CN107514981B - 一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法及装置，利用间歇旋转机构驱动金刚石修整笔间歇旋转一周，通过与金刚石笔尖正对的图像传感器采集金刚石修整笔转动过程中的多张图像，经过图像合成显示金刚石笔尖旋转轨迹，确定金刚石笔尖旋转半径，进而获得金刚石修整笔尖心距，检测效率高，检测效果好；本发明完善了金刚石修整笔质量检测体系，有利于促进先进制造技术快速发展，推动精密超精密加工技术前进，提高磨削加工精度及表面质量。

Description

一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法及装置
技术领域
本发明涉及高端机械制造技术领域，尤其涉及一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法及装置。
背景技术
随着材料技术、信息技术、数控技术、军工技术以及宇航技术的飞速发展，其对微细加工、超微细加工或微纳米加工等高端制造领域的加工精度提出了更高的要求。砂轮修整是磨削加工的一个关键工序，其中修整工具质量对修整效果起到决定性的作用。砂轮修整最常用的金刚石修整笔又称砂轮刀或单颗粒金刚石修整工具，为了尽快适应高端制造领域的加工需求，金刚石修整笔的几何精度指标被提到了更高的高度。修整笔尖心距即金刚石笔尖与修整笔中心之偏离距离是金刚石修整笔的几何精度指标之一，由于目前尚没有专业的检测技术或测试方法能够满足高端金刚石修整笔几何指标的检测精度及效率要求，大大制约了金刚石修整笔在高端制造领域中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法及装置，能够快速、精确地检测金刚石修整笔尖心距，提高金刚石修整笔几何指标的检测精度和效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，包括以下步骤：
A、将金刚石修整笔水平固定在图像采集器的一侧，使金刚石修整笔的笔尖正向对准图像采集器，然后进入步骤B；
B、使用图像采集器采集一张金刚石修整笔的笔尖图像，对金刚石修整笔的笔尖图像进行放大，判断金刚石修整笔的修磨面是否对中，若不对中则终止检测，若对中则进入步骤C；
C、保持金刚石修整笔在水平方向固定不动，使金刚石修整笔沿周向间歇旋转一周，每次转动使用图像采集器采集一张金刚石修整笔的笔尖图像，记录当前金刚石修整笔的笔尖位置，然后进入步骤D；
D、根据多张金刚石修整笔的笔尖图像合成金刚石笔尖旋转轨迹，并计算金刚石笔尖的旋转半径，金刚石笔尖的旋转半径即为金刚石修整笔尖心距。
所述的步骤B中，当金刚石修整笔的四个修磨面围成的端面面积大于0.01mm2时，判断金刚石修整笔的修磨面不对中，当金刚石修整笔的四个修磨面围成的端面面积小于等于0.01mm2时，判断金刚石修整笔的修磨面对中。
所述的步骤C中，采用间歇旋转机构驱动金刚石修整笔沿周向间歇旋转一周，所述的间歇旋转机构包括机座、芯轴、手轮和弹性夹头，所述的芯轴转动设置在机座上，所述的手轮设置在芯轴的一端，所述的弹性夹头设置在芯轴的另一端，弹性夹头夹持金刚石修整笔的一端。
所述的间歇旋转机构还包括相匹配的弹性棘爪和棘轮，所述的弹性棘爪设置在机座上，所述的棘轮套设在芯轴上。
所述的棘轮上设置有8个以上棘轮齿。
一种金刚石修整笔尖心距精密检测装置，包括安装平台、旋转驱动装置和图像处理装置，所述的旋转驱动装置设置在安装平台上，旋转驱动装置包括间歇旋转机构和弹性夹头，所述的弹性夹头设置在间歇旋转机构的输出轴上，所述的图像处理装置包括图像传感器、图像控制器和显控终端，所述的图像传感器设置在安装平台上并与弹性夹头正对，图像传感器通过图像控制器与显控终端电连接。
所述的间歇旋转机构包括机座、芯轴和手轮，所述的芯轴转动设置在机座上，所述的手轮设置在芯轴的一端，所述的弹性夹头设置在芯轴的另一端。
所述的间歇旋转机构还包括相匹配的弹性棘爪和棘轮，所述的弹性棘爪设置在机座上，所述的棘轮套设在芯轴上。
所述的机座的两端设置有端盖，所述的端盖内设置有轴承，所述的芯轴的两端分别安装在轴承内。
所述的棘轮上设置有8个以上棘轮齿。
本发明使金刚石修整笔间歇旋转一周，采用与金刚石笔尖正对的图像采集器采集金刚石修整笔转动过程中的多张图像，通过图像合成显示金刚石笔尖旋转轨迹，确定金刚石笔尖旋转半径，进而获得金刚石修整笔尖心距，检测效率高，检测效果好；本发明完善了金刚石修整笔质量检测体系，有利于促进先进制造技术快速发展，推动精密超精密加工技术前进，提高磨削加工精度及表面质量。
附图说明
图1为本发明所述的金刚石修整笔尖心距精密检测装置的结构示意图；
图2为本发明所述的棘轮机构的结构示意图；
图3为本发明所述的金刚石修整笔的放大图；
图4为本发明所述的金刚石修整笔尖位置旋转示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种金刚石修整笔尖心距精密检测装置，包括安装平台11、旋转驱动装置和图像处理装置。旋转驱动装置设置在安装平台11上，包括间歇旋转机构和弹性夹头7。间歇旋转机构包括机座6、芯轴3、手轮1以及棘轮机构5。机座6的两端设置有端盖4，端盖4内设置有轴承2，芯轴3的两端分别安装在轴承2内。如图2所示，棘轮机构5的弹性棘爪51设置在机座6上，棘轮52套设在芯轴3上，棘轮52的表面设置有8个棘轮齿。手轮1安装在芯轴3的一端，弹性夹头7安装在芯轴3的另一端，将待检测的金刚石修整笔8装在弹性夹头7上，通过每次转动手轮1，可使芯轴3带动金刚石修整笔8转过45°，转动8次后金刚石修整笔8旋转一周。
本发明的图像处理装置包括图像传感器9、图像控制器12和显控终端13，图像传感器9通过调整支架10设置在安装平台11上，通过调整支架10可使图像传感器9与弹性夹头7上的金刚石修整笔8正对，本发明的图像传感器采用CCD传感器、CMOS传感器或电子显微镜。金刚石修整笔8每转动一次，图像传感器9采集一张金刚石笔尖图像并发送给图像控制器12，直至持续采集一周即获得8张图像。金刚石笔尖图像通过图像控制器12依次发送至显控终端13，本发明的显控终端13采用工业计算机。
本发明所述的金刚石修整笔尖心距精密检测方法，包括以下步骤：
A、将金刚石修整笔8水平固定在弹性夹头7上，使金刚石修整笔8的笔尖正向对准图像传感器9，然后进入步骤B。
B、使用图像传感器9采集一张金刚石修整笔8的笔尖图像，并通过图像控制器12发送至显控终端13，判断金刚石修整笔8的修磨面是否对中，若不对中则终止检测，若对中则进入步骤C。
本发明的步骤B中，当金刚石修整笔8的四个修磨面围成的端面面积大于0.01mm2时，判断金刚石修整笔8的修磨面不对中，当金刚石修整笔8的四个修磨面围成的端面面积小于等于0.01mm2时，判断金刚石修整笔8的修磨面对中。
C、通过转动间歇旋转机构的手轮1使金刚石修整笔8沿周向间歇旋转一周，每次转动手轮1，芯轴3带动金刚石修整笔8转过45°，使用图像传感器9采集一张金刚石修整笔8的笔尖图像，记录当前金刚石修整笔8的笔尖位置，转动8次后金刚石修整笔8旋转一周，即图像传感器采集八张金刚石修整笔8的笔尖图像，通过图像控制器12发送至显控终端13，然后进入步骤D。
D、显控终端13根据八张金刚石修整笔8的笔尖图像合成金刚石笔尖旋转轨迹，如图3和图4所示，当金刚石修磨面82对中时，将八张金刚石修整笔8的笔尖图像按照既定位置合成，获得金刚石笔尖旋转轨迹83，计算金刚石笔尖81的旋转半径，金刚石笔尖81的旋转半径即为金刚石修整笔尖心距80。
本发明能够准确检测金刚石修整笔尖心距精度，且检测效率高，检测效果好，有利于促进金刚石修整笔在高端精密领域的推广应用。

Claims (5)

1.一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将金刚石修整笔水平固定在图像采集器的一侧，使金刚石修整笔的笔尖正向对准图像采集器，然后进入步骤B；
B、使用图像采集器采集一张金刚石修整笔的笔尖图像，对金刚石修整笔的笔尖图像进行放大，判断金刚石修整笔的修磨面是否对中，若不对中则终止检测，若对中则进入步骤C；
C、保持金刚石修整笔在水平方向固定不动，使金刚石修整笔沿周向间歇旋转一周，每次转动使用图像采集器采集一张金刚石修整笔的笔尖图像，记录当前金刚石修整笔的笔尖位置，然后进入步骤D；
D、根据多张金刚石修整笔的笔尖图像合成金刚石笔尖旋转轨迹，并计算金刚石笔尖的旋转半径，金刚石笔尖的旋转半径即为金刚石修整笔尖心距。
2.如权利要求1所述的一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，其特征在于：所述的步骤B中，当金刚石修整笔的四个修磨面围成的端面面积大于0.01mm2时，判断金刚石修整笔的修磨面不对中，当金刚石修整笔的四个修磨面围成的端面面积小于等于0.01mm2时，判断金刚石修整笔的修磨面对中。
3.如权利要求2所述的一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，其特征在于：所述的步骤C中，采用间歇旋转机构驱动金刚石修整笔沿周向间歇旋转一周，所述的间歇旋转机构包括机座、芯轴、手轮和弹性夹头，所述的芯轴转动设置在机座上，所述的手轮设置在芯轴的一端，所述的弹性夹头设置在芯轴的另一端，弹性夹头夹持金刚石修整笔的一端。
4.如权利要求3所述的一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，其特征在于；所述的间歇旋转机构还包括相匹配的弹性棘爪和棘轮，所述的弹性棘爪设置在机座上，所述的棘轮套设在芯轴上。
5.如权利要求4所述的一种金刚石修整笔尖心距精密检测方法，其特征在于：
所述的棘轮上设置有8个以上棘轮齿。
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