一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修形方法技术

一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修形方法，在金刚石工具和修整砂轮的磨削区域下方安装有远心镜头相机，搭建影像系统；步骤2，在磨削过程中，计算机对远心镜头相机采集的图像进行图像处理，得到金刚石工具和砂轮轮廓的廓形点集；处理后得到砂轮和金刚石工具的曲面轮廓；步骤3，根据坐标值求出实际轮廓上多个高点，设计计算砂轮移动轨迹，使得点磨一个高点而不被其他的高点干涉；步骤4，先将陶瓷金刚石砂轮修整成圆弧状，根据得到的多个高点，用陶瓷金刚石砂轮，采用点磨的办法实现金刚石工具轮廓的精密修形。本发明专利技术可以减少空行程，提高磨削效率，并且获得需要的尺寸精度和轮廓精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修形方法


[0001]本专利技术涉及超硬工具的精密制造
，具体涉及一种基于视觉引导的金刚石滚轮磨削修整方法，金刚石滚轮是一种应用于精密磨削中的砂轮修整工具。

技术介绍

[0002]目前，由于金刚石本身特殊的物理与化学性能，金刚石工具又需要较高的尺寸精度和轮廓精度。目前，在国内外对于回转金刚石曲面精密成形修整技术，还是以人工磨削加工为主，需要操作人员有丰富的操作经验，加工时需反复的将工件拆卸测量标记后反复修整，加工效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种加工效率高的基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修形方法。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修整方法，包括步骤：
[0006]一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修整方法，其特征在于：在金刚石工具2和修整砂轮1的磨削区域下方安装有远心镜头相机3，搭建影像系统，其中，远心镜头相机3将采集到的图像发送给计算机；
[0007]步骤2，在磨削过程中，计算机对远心镜头相机采集的图像进行图像处理，得到金刚石工具和砂轮轮廓的廓形点集；对轮廓点集进行滤波，处理后得到砂轮和金刚石工具的曲面轮廓；
[0008]步骤3，Ni(xi,yi)为实际轮廓曲线上的一个点，根据坐标值求出实际轮廓上多个高点N，设计计算砂轮移动轨迹，使得点磨一个高点而不被其他的高点干涉；
[0009]步骤4，先将陶瓷金刚石砂轮修整成圆弧状，根据得到的多个高点Ni(xi,yi)，用陶瓷金刚石砂轮，采用点磨的办法实现金刚石工具轮廓的精密修形。
[0010]选取一个与理论轮廓曲线共圆心的轮廓曲线R(X,Y)作为参考进行修形，再改变参考轮廓曲线，逐步修整到理论轮廓曲线G(X,Y)。
[0011]步骤4中，求出金刚石工具轮廓的多个高点Ni(xi,yi)后，以轮廓曲线P(X,Y)为参考，用陶瓷金刚石砂轮，采用点磨的办法实现金刚石工具轮廓的精密修形。
[0012]采用上述技术方案的本专利技术，针对金刚石工具加工的特点，提出在视觉的引导下，采用高点磨削高点的方法对烧结后的金刚石工具轮廓进行精密修整，可以减少空行程，提高磨削效率，并且获得需要的尺寸精度和轮廓精度。
附图说明
[0013]图1为相机安装示意图；
[0014]图2为未修整时金刚石工具—CVD金刚石滚轮轮廓示意图；
[0015]图3为砂轮修整金刚石工具时砂轮磨损示意图；(a)磨成圆弧形；(b)采用点磨法进行金刚石工具轮廓的精密修形；
[0016]图4为防干涉示意图。
[0017]图1中所示为：1
‑
砂轮；2
‑
金刚石工具；3
‑
远心镜头相机
具体实施方式
[0018]本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0019]如图1所示，一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修整方法，包括如下步骤：
[0020]步骤1，在金刚石工具2和修整砂轮1的磨削区域下方安装有远心镜头相机3，搭建影像系统，如图1所示。其中，远心镜头相机3将采集到的图像发送给计算机。
[0021]步骤2，在磨削过程中，计算机对远心镜头相机采集的图像进行图像处理，得到金刚石工具和砂轮轮廓的廓形点集。为了降低工具表面灰尘造成的干扰，采用高通滤波将得到的轮廓点集进行滤波，处理后得到砂轮和金刚石工具的曲面轮廓，参考示意图如图2所示。为了方便修整以及避免砂轮与金刚石工具的干涉，选取一个与理论轮廓曲线共圆心的轮廓曲线R(X,Y)作为参考进行修形，再改变参考轮廓曲线，逐步修整到理论轮廓曲线G(X,Y)。
[0022]步骤3，Ni(xi,yi)为实际轮廓曲线上的一个点，根据坐标值求出实际轮廓上多个高点N，设计计算砂轮移动轨迹，使得点磨一个高点而不被其他的高点干涉。
[0023]步骤4，先将陶瓷金刚石砂轮修整成圆弧状，求出金刚石工具轮廓的多个高点Ni(xi,yi)后，以轮廓曲线P(X,Y)为参考，用陶瓷金刚石砂轮，采用点磨的办法实现金刚石工具轮廓的精密修形。由于金刚石工具的磨损比砂轮的磨损的慢，需多次移动砂轮的位置，才能去除该金刚石工具的高点，如示意图3。
[0024]本实例以CVD金刚石滚轮作为金刚石工具2，在砂轮1和CVD金刚石滚轮磨削区域下方安装远心镜头相机3，在砂轮修整过程中，砂轮1和CVD金刚石滚轮以相反的方向旋转，砂轮和滚轮转动时通过远心镜头相机3采集到两者的轮廓。CVD金刚石滚轮直径为150mm，宽度为10mm，砂轮直径为200mm，砂轮粒度为140/170，砂轮宽度3mm，砂轮转速4500r/min，滚轮转速300r/min。
[0025]实验设备为改进过的二轴联动的数控磨床。在原设备基础上增加视觉采集影像系统，通过视觉系统引导CVD金刚石滚轮高点的精密修形。修整砂轮为陶瓷结合剂砂轮，在磨削过程中因采用点对点的磨削，同时因砂轮消耗快，磨削温度不高，因此磨削过程中没有使用磨削液。
[0026]在磨削过程中，计算机对相机采集的图像进行图像处理，得到CVD金刚石滚轮和砂轮轮廓的廓形点集。为了降低滚轮表面灰尘造成的干扰，采用高通滤波将得到的廓形点集进行高通滤波，滤波处理后得到砂轮和滚轮的曲面轮廓，参考示意图如图2所示。为了方便修整和避免砂轮与工件的干涉，选取一个与理论轮廓曲线共圆心的轮廓曲线R(X,Y)作为参考进行修行，再改变参考轮廓曲线，逐步修整到理论轮廓曲线G(X,Y)。
[0027]Ni(xi,yi)为实际轮廓曲线上的一个点，(x0，y0)为与N(xi,yi)同一条半径上的参考轮廓上的点，Ni(xi,yi)相对于参考轮廓曲线轮廓误差为ei:
[0028][0029]在修整时，为了方便进刀和避免干涉，一般选取一段轮廓上的一个高点开始修整，为了提取轮廓上的高点，将采集的点采用三次参数样条法拟合成曲线。
[0030]以P点为起点，其它点N(xi,yi)在参考轮廓曲线P弧长为：
[0031]s
i
＝(R+r)α
i
[0032]其中α
i
为弧长s
i
对应的角度：
[0033][0034]可以得到测量点相对参考轮廓的误差和该点对应的参考圆弧R(x,y)以P点为起点弧长的参数表表1.
[0035]表1实际轮廓曲线测量点的参数表
[0036] N(x0,y0)N(x1,y1)N(x2,y2)
……
N(x
n
,y
n
)sS0S1S2
……
Snee0e1e2
……
en
[0037]在修整时，只需考修整轮廓误差ΔE>0的轮廓线，以s为变量e为函数利用多项式分段进行拟合。拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉引导的金刚石工具高点磨削修整方法，其特征在于：在金刚石工具（2）和修整砂轮（1）的磨削区域下方安装有远心镜头相机（3），搭建影像系统，其中，远心镜头相机（3）将采集到的图像发送给计算机；步骤2，在磨削过程中，计算机对远心镜头相机采集的图像进行图像处理，得到金刚石工具和砂轮轮廓的廓形点集；对轮廓点集进行滤波，处理后得到砂轮和金刚石工具的曲面轮廓；步骤3，Ni(xi, yi)为实际轮廓曲线上的一个点，根据坐标值求出实际轮廓上多个高点N，设计计算砂轮移动轨迹，使得点磨一个高点而不被其他的高点干涉；步骤4，先将陶瓷金刚石砂轮修整成圆弧状，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振伟，赵华东，刘丙康，焦澳飞，于渊，张冕，
申请(专利权)人：郑州郑大智能科技股份有限公司河南全联机械成套设备有限公司，
类型：发明
国别省市：