力扫描扫描范围较小，一般在百微米级，横向分辨率在亚纳米级，很难实现大范围磨损观测，并且原子力测量设备很难在机床上做到高度集成，一般用于线下测量；此外也有采用光学成像方式对金刚石刀具表面进行测量，但可见光成像受成像感光芯片像元和感光灵敏度所限，以及检测噪声的存在，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块，其特征是：包括3R高精度气动转换夹具(1)、转接板(2)、显微镜筒Z向运动台(3)、单筒变倍显微镜筒(4)、显微物镜(5)、同轴点光源(6)、CCD相机(7)、镜筒夹具(8)、光谱共焦传感器(9)、光谱共焦传感器夹具(10)、光谱共焦控制器(11)、光谱共焦传感器Z向运动台(12)、图像采集卡(13)、运动控制器(14)、光源控制器(15)以及PC处理机(16)，所述3R高精度气动转换夹具(1)安装在待检测的超精密机床上，所述转接板(2)设置在3R高精度气动转换夹具(1)上；所述显微镜筒Z向运动台(3)、显微镜筒(4)、显微物镜(5)、同轴点光源(6)、C...

【技术特征摘要】
1.一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块，其特征是：包括3R高精度气动转换夹具(1)、转接板(2)、显微镜筒Z向运动台(3)、单筒变倍显微镜筒(4)、显微物镜(5)、同轴点光源(6)、CCD相机(7)、镜筒夹具(8)、光谱共焦传感器(9)、光谱共焦传感器夹具(10)、光谱共焦控制器(11)、光谱共焦传感器Z向运动台(12)、图像采集卡(13)、运动控制器(14)、光源控制器(15)以及PC处理机(16)，所述3R高精度气动转换夹具(1)安装在待检测的超精密机床上，所述转接板(2)设置在3R高精度气动转换夹具(1)上；所述显微镜筒Z向运动台(3)、显微镜筒(4)、显微物镜(5)、同轴点光源(6)、CCD相机(7)以及镜筒夹具(8)组成图像检测子模块，所述显微镜筒Z向运动台(3)设置在转接板(2)上，所述显微镜筒(4)通过镜筒夹具(8)设置在显微镜筒Z向运动台(3)上，所述显微物镜(5)设置在显微镜筒(4)的一端，所述CCD相机(7)设置在显微镜筒(4)的另一端，所述同轴点光源(6)设置在显微镜筒Z向运动台(3)上；所述光谱共焦传感器(9)、光谱共焦传感器夹具(10)以及光谱共焦传感器Z向运动台(12)组成光谱共焦检测子模块，所述光谱共焦传感器(9)通过光谱共焦传感器夹具(10)设置在光谱共焦传感器Z向运动台(12)上；所述光谱共焦控制器(11)与光谱共焦传感器(9)和PC处理机(16)通信连接；所述运动控制器(14)分别与显微镜筒Z向运动台(3)和光谱共焦传感器Z向运动台(12)连接；所述图像采集卡(13)与CCD相机(7)和PC处理机(16)通信连接；所述光源控制器(15)与同轴点光源(6)和PC处理机(16)连接。2.根据权利要求1所述一种金刚石刀具切削刃磨损检测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：于占江，于化东，许金凯，江海宇，张向辉，冯磊，李成超，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22