【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于衍射测量，涉及一种精密刀具微小磨损测量装置及测量方法。
技术介绍
1、精密刀具多用于数控机床、精雕加工等领域。刀刃在使用过程中通常会产生磨损、沉降等缺陷，会对精密加工生产产生影响。因此，需要对精密刀具进行测量以掌握精密刀具磨损等情况，防止出现继续使用缺陷精密刀具进行作业，导致影响产品质量。
2、目前针对精密刀具磨损等缺陷的主要检测方法有：通过采集刀刃图像进行图像处理，分辨出磨损处，此方法只能判断刀具表面的裂纹缺陷，无法精确定量判断刀具的磨损、沉降，且由于刀刃和裂纹的灰度值差别不大，可能导致某些刀刃的像素点被误判为裂纹，导致磨损误判，由此，通过采集刀刃图像进行精密刀具缺陷判断，精度较低。
3、单缝衍射可以用于物体测量，而在利用单缝衍射进行非接触测量研究中，由于目前只有平行光束垂直入射单缝的解析公式，因此，平行光束需垂直于单缝所在平面入射，才能利用解析公式进行解析计算。而在实际精密加工过程中，由于生产空间以及实际生产流程等因素影响，很有可能导致无法实现光束垂直于单缝所在平面入射的情况出现，此时，单缝衍射测量装置无法与生产线兼容，导致只能在专门的时间对刀具缺陷进行测量，从而导致刀具缺陷发现不及时等问题。
4、因此有必要提供一种精密刀具微小磨损测量装置及测量方法，实现光束倾斜入射单缝所在平面也依旧能够对刀具微小磨损量进行测量，以突破生产空间以及实际生产流程对单缝测量技术的限制，提高测量结果准确性。
技术实现思路
1、为了克服
技术介绍
中的问题
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提出了一种精密刀具微小磨损测量装置，所述测量装置包括第一伺服电机1、第二伺服电机2、激光器3、针孔滤波器4、准直透镜5、待测刀具6、第一标准刀具7、刀具固定装置8、电耦合器件9、计算机10、固定底座11、第二标准刀具12，所述第一伺服电机1、第二伺服电机2均通过连接杆固定安装在固定底座11上，所述第一标准刀具7通过刀具固定装置8和连接杆固定安装在固定底座11上，所述激光器3固定安装在第一伺服电机1上，所述待测刀具6、第二标准刀具12与第一标准刀具7呈镜像设置并且待测刀具6、第二标准刀具12通过刀具固定装置8固定并在刀具固定装置8上滑动，所述电耦合期间9固定安装在第二伺服电机2上，所述第一伺服电机1、第二伺服电机2输入端与计算机10输出端电连接，所述计算机10输入端与电耦合器件9输出端通信连接。
3、所述激光器3发射的激光依次通过所述针孔滤波器4、所述准直透镜5、所述待测刀具6或第二标准刀具12与第一标准刀具7形成的夹缝后，到达所述电耦合器件9的光敏面，所述激光呈倾斜状态通过待测刀具6或第二标准刀具12与第一标准刀具7形成的夹缝，所述电耦合器件9的光敏面与激光垂直。
4、作为优选，所述激光器3为半导体激光器，其发射的激光为中心波长为532nm的绿光。
5、作为优选，所述刀具固定装置8包括滑轨801、刀具夹持器802，所述刀具夹持器802与滑轨801滑动连接，所述刀具夹持器802内安装有磁条803以吸附刀具，所述滑轨801滑道内安装有限位钢珠804，所述第一标准刀具7通过刀具夹持器802以及连接杆固定安装在固定底座11上，所述待测刀具6、第二标准刀具12通过磁条803吸附固定在刀具夹持器802上。
6、作为优选，所述电耦合器件9为ccd。
7、本专利技术另一方面提出了一种精密刀具微小磨损测量方法，所述的测量方法包括以下步骤：
8、(1)滑动吸附固定待测刀具6的刀具夹持器802至第一标准刀具7的正上方，调节激光器3发射激光的角度以及电耦合器件9倾斜角度，启动激光器3发射激光，在电耦合器件9上形成衍射图，计算机10接收衍射图后，通过公式β＝m'/m＝n'/n计算得出计算机10中衍射图像相对于电耦合器件9光敏面形成的衍射图的放大倍率β，其中m、n分别为电耦合器件9光敏面的长、宽，m'、n'分别为计算机中衍射图像的长、宽。
9、通过公式计算得出计算机10中衍射图像与电耦合器件9光敏面形成的衍射图的正负同级暗纹之间的实际距离s，其中a为计算机10中衍射图像与电耦合器件9光敏面形成的衍射图的同级暗纹之间的距离。
10、通过公式计算得到中间值x。
11、通过公式b＝nλl/2x(cosθ+xsinθ/2l)计算得到待测刀具6与第一标准刀具7之间形成的夹缝宽度b，其中l为待测刀具6和第一标准刀具7之间形成的夹缝缝中心与电耦合器件9之间的距离，θ为激光器3发射的激光与水平面之间的夹角，λ为激光的波长，n为衍射图中的暗纹级数。
12、(2)滑动吸附固定第二标准刀具12的刀具夹持器802至第一标准刀具7的正上方，将激光器3发射激光的角度以及电耦合器件9倾斜角度调节至与所述步骤1中一致，并按照步骤1中公式计算得到得到第二标准刀具12与第一标准刀具7之间形成的夹缝宽度b0。
13、(3)通过公式δb＝b-b0，计算得到待测刀具6的磨损量δb。
14、本专利技术的有益效果：
15、1.本专利技术采用单缝衍射进行精密刀具磨损量测量，测量准确度高，可以测量出较为微小的磨损量，测量装置简单，测量方法简便易使用。
16、2.本专利技术激光器发射的激光入射单缝所在平面的角度可调并可实现激光倾斜入射单缝所在平面对精密刀具微小磨损量进行测量，可突破生产空间以及实际生产流程对单缝测量技术的限制，提高单缝衍射测量装置与生产线兼容性，扩大单缝衍射技术应用场景，有助于提高精密刀具磨损量测量频率。
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1.一种精密刀具微小磨损测量装置，其特征在于：所述测量装置包括第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)、激光器(3)、针孔滤波器(4)、准直透镜(5)、待测刀具(6)、第一标准刀具(7)、刀具固定装置(8)、电耦合器件(9)、计算机(10)、固定底座(11)、第二标准刀具(12)，所述第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)均通过连接杆固定安装在固定底座(11)上，所述第一标准刀具(7)通过刀具固定装置(8)和连接杆固定安装在固定底座(11)上，所述激光器(3)固定安装在第一伺服电机(1)上，所述待测刀具(6)、第二标准刀具(12)与第一标准刀具(7)呈镜像设置并且待测刀具(6)、第二标准刀具(12)通过刀具固定装置(8)固定并在刀具固定装置(8)上滑动，所述电耦合器件(9)固定安装在第二伺服电机(2)上，所述第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)输入端与计算机(10)输出端电连接，所述计算机(10)输入端与电耦合器件(9)输出端通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种精密刀具微小磨损测量装置，其特征在于：所述激光器(3)为半导体激光器，其发射的激光为中心波长为532nm
3.根据权利要求1所述的一种精密刀具微小磨损测量装置，其特征在于：所述刀具固定装置(8)包括滑轨(801)、刀具夹持器(802)，所述刀具夹持器(802)与滑轨(801)滑动连接，所述刀具夹持器(802)内安装有磁条(803)以吸附刀具，所述滑轨(801)滑道内安装有限位钢珠(804)，所述第一标准刀具(7)通过刀具夹持器(802)以及连接杆固定安装在固定底座(11)上，所述待测刀具(6)、第二标准刀具(12)通过磁条(803)吸附固定在刀具夹持器(802)上。
4.根据权利要求1所述的一种精密刀具微小磨损测量装置，其特征在于：所述电耦合器件(9)为CCD。
5.使用权利要求1-4所述的一种精密刀具微小磨损测量装置进行测量的测量方法，其特征在于：所述的测量方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种精密刀具微小磨损测量装置，其特征在于：所述测量装置包括第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)、激光器(3)、针孔滤波器(4)、准直透镜(5)、待测刀具(6)、第一标准刀具(7)、刀具固定装置(8)、电耦合器件(9)、计算机(10)、固定底座(11)、第二标准刀具(12)，所述第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)均通过连接杆固定安装在固定底座(11)上，所述第一标准刀具(7)通过刀具固定装置(8)和连接杆固定安装在固定底座(11)上，所述激光器(3)固定安装在第一伺服电机(1)上，所述待测刀具(6)、第二标准刀具(12)与第一标准刀具(7)呈镜像设置并且待测刀具(6)、第二标准刀具(12)通过刀具固定装置(8)固定并在刀具固定装置(8)上滑动，所述电耦合器件(9)固定安装在第二伺服电机(2)上，所述第一伺服电机(1)、第二伺服电机(2)输入端与计算机(10)输出端电连接，所述计算机(10)输入端与电耦合器件(9)输出端通信连接；
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【专利技术属性】
技术研发人员：楼宇丽，刘思齐，李重光，张志远，梁茜媛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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