CN110111306B - 一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质 - Google Patents

一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质，方法包括：根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；根据周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及将铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数，以将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；根据周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；将第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；对组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。通过对重构磨损区的分析，实现了铣刀周刃磨损的评价。

Description

一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及机械加工技术应用领域，具体地涉及一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质。
背景技术
在金属切削加工过程中，刀具的磨损是影响零部件的加工质量、生产效率和制造成本的重要因素。为了检测切削过程中的刀具磨损，研究者提出了多种磨损检测方法，主要分为两大类，直接检测法和间接检测法。直接检测法通常有接触测量法和视频图像测量法；间接检测法是通过加工环境中相关物理量的变化获取刀具的磨损量。显而易见，间接检测法也是通过直接检测法实现的。因此，直接检测法是刀具磨损值获取的重要途径。然而，由于圆柱立式铣刀的周刃呈螺旋曲面结构，而测量时采用通用设备或仪器，且没有专用的工艺装备或辅具与其配套使用等原因，要准确测取铣刀周刃后刀面磨损带高度VB及其面积是异常困难的。不难发现，以前直接检测方法存在原理性误差。
发明内容
本发明实施例提出的一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法、装置和存储介质，通过对重构磨损区的分析，得到磨损带高度、磨损区面积，实现了铣刀磨损的评价。
第一方面，本发明实施例提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，包括：
根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；
根据所述周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数，以将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；
根据所述周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；
将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；
对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
优选地，根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标，具体为：
根据周刃的周刃带宽、后刀面宽以及周刃在不同位置的几何角度，以获得所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数；
根据所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数，以重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
优选地，所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数为:
当|xi-xei|≤lzej时，
Figure GDA0002821699580000021
其中，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1＝arcsin(x/r)；lzej是周刃刃带在XOZ面的投影长度，其值为lzemaxcos(β1-αz1)；lzemax为周刃刃带的长度；
当|xi-xei|>lzej时，
Figure GDA0002821699580000022
其中，αz1、αz2分别是周刃第一后角和第二后角。
优选地，将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数为：
Figure GDA0002821699580000031
其中，展开角
Figure GDA0002821699580000032
(-π/2≤θki≤π/2)(i＝1,2,……，n)。
优选地，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像，具体为：
获取第一后刀面以及第二后刀面的交线上的边界点，并通过平移变换，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合在同一个平面上，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。
优选地，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价，具体为：
S1，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取铣刀磨损区的磨损带高度、磨损带面积；
S2，重复S1步骤，以获取多刃圆柱立式铣刀各周刃后刀面的磨损值；
S3，取所述磨损值以评价所述铣刀的磨损。
第二方面，本发明提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价装置，包括：
三维直角坐标重构单元，用于根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；
三维空间平面重构单元，用于根据所述周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数，以将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；
获取单元，用于根据所述周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；
组合单元，用于将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；
分析单元，用于对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
优选地，三维直角坐标重构单元，具体用于：
根据周刃的周刃带宽、后刀面宽以及周刃在不同位置的几何角度，以获得所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数；
根据所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数，以重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
优选地，所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数为:
当|xi-xei|≤lzej时，
Figure GDA0002821699580000041
其中，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1＝arcsin(x/r)；lzej是周刃刃带在XOZ面的投影长度，其值为lzemaxcos(β1-αz1)；lzemax为周刃刃带的长度；
当|xi-xei|>lzej时，
Figure GDA0002821699580000042
其中，αz1、αz2分别是周刃第一后角和第二后角。
优选地，将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数为：
Figure GDA0002821699580000043
其中，展开角
Figure GDA0002821699580000044
(-π/2≤θki≤π/2)(i＝1,2,……，n)。
优选地，组合单元，具体用于：
获取第一后刀面以及第二后刀面的交线上的边界点，并通过平移变换，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合在同一个平面上，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。
优选地，分析单元，具体用于：
S1，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取铣刀磨损区的磨损带高度、磨损带面积；
S2，重复S1步骤，以获取多刃圆柱立式铣刀各周刃后刀面的磨损值；
S3，取所述磨损值以评价所述铣刀的磨损。
第三方面，本发明提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在从视频显微镜接收的磨损区平面图像出发，通过周刃后刀面(螺旋面)的三维重构及其展开成平面的的映射函数，实现了其三维空间平面的重构；应用三维几何变换，完成了周刃后刀面磨损区在新坐标系下的表征，进而实现了第一、第二后刀面磨损区的组合，同时通过对重构磨损区的分析，取得了磨损带高度、磨损区面积，实现了铣刀周刃磨损状况的评价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的圆周立式铣刀的坐标系的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的周刃尖点在空间的几何角度的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的周刃的几何参数的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的周刃在不同位置时的几何角度的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的周刃展开后的简略图。
图7为本发明实施例提供的铣刀周刃磨损区的结构示意图。
图8为本发明实施例提供的磨损区的边界点分布的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的铣刀沿半径处展开后磨损区边界点分布的结构示意图。
图10为本发明实施例提供的第一、第二后刀面磨损区边界点在同一平面合成后的坐标的结构示意图。
图11为本发明实施例提供的后刀面磨损区边界点的分布情况的结构示意图。
图12为本发明实施例提供的检测点围绕的磨损区磨损指标分析的结构示意图。
图13为本发明实施例提供的重构点围绕的磨损区磨损指标分析的结构示意图。
图14为本发明实施例提供的铣刀周刃后刀面磨损变化过程的结构示意图。
图15为本发明第二实施例提供的一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一实施例：
参见图1至图14，本发明实施例提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，包括：
S10，根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
在本实施例中，依据视频显微镜接收的图像，构造以垂直于铣刀轴线为边、覆盖磨损区的矩形区域1(见图2)。首先，以刀具轴线为Z轴，矩形边(靠近底刃)为X轴建立直角坐标系，X轴与周刃尖顶部螺旋线S1S1'、周刃底部螺旋线S2S2'分别交于Pe0和P0点，借助图形数据处理软件,测取Pe0坐标值(xe0,ze0)；然后，在周刃后刀面磨损区上选择若干个边界点，分别过所选边界点作垂直于Z轴的直线I1-I1'，I2-I2'，……，In-In'(后称截线)，分别测取n个铣刀后刀面磨损区边界点的坐标Pi(xi,zi)(i＝1,2,……，n)，如P1(x1,z1)。应用增量理论、圆柱螺旋线的极坐标方程(1)，得到增量公式(2)。以点Pe0(xe0,ze0)为基准点(见图3),通过式(1)、(2)数学运算，可分别解得过Pi点与x轴平行线与周刃顶尖部螺旋线的交点Pei(xei，yei)(i＝1,2,……，n)；如Pe1(xe1，ye1)，Pe2(xe2，ye2)的坐标。这些点的坐标为后刀面磨损区边界点的建立提供了计算依据。
Figure GDA0002821699580000071
Figure GDA0002821699580000072
式中，r是铣刀半径，θ是极角，β是铣刀刃螺旋角。
Figure GDA0002821699580000084
式中，θ0是刀尖点Pe0的极角，β0是刀尖点Pe0与Y轴正向所夹的圆心角。
以图2平面坐标系为基础，建立铣刀的空间三维直角坐标系，见图3。坐标Pe1是磨损区边界点坐标计算的基准点，其三维坐标由式(4)确定。根据周刃的几何参数包括周刃的周刃带宽、后刀面宽(如图4所示)、周刃在不同位置时的几何角度(如图5所示)，推导出所述铣刀周刃磨损区二维边界点到三维坐标的映射函数为如下式(5)以及(6)，进而重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
Figure GDA0002821699580000081
当|xi-xei|≤lzej时，
Figure GDA0002821699580000082
式中，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1＝arcsin(x/r)；lzej是周刃刃带在XOZ面的投影长度，其值为lzemaxcos(β1-αz1)；lzemax为周刃刃带的长度。
当|xi-xei|>lzej时，
Figure GDA0002821699580000083
式中，αz1、αz2分别是周刃第一后角和第二后角。
S20，根据周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及将铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数，将所述周刃磨损区转换为三维空间平面。
S30，根据周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标。
在本实施例中，以铣刀轴线为中心，沿着平行于XOZ平面将铣刀(含磨损区边界)在半径处展开，一个周刃近似展开情况见图6。磨损区边界点坐标点映射到展开平面的规律是：
Figure GDA0002821699580000091
式中，展开角
Figure GDA0002821699580000092
(-π/2≤θki≤π/2)(i＝1,2,……，n)。
其中，将铣刀的三维直角坐标系OXYZ原点首先平移至刀尖点Pe0，变换矩阵为T1 -1；再绕Y轴旋转，使Z轴与周刃尖顶线S1S1'展开线(与Z周正向成螺旋角的斜线)重合,变换矩阵为Ry(θ1)；然后，绕Z轴旋转，让原XOZ平面与铣刀周刃第一后刀面的展开面重合，变换矩阵为Rz(θ2)。坐标的组合变换见式(8)：
Figure GDA0002821699580000093
(8)式中，x'、y'和z'为变换后的新坐标。变换矩阵Ry(θ1)中θ1值等于铣刀螺旋角β；变换矩阵Rz -1(θ2)中θ2的值需要通过无约束优化模型式(9)经过一维搜索方法获取。模型中目标函数为边界点坐标变换后Y坐标值最小。其中，无约束优化模型式为：
Figure GDA0002821699580000094
(9)式中，X＝[x1]＝[θ2]，n为坐标变换前边界点的个数，ui,vi分别为其横坐标和纵坐标。通过上述坐标变换，则得到铣刀第一刀面磨损区边界点的新坐标，且其都在转换平面X'O'Z'平面上。最后，将铣刀的三维直角坐标系OXYZ原点平移至P0点(见图2)，变换矩阵为T2 -1；再绕Y轴旋转，使Z轴与第一、第二后刀面交线展开线(与Z周正向成螺旋角的斜线)重合,变换矩阵为Ry(θ1)；然后，绕Z轴旋转，让原XOZ平面与铣刀周刃第一后刀面的展开面重合，变换矩阵为Rz(θ3)。坐标的组合变换见式(10)。
Figure GDA0002821699580000095
变换矩阵Rz(θ3)中θ3的值同样也要通过优化模型(9)求解得到。通过上述坐标变换，可得到铣刀第二刀面磨损区边界点的新坐标，且其皆在转换平面X"O"Z"平面上。
S40，将第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。
在本实施例中，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区交线上的边界点，并通过平移变换，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合在同一个平面上，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。具体地，将P0点展开坐标通过式(7)变换成为X'O'Z'平面上P0'点。以P0'点坐标为基准，将铣刀周刃第二后刀面变换点再次进行平移变换，即可得到铣刀周刃第二后刀面磨损区边界点在X'O'Z'面的新坐标。
S50，对组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
在本实施例中，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价，具体为：
S1，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取铣刀磨损区的磨损带高度、磨损带面积；S2，重复S1步骤，以获取多刃圆柱立式铣刀各周刃后刀面的磨损值；S3，取所述磨损值以评价所述铣刀的磨损。具体地，本实施例采用周刃后刀面磨损高度与磨损面积作为其磨损的评价指标。通过上述的几何变换，在X'O'Z'平面上，Z'轴与周刃一致(旋转重合)。因此，将离坐标轴Z'最远距离点的横坐标绝对值作为磨损区磨损带高度；依次用折线将X'O'Z'平面上多点连接生成封闭图形，然后运用图形处理软件解得的面积即为磨损区磨损带的面积。这样，就实现了单个周刃磨损指标评价。对于多刃刀具，可以采用均值法评定。铣刀后刀面磨损区高度的平均值
Figure GDA0002821699580000101
是：
Figure GDA0002821699580000102
式中，z为铣刀的刃齿数；VBi为第i个周刃后刀面的磨损高度，i＝1，2，……，z。铣刀后刀面磨损区面积的平均值
Figure GDA0002821699580000103
是：
Figure GDA0002821699580000104
(12)式中，
Figure GDA0002821699580000105
为第i个周刃后刀面的磨损面积，i＝1，2，……，z。
综上，在从视频显微镜接收的磨损区平面图像出发，通过周刃后刀面(螺旋面)的三维重构及其展开成平面的的映射函数，实现了其三维空间平面的重构；应用三维几何变换，完成了周刃后刀面磨损区在新坐标系下的表征，进而实现了第一、第二后刀面磨损区的组合，同时通过对重构磨损区的分析，取得了磨损带高度、磨损区面积，实现了铣刀周刃磨损状况的评价。
为了便于理解，下面以实际的应用场景进行举例说明：
4.1实验条件
假设加工机床：数控铣床TJ700。测量仪器与软件：由计算机、电缆线、视频显微镜(型号SGO1600BDX)等硬件和图像处理系统等软件组成，用于拍摄铣刀周刃后刀面磨损区的图像并从中获取获取磨损区边界点位置等信息。工件材料：20CrMnTi,经热处理(在930℃，渗碳14H；在70℃的HQS-2000油中淬火7min)，其组织为马氏体2级，淬硬层深CHD＝1.6mm(按照GB/T 9450-2005规定)，硬度为58-62HRC，基体材料硬度32HRC；试件尺寸为250mm×70mm×70mm。刀具：φ6直柄立铣刀(牌号GU25UF)，螺旋角为30°，刃齿数z＝4。加工方法：干式切削、顺铣。切削试验参数见表1。
表1铣削试验过程中选用的切削用量
Figure GDA0002821699580000111
4.2铣刀周刃的磨损区边界点的同一平面表示
1.磨损区边界点三维坐标的建立与展开
采用铣刀周刃磨损测量系统，拍摄铣刀周刃在切削加工55min后磨损区图像(见图7)。在周刃磨损区，选取了能够体现磨损带特征的若干个边界点。按照1.1中步骤测得15个边界点的坐标，见表2。通过步骤2、3重构磨损区后，边界点(三维坐标点)分布情况见图8；铣刀沿半径处展开后磨损区边界点分布情况见图9。
表2基于CCD图像测取的磨损区边界点坐标
Figure GDA0002821699580000112
2.磨损区边界点平面转换过程及结果
周刃第一后刀面磨损区边界点三维几何变换的组合矩阵为：
M1＝T(1.1921,-3.0,0)·Ry(-30°)·Rz(-2.389°) (13)
周刃第二后刀面磨损区边界点三维几何变换的组合矩阵为：
M2＝T(0.6363,-2.9932,0)·Ry(-30°)·Rz(-11.121°) (14)
周刃第二后刀面磨损区边界点的与第一后刀面合成的平面几何变换矩阵为：
M3＝T(0.4812,0.0133) (15)
周刃第一、第二后刀面磨损区边界点在同一平面(XOZ坐标平面)合成后的坐标见图10，边界点分布情况见图11。
4.3铣刀周刃磨损的评价
由铣刀周刃磨损区直接检测点组成的多边形图面积为0.426mm2,磨损带高度为0.814mm，见图12；采用本文方法获取点组成的多边形面积为0.451mm2,磨损带高度为0.867mm，见图13。
相比直接测量法而言，重构法获取的磨损区面积增加了6.1％，磨损带高度增加了6.5％。采用同样的方法，其他三个周刃磨损区面积增加了9％-18％，磨损带高度增加了8％-15％。将由式11、12得到四个周刃后刀面磨损的平均值(磨损面积、磨损带高度)作为铣刀后刀面磨损的评价指标，铣刀后刀面磨损变化过程(铣削加工55min)见图14。
本发明第二实施例：
本发明第二实施例提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价装置，包括：
三维直角坐标重构单元100，用于根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；
三维空间平面重构单元200，用于根据所述周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数，以将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；
获取单元300，用于根据所述周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；
组合单元400，用于将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；
分析单元500，用于对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
优选地，三维直角坐标重构单元200，具体用于：
根据周刃的周刃带宽、后刀面宽以及周刃在不同位置的几何角度，以获得所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数；
根据所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数，以重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
优选地，所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数为:
当|xi-xei|≤lzej时，
Figure GDA0002821699580000131
其中，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1＝arcsin(x/r)；lzej是周刃刃带在XOZ面的投影长度，其值为lzemaxcos(β1-αz1)；lzemax为周刃刃带的长度；
当|xi-xei|>lzej时，
Figure GDA0002821699580000132
其中，αz1、αz2分别是周刃第一后角和第二后角。
优选地，将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数为：
Figure GDA0002821699580000133
其中，展开角
Figure GDA0002821699580000134
(-π/2≤θki≤π/2)(i＝1,2,……，n)。
优选地，组合单元400，具体用于：
获取第一后刀面以及第二后刀面的交线上的边界点，并通过平移变换，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合在同一个平面上，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。
优选地，分析单元500，具体用于：
S1，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取铣刀磨损区的磨损带高度、磨损带面积；
S2，重复S1步骤，以获取多刃圆柱立式铣刀各周刃后刀面的磨损值；
S3，取所述磨损值以评价所述铣刀的磨损。
第三方面，本发明提供了一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
本发明第四实施例：
本发明提供一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
示例性地，本发明第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现服务器设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现服务设备的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，包括：
根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；
根据所述周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及映射成平面的映射函数，将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；其中，所述映射成平面的映射函数为所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数；
根据所述周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；
将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；
对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
2.根据权利要求1所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标，具体为：
根据周刃的周刃带宽、后刀面宽以及周刃在不同位置的几何角度，以获得所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数；
根据所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数，以重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标。
3.根据权利要求2所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，所述铣刀周刃磨损区二维到三维的映射函数为:
当|xi-xei|≤lzej时，
Figure FDA0002821699570000021
其中，β1是周刃尖点与Y轴正向所夹的圆心角，β1＝arcsin(x/r)；lzej是周刃刃带在XOZ面的投影长度，其值为lzemaxcos(β1-αz1)；lzemax为周刃刃带的长度；
当|xi-xei|>lzej时，
Figure FDA0002821699570000022
其中，αz1、αz2分别是周刃第一后角和第二后角。
4.根据权利要求2所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，将所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数为：
Figure FDA0002821699570000023
其中，展开角
Figure FDA0002821699570000024
(-π/2≤θki≤π/2)(i＝1,2,……，n)。
5.根据权利要求1所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像，具体为：
获取第一后刀面以及第二后刀面的交线上的边界点，并通过平移变换，将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区组合在同一个平面上，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像。
6.根据权利要求1所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法，其特征在于，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价，具体为：
S1，对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取铣刀磨损区的磨损带高度、磨损带面积；
S2，重复S1步骤，以获取多刃圆柱立式铣刀各周刃后刀面的磨损值；
S3，取所述磨损值以评价所述铣刀的磨损。
7.一种圆柱立式铣刀周刃磨损评价装置，其特征在于，包括：
三维直角坐标重构单元，用于根据接收的铣刀周刃后刀面磨损区的图像,重构周刃磨损区边界点的三维直角坐标；
三维空间平面重构单元，用于根据所述周刃磨损区边界点的三维直角坐标以及映射成平面的映射函数，以将所述周刃磨损区转换为三维空间平面；其中，所述映射成平面的映射函数为所述铣刀周刃的后刀面以所述铣刀的轴线为中心沿半径处映射成平面的映射函数；
获取单元，用于根据所述周刃磨损区的三维空间平面，获取第一后刀面以及第二后刀面的磨损区边界点的平面坐标；
组合单元，用于将所述第一后刀面以及第二后刀面的磨损区进行组合，以获得组合后的周刃后刀面的磨损区图像；
分析单元，用于对所述组合后的周刃后刀面的磨损区图像进行分析，以获取周刃磨损区的磨损的评价。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的圆柱立式铣刀周刃磨损评价方法。
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