CN103852006A

CN103852006A - 一种刀具自动测量装置及方法

Info

Publication number: CN103852006A
Application number: CN201210508921.XA
Authority: CN
Inventors: 夏发平
Original assignee: Kunshan Yunco Precision Co Ltd
Current assignee: Kunshan Yunco Precision Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-11

Abstract

一种刀具自动测量装置及方法，它涉及刀具精密加工及测量技术领域；它的测量方法为：刀具测量前，由测量员将待检刀具放置在自动测量装置的主动轴和从动轴构成的“V”形槽中；通过手动二维调整平台调节好由CCD相机及镜头构成的光学测量系统相对刀具的位置关系，调节好后，通过紧定螺钉固定手动Y轴和手动Z轴；测量员设置好测量时刀具转动速度、转动方向、每间隔转动角度及相邻间隔间的停顿时间的运动参数，并设置好光学测量系统在各间隔间拍摄图像的张数和每拍摄一张图片所需要的时间；设置好各参数后，测量系统便会自动生成；它具有测量过程中避免人工干预，测量精度高，测量功能强大，生产规模大。

Description

一种刀具自动测量装置及方法

技术领域：

本发明涉及刀具精密加工及测量技术领域，具体涉及一种精密刀具形位公差和直径进行精密测量的自动测量方法。

背景技术：

刀具作用由于加工精密零件的专业工具，其自身精度高低直接决定了通过其加工的工件精度。在精密零件加工精度要求越来越高的情况下，对所采用的刀具自身精度同样提出更高要求。

传统应用于刀具形状公差、位置公差、直径的测量技术，大多由人工采用机械或电子游标卡尺进行抽检测量，这种测量方法具有如下问题：一、由于刀具的批量生产中，同一规格单批次数量极大，而刀具规格很多，仅通过人工抽检方式，难免会出现因实际超差不符合要求的刀具未被检测出来，最终当作合格品流入市场，导致后端使用刀具时出现严重质量问题；二、人工检测效率极为低下；三、刀具表面及所加工的特征精度高，表面光洁度要求也高，传统方法需要将测量工具与刀具表面接触，对刀具特征表面会有一定损伤，从而影响刀具自身精度；四、刀具上的特征多具有较为复杂的曲面形貌，传统测量方法，难以测量复杂曲面的形貌特征。综上所述，传统的刀具测量方法难以适应现代化大规模生产要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种刀具自动测量装置及方法，它具有测量过程中避免人工干预，测量精度高，测量功能强大，生产规模大。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用如下技术方案：它包含支撑座1、手动Y轴2、手动Y轴调整标尺3、手动Z轴安装座4、手动Z轴调整标尺5、手动Z轴6、镜头及CCD相机连接板7、CCD相机8、CCD相机线缆9、镜头10、平台11、刀具自动测量辅助装置12、手动Z轴调节旋钮13、手动Y轴紧定螺钉14、手动Z轴紧定螺钉15、手动Y轴调节旋钮16，平台11底部两侧均安装有支撑座1，刀具自动测量辅助装置12安装在平台11的前侧，手动Y轴2安装在平台11的后侧，手动Y轴2上安装有手动Y轴调整标尺3，手动Z轴安装座4安装在手动Y轴2上，手动Z轴6安装在手动Z轴安装座4上，手动Z轴安装座4上安装有手动Z轴调整标尺5，镜头及CCD相机连接板7安装在手动Z轴6上，CCD相机8安装在镜头及CCD相机连接板7上，CCD相机8上部与CCD相机线缆9连接，CCD相机8的下部设置有镜头10，手动Y轴紧定螺钉14、手动Y轴调节旋钮16均设置在手动Y轴2上，手动Z轴调节旋钮13、手动Z轴紧定螺钉15均设置在手动Z轴6上。

它的测量方法为：刀具测量前，由测量员将待检刀具放置在自动测量装置的主动轴和从动轴构成的“V”形槽中；通过手动二维调整平台调节好由CCD相机及镜头构成的光学测量系统相对刀具的位置关系，调节好后，通过紧定螺钉固定手动Y轴和手动Z轴；测量员设置好测量时刀具转动速度、转动方向、每间隔转动角度及相邻间隔间的停顿时间的运动参数，并设置好光学测量系统在各间隔间拍摄图像的张数和每拍摄一张图片所需要的时间；设置好各参数后，测量系统便会自动生成，测量员随后打开测量系统中的自动测量按钮，则刀具自动测量辅助装置中的伺服电机将完全按照设定参数，自动完成测量操作；测量员仅需要关注从光学测量系统传递到控制系统中的图像即可；测量程序完成后，控制系统中便储存了关于该刀具圆周方向上各位置的全套图像，通过图像处理技术对图像进行拼接处理，即可得到刀具表面特征的形貌图；将该图及相关尺寸形位公差、直径信息与控制系统原有的理论刀具图像进行对比，则可得到各特征的实际公差值，从而实现刀具测量功能。

本发明由CCD相机及镜头等构成的光学测量系统被固定在由手动Y轴和手动Z轴构成的手动二维调整平台上，可通过调节手动Y轴实现光学测量系统的前后移动，而通过调节手动Z轴实现光学测量系统的上下移动，一旦调节好相对刀具的位置关系，则通过各自的紧定螺钉将手动Y轴和手动Z轴固定。光学测量系统正下方放置了刀具自动测量辅助装置。

本发明的测量方法采用非接触式测量方式，即通过由CCD相机、镜头等组成的光学系统，在不与刀具被测表面接触的情况下，快速拍摄刀具表面圆周方向不同位置上的形貌特征图像，所拍摄图像通过数据线被实时传送到测量装置配套的控制系统，再通过机器视觉和图像处理技术，将拍摄的形貌特征与刀具理论外形尺寸及要求公差进行对比，从而得到所测量刀具实际的形位公差和直径大小。为便于快速拍摄刀具圆周方向上各位置的特征图像，刀具在测量过程中的运动状态由刀具自动测量辅助装置实现，仅需要人工将刀具放置在刀具自动测量辅助装置上，并通过测量系统设定各参数及测量程序，则整个测量过程按照测量程序自动完成，无须人工干预。

本发明具有测量过程中避免人工干预，测量精度高，测量功能强大，生产规模大。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1的后视图，

图3为本发明中刀具自动测量辅助装置12的结构示意图，

图4为图3的后视图。

具体实施方式：

参看图1-图4，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含支撑座1、手动Y轴2、手动Y轴调整标尺3、手动Z轴安装座4、手动Z轴调整标尺5、手动Z轴6、镜头及CCD相机连接板7、CCD相机8、CCD相机线缆9、镜头10、平台11、刀具自动测量辅助装置12、手动Z轴调节旋钮13、手动Y轴紧定螺钉14、手动Z轴紧定螺钉15、手动Y轴调节旋钮16，平台11底部两侧均安装有支撑座1，刀具自动测量辅助装置12安装在平台11的前侧，手动Y轴2安装在平台11的后侧，手动Y轴2上安装有手动Y轴调整标尺3，手动Z轴安装座4安装在手动Y轴2上，手动Z轴6安装在手动Z轴安装座4上，手动Z轴安装座4上安装有手动Z轴调整标尺5，镜头及CCD相机连接板7安装在手动Z轴6上，CCD相机8安装在镜头及CCD相机连接板7上，CCD相机8上部与CCD相机线缆9连接，CCD相机8的下部设置有镜头10，手动Y轴紧定螺钉14、手动Y轴调节旋钮16均设置在手动Y轴2上，手动Z轴调节旋钮13、手动Z轴紧定螺钉15均设置在手动Z轴6上。

本具体实施方式由CCD相机及镜头等构成的光学测量系统被固定在由手动Y轴和手动Z轴构成的手动二维调整平台上，可通过调节手动Y轴实现光学测量系统的前后移动，而通过调节手动Z轴实现光学测量系统的上下移动，一旦调节好相对刀具的位置关系，则通过各自的紧定螺钉将手动Y轴和手动Z轴固定。光学测量系统正下方放置了刀具自动测量辅助装置。

本具体实施方式的测量方法采用非接触式测量方式，即通过由CCD相机、镜头等组成的光学系统，在不与刀具被测表面接触的情况下，快速拍摄刀具表面圆周方向不同位置上的形貌特征图像，所拍摄图像通过数据线被实时传送到测量装置配套的控制系统，再通过机器视觉和图像处理技术，将拍摄的形貌特征与刀具理论外形尺寸及要求公差进行对比，从而得到所测量刀具实际的形位公差和直径大小。为便于快速拍摄刀具圆周方向上各位置的特征图像，刀具在测量过程中的运动状态由刀具自动测量辅助装置实现，仅需要人工将刀具放置在刀具自动测量辅助装置上，并通过测量系统设定各参数及测量程序，则整个测量过程按照测量程序自动完成，无须人工干预。

本具体实施方式具有测量过程中避免人工干预，测量精度高，测量功能强大，生产规模大。

Claims

1.一种刀具自动测量装置，其特征在于它包含支撑座(1)、手动Y轴(2)、手动Y轴调整标尺(3)、手动Z轴安装座(4)、手动Z轴调整标尺(5)、手动Z轴(6)、镜头及CCD相机连接板(7)、CCD相机(8)、CCD相机线缆(9)、镜头(10)、平台(11)、刀具自动测量辅助装置(12)、手动Z轴调节旋钮(13)、手动Y轴紧定螺钉(14)、手动Z轴紧定螺钉(15)、手动Y轴调节旋钮(16)，平台(11)底部两侧均安装有支撑座(1)，刀具自动测量辅助装置(12)安装在平台(11)的前侧，手动Y轴(2)安装在平台(11)的后侧，手动Y轴(2)上安装有手动Y轴调整标尺(3)，手动Z轴安装座(4)安装在手动Y轴(2)上，手动Z轴(6)安装在手动Z轴安装座(4)上，手动Z轴安装座(4)上安装有手动Z轴调整标尺(5)，镜头及CCD相机连接板(7)安装在手动Z轴(6)上，CCD相机(8)安装在镜头及CCD相机连接板(7)上，CCD相机(8)上部与CCD相机线缆(9)连接，CCD相机(8)的下部设置有镜头(10)，手动Y轴紧定螺钉(14)、手动Y轴调节旋钮(16)均设置在手动Y轴(2)上，手动Z轴调节旋钮(13)、手动Z轴紧定螺钉(15)均设置在手动Z轴(6)上。

2.一种刀具自动测量方法，其特征在于它的测量方法为：刀具测量前，由测量员将待检刀具放置在自动测量装置的主动轴和从动轴构成的“V”形槽中；通过手动二维调整平台调节好由CCD相机及镜头构成的光学测量系统相对刀具的位置关系，调节好后，通过紧定螺钉固定手动Y轴和手动Z轴；测量员设置好测量时刀具转动速度、转动方向、每间隔转动角度及相邻间隔间的停顿时间的运动参数，并设置好光学测量系统在各间隔间拍摄图像的张数和每拍摄一张图片所需要的时间；设置好各参数后，测量系统便会自动生成，测量员随后打开测量系统中的自动测量按钮，则刀具自动测量辅助装置中的伺服电机将完全按照设定参数，自动完成测量操作；测量员仅需要关注从光学测量系统传递到控制系统中的图像即可；测量程序完成后，控制系统中便储存了关于该刀具圆周方向上各位置的全套图像，通过图像处理技术对图像进行拼接处理，即可得到刀具表面特征的形貌图；将该图及相关尺寸形位公差、直径信息与控制系统原有的理论刀具图像进行对比，则可得到各特征的实际公差值，从而实现刀具测量功能。