刀具截面检测及拟合方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种刀具截面检测及拟合方法及系统，包括以下步骤：通过旋转夹持组件夹持刀具刀柄，并带动刀具绕竖直轴匀速转动，在刀具转动的同时，所述视觉检测组件对旋转的刀具进行视觉检测，获得点云数据集，并记录点云数据中每个点数据对应的刀具的旋转角度，其中，所述刀具的旋转角度由旋转夹持组件获得；从点云数据集中截取一段完整的刀具外轮廓数据，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图。其能够快速拟合出刀具轮廓，便于快速测量尾部心厚，前角、后角等关键尺寸，测量精准、重复性高。重复性高。重复性高。

【技术实现步骤摘要】
刀具截面检测及拟合方法及系统


[0001]本专利技术涉及视觉成像
，尤其是指一种刀具截面检测及拟合方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，在进行机械加工过程中，需要对刀具进行检测与测量，以此保证较高的加工精度。
[0003]而对于刀具横截面轮廓，现有测量方法主要有两种：其一、操作人员通过千分尺卡住刀具的出削槽，对刀具的横截面的宽度进行测量，然而，这容易受到操作人员手法的影响，测量数据的重复精度较差，测量精度不高；其二、通过显微测量仪对刀具的横截面宽度进行测量，但是，为了获得刀具完整的横截面宽度数据，需要多次测量，过程繁琐，测量时间长，成本高。
[0004]因此，亟需一种便于测量刀具横截面尺寸的测量方法。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中刀具横截面尺寸测量精度低，重复精度差，成本高的技术缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种刀具截面检测及拟合方法，基于3D光谱的刀具检测装置，所述3D光谱的刀具检测装置包括：
[0007]旋转夹持组件，所述旋转夹持组件能够夹持竖直放置的刀具的刀柄，并带动刀具自转；
[0008]视觉检测组件，其位于刀具的一侧以对所述刀具进行视觉检测，所述视觉检测组件包括点激光发射单元和检测单元，所述点激光发射单元朝向旋转的刀具发射脉冲点激光，所述检测单元检测点激光经刀具反射后的光信号；
[0009]所述刀具截面检测及拟合方法包括以下步骤：
[0010]S1、通过旋转夹持组件夹持刀具刀柄，并带动刀具绕竖直轴匀速转动，在刀具转动的同时，所述视觉检测组件对旋转的刀具进行视觉检测，获得点云数据集，并记录点云数据中每个点数据对应的刀具的旋转角度，其中，所述刀具的旋转角度由旋转夹持组件获得；
[0011]S2、从点云数据集中截取一段完整的刀具外轮廓数据，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图。
[0012]作为优选的，所述S2之后还包括：
[0013]S3、根据所述截面轮廓图计算获得刀具参数，所述刀具参数包括以下一种或者多种：尾部心厚、前角和后角。
[0014]作为优选的，所述S2中，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图，包括：
[0015]将刀具外轮廓数据旋转排布到0
‑
360
°
方向，拟合获得截面轮廓图。
[0016]作为优选的，所述旋转夹持组件的重读夹持精度在1um之内。
[0017]作为优选的，所述旋转夹持组件的旋转同心度在1um之内。
[0018]作为优选的，所述旋转夹持组件包括夹爪气缸和伺服电机，所述伺服电机带动所述夹爪气缸旋转。
[0019]作为优选的，所述视觉检测组件为3D点光谱传感器。
[0020]作为优选的，所述基于3D光谱的刀具检测装置还包括二轴移动平台和升降组件，所述旋转夹持组件位于二轴移动平台上，所述二轴移动平台带动所述带动刀具沿水平方向移动以调整刀具的位置，所述视觉检测组件位于升降组件上，所述升降组件驱动所述视觉检测组件做升降动作。
[0021]本专利技术公开了一种刀具截面检测及拟合系统，基于上述的刀具截面检测及拟合方法，包括：
[0022]数据采集模块，所述数据采集模块用于获得刀具视觉检测的点云数据集，并记录点云数据中每个点数据对应的刀具的旋转角度；
[0023]截面轮廓拟合模块，所述截面轮廓拟合模块从点云数据集中截取一段完整的刀具外轮廓数据，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图。
[0024]作为优选的，还包括：
[0025]计算模块，所述计算模块根据所述截面轮廓图计算获得刀具参数，所述刀具参数包括以下一种或者多种：尾部心厚、前角和后角。
[0026]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0027]1、本专利技术所述的本专利技术采用非接触测量的方式，利用点激光搭配旋转夹持钻进，可以根据需要扫描刀具任意位置的截面轮廓，根据拟合的轮廓快速测量尾部心厚，前角、后角等关键尺寸，测量精准且重复性高。
[0028]2、本专利技术提高检测的稳定性，加快检测效率与准确率，节约时间与成本。
附图说明
[0029]图1为本专利技术刀具截面检测及拟合方法的流程图；
[0030]图2为本专利技术采集的数据点云图；
[0031]图3为一个周期的点云图做仿射变换后的刀具轮廓点云图；
[0032]图4为刀具的横截面的轮廓拟合图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0034]参照图1所示，本专利技术公开了一种刀具截面检测及拟合方法，基于3D光谱的刀具检测装置，3D光谱的刀具检测装置包括旋转夹持组件和视觉检测组件。
[0035]旋转夹持组件能够夹持竖直放置的刀具的刀柄，并带动刀具自转。
[0036]视觉检测组件位于刀具的一侧以对刀具进行视觉检测，视觉检测组件包括点激光发射单元和检测单元，点激光发射单元朝向旋转的刀具发射脉冲点激光，检测单元检测点激光经刀具反射后的光信号。
[0037]刀具截面检测及拟合方法包括以下步骤：
[0038]步骤一、通过旋转夹持组件夹持刀具刀柄，并带动刀具绕竖直轴匀速转动，在刀具转动的同时，视觉检测组件对旋转的刀具进行视觉检测，获得点云数据集，并记录点云数据中每个点数据对应的刀具的旋转角度，其中，刀具的旋转角度由旋转夹持组件获得；
[0039]步骤二、从点云数据集中截取一段完整的刀具外轮廓数据，根据刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图。根据刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图，包括：将刀具外轮廓数据旋转排布到0
‑
360
°
方向，拟合获得截面轮廓图。
[0040]步骤三、根据截面轮廓图计算获得刀具参数，刀具参数包括以下一种或者多种：尾部心厚、前角和后角。
[0041]进一步的，本专利技术中，旋转夹持组件的重读夹持精度在1um之内。旋转夹持组件的旋转同心度在1um之内。
[0042]具体的，旋转夹持组件包括夹爪气缸和伺服电机，伺服电机带动夹爪气缸旋转。而伺服电机驱动减速机，减速机再驱动旋转主轴，旋转主轴带动刀具匀速旋转。
[0043]本专利技术中，视觉检测组件为3D点光谱传感器。
[0044]进一步的，本专利技术中，基于3D光谱的刀具检测装置还包括二轴移动平台和升降组件，旋转夹持组件位于二轴移动平台上，二轴移动平台带动带动刀具沿水平方向移动以调整刀具的位置，视觉检测组件位于升降组件上，升降组件驱动视觉检测组件做升降动作。具体的，旋转夹持组件位于二轴移动平台上，以此实现刀具的位置调整。而升降组件带动视觉检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刀具截面检测及拟合方法，其特征在于，基于3D光谱的刀具检测装置，所述3D光谱的刀具检测装置包括：旋转夹持组件，所述旋转夹持组件能够夹持竖直放置的刀具的刀柄，并带动刀具自转；视觉检测组件，其位于刀具的一侧以对所述刀具进行视觉检测，所述视觉检测组件包括点激光发射单元和检测单元，所述点激光发射单元朝向旋转的刀具发射脉冲点激光，所述检测单元检测点激光经刀具反射后的光信号；所述刀具截面检测及拟合方法包括以下步骤：S1、通过旋转夹持组件夹持刀具刀柄，并带动刀具绕竖直轴匀速转动，在刀具转动的同时，所述视觉检测组件对旋转的刀具进行视觉检测，获得点云数据集，并记录点云数据中每个点数据对应的刀具的旋转角度，其中，所述刀具的旋转角度由旋转夹持组件获得；S2、从点云数据集中截取一段完整的刀具外轮廓数据，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图。2.根据权利要求1所述的刀具截面检测及拟合方法，其特征在于，所述S2之后还包括：S3、根据所述截面轮廓图计算获得刀具参数，所述刀具参数包括以下一种或者多种：尾部心厚、前角和后角。3.根据权利要求1所述的刀具截面检测及拟合方法，其特征在于，所述S2中，根据所述刀具外轮廓数据与外轮廓数据对应的旋转角度，拟合获得截面轮廓图，包括：将刀具外轮廓数据旋转排布到0
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方向，拟合获得截面轮廓图。4.根据权利要求1所述的刀具截面检测及拟合方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，马小寒，
申请(专利权)人：苏州小孔成像光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：