CN112405135A - 钻头打磨装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金加工领域，公开了一种钻头打磨装置，包括：主轴，所述主轴用于固定待打磨的钻头并带动所述钻头转动；摄像组件，所述摄像组件用于拍摄所述钻头的钻头图像；打磨组件，所述打磨组件用于对所述钻头进行打磨；与所述摄像组件和所述打磨组件通信连接的控制器，所述控制器用于根据所述钻头图像确定所述钻头的刀口位置和刀口形状，并根据所述刀口位置和所述刀口形状控制所述打磨组件对所述刀口进行打磨。此外，还公开了一种钻头打磨方法。本发明实施方式所提供的钻头打磨装置及方法具有自动对钻头进行打磨的优点。

Description

钻头打磨装置及方法
技术领域
本发明涉及冶金加工领域，特别涉及一种钻头打磨装置及方法。
背景技术
日常的冶金加工企业，需要用到很多型号的钻头，钻头的主刃和横刃在使用的过程中，会随着使用次数的增多而呈现钝化甚至崩刃现象，为了保护刃口延长钻头的使用寿命。现有技术中的钻头在加工成型后往往需要对钻头的主刃及横刃进行打磨。
本发明的发明人发现，现有技术中打磨钻头往往是技术师傅利用砂轮机和打磨纸进行打磨。砂轮机打磨工艺复杂，操作流程多，难以控制打磨精确度，且打磨中途不方便检查刃口的磨削量，导致打磨精确度低，打磨纸打磨则对操作工人要求较高，不仅打磨效率低，而且极易造成打磨损伤。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种钻头打磨装置及方法，可以自动对钻头进行打磨。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种钻头打磨装置，包括：主轴，所述主轴用于固定待打磨的钻头并带动所述钻头转动；摄像组件，所述摄像组件用于拍摄所述钻头的钻头图像；打磨组件，所述打磨组件用于对所述钻头进行打磨；与所述摄像组件和所述打磨组件通信连接的控制器，所述控制器用于根据所述钻头图像确定所述钻头的刀口位置和刀口形状，并根据所述刀口位置和所述刀口形状控制所述打磨组件对所述刀口进行打磨。
本发明实施方式还提供了一种钻头打磨方法，包括：获取钻头的钻头图像；根据所述钻头图像确定所述钻头的刀口位置和刀口形状；根据所述刀口位置和所述刀口形状控制所述打磨组件对所述刀口进行打磨。
本发明实施方式相对于现有技术而言，待打磨的钻头固定在主轴上，通过摄像组件拍摄钻头图像，控制器对钻头图像进行图像处理后精准的获取钻头上刀口的位置和道口的形状，最后根据刀口位置和形状自动控制打磨组件对刀口进行打磨。从而实现对钻头的自动化打磨过程，提升打磨精准度和打磨效率的同时，减少人工的损耗。
另外，还包括：与所述主轴连接、用于带动所述主轴旋转的驱动电机，所述驱动电机还用于将所述驱动电机的母线电流发送至所述控制器；所述控制器还用于根据所述母线电流控制所述打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动。驱动电机带动主轴旋转的过程中，由于打磨组件与钻头接触，两者之间存在摩擦力阻碍主轴的转动，而打磨组件与钻头接触越紧密，则摩擦力越大，驱动电机则需要更大的动力克服摩擦力带动钻头旋转，因此，驱动电机的母线电流可以反映钻头与打磨组件的接触压力，压力减小说明打磨组件磨损，控制打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动可以对磨损进行补偿，保证打磨效果。
另外，所述打磨组件包括用于对所述钻头进行打磨的磨盘以及与所述磨盘连接的第一连接件，所述第一连接件用于驱动所述磨盘转动。
另外，所述打磨组件还包括与所述磨盘连接的第二连接件和第三连接件，所述第二连接件用于带动所述磨盘沿水平方向移动，所述第三连接件用于带动所述磨盘沿竖直方向移动。
另外，所述打磨组件还包括与所述磨盘连接的第四连接件，所述第四连接件用于带动所述磨盘沿所述主轴的延伸方向运动。设置第四连接件带动磨盘沿主轴的延伸方向运动，使得磨盘在钻头的长度方向上与钻头发生相对移动，配合钻头的转动，实现对弯曲刀口的打磨。
另外，所述主轴沿所述主轴的延伸方向可移动设置。设置主轴沿主轴的延伸方向可移动设置，使得磨盘在钻头的长度方向上与钻头发生相对移动，配合钻头的转动，实现对弯曲刀口的打磨。
另外，所述控制器包括图像处理模块，所述图像处理模块用于根据所述钻头图像进行颜色识别，并根据所述颜色识别结果确定所述钻头的刀口位置和刀口形状。由于钻头的刀口在制作的过程中需要进行抛光处理，通过对钻头图像进行颜色识别，即可识别出与钻头主体部颜色不同的刀口的位置和刀口的形状，使得刀口的位置和刀口的形状的确定更为准确，提升打磨精准度。
另外，所述摄像组件和所述打磨组件分别设置在主轴相对的两侧。摄像组件和打磨组件分别设置在主轴相对的两侧，避免打磨组件挡到摄像组件的同时，可以避免打磨过程中产生的火花对摄像组件造成损坏。
另外，还包括：获取带动所述钻头旋转的驱动电机的母线电流；根据所述母线电流控制所述打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动。驱动电机带动主轴旋转的过程中，由于打磨组件与钻头接触，两者之间存在摩擦力阻碍主轴的转动，而打磨组件与钻头接触越紧密，则摩擦力越大，驱动电机则需要更大的动力克服摩擦力带动钻头旋转，因此，驱动电机的母线电流可以反映钻头与打磨组件的接触压力，压力减小说明打磨组件磨损，控制打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动可以对磨损进行补偿，保证打磨效果。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所提供的钻头打磨装置的结构示意图；
图2是本发明第二实施方式所提供的钻头打磨装置的结构示意图；
图3是本发明第三实施方式所提供的钻头打磨方法的程序流程图；
图4是本发明第四实施方式所提供的钻头打磨方法的程序流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种钻头打磨装置，具体结构如图1所示，包括：主轴10，主轴10用于固定待打磨的钻头100，并带动钻头100转动，摄像组件20，摄像组件20用于拍摄钻头100的钻头图像，打磨组件30，打磨组件30用于对钻头100进行打磨，与摄像组件20和打磨组件30通信连接的控制器40，控制器40用于根据钻头图像确定钻头100的刀口位置和刀口形状，并根据刀口位置和刀口形状控制打磨组件30对刀口进行打磨。
本发明第一实施方式相对于现有技术而言，待打磨的钻头100固定在主轴10上，并被主轴10带动旋转，通过摄像组件20拍摄钻头图像，控制器40对钻头图像进行图像处理后精准的获取钻头上刀口的位置和刀口的形状，最后根据刀口位置和形状自动控制打磨组件30对刀口进行打磨。从而实现对钻头的自动化打磨过程，提升打磨精准度和打磨效率的同时，减少人工的损耗。
具体的，在本实施方式中，当钻头100被固定在主轴10上时，主轴10与待打磨的钻头100同轴，且主轴10沿主轴10的延伸方向(即钻头100的延伸方向，图1中的A方向)为可移动设置。主轴10沿主轴10的延伸方向可移动设置，使得钻头100在延伸方向上与打磨组件20可以发生相对移动，从而自动控制对钻头100的刀口在延伸方向上进行打磨。此外，主轴10沿主轴10的延伸方向可移动设置配合主轴10旋转，可以实现对弯曲刀口的打磨。
具体的，在本实施方式中，摄像组件20包括至少一台摄像机，摄像组件20用于拍摄钻头100的钻头图像，并将钻头图像发送至控制器40，经由控制器40进行图像识别后，确定钻头100的刀口位置和刀口形状，从而实现对钻头100的刀口的精准打磨。
优选的，在本实施方式中，摄像组件20和打磨组件30分别设置在主轴10相对的两侧。摄像组件20和打磨组件30分别设置在主轴10相对的两侧，避免打磨组件30挡到摄像组件20对钻头100进行拍摄的同时，可以避免打磨过程中产生的火花对摄像组件20造成损坏。通过主轴10带动钻头100旋转，可以摄像组件20可以对钻头100的刀口进行完整的拍摄，从而使得图像识别结果中的刀口位置和相撞更加精准。可以理解的是，前述摄像组件20和打磨组件30分别设置在主轴10相对的两侧仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是摄像组件20包括多个摄像头，多个摄像头分别设置在主轴10的不同方向，只要保证摄像头的位置不会有打磨过程中的火星飞溅即可，例如，即使将摄像头设置在与打磨组件30位于主轴10的同侧，也可以通过距离的设置，使得摄像头远离火星的飞溅区域等，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
具体的，打磨组件30包括用于对钻头100进行打磨的磨盘31以及与磨盘31连接的第一连接件32，第一连接件32用于驱动磨盘31转动。打磨组件30还包括与磨盘31连接的第二连接件33和第三连接件34，第二连接件33用于带动磨盘31沿水平方向移动，第三连接件34用于带动磨盘31沿竖直方向移动。设置第一连接件32带动磨盘31转动，从而实现对钻头100的打磨，设置第二连接件33和第三连接件34分别带动磨盘31在水平方向和竖直方向上移动，从而对磨盘31的位置进行调整，使磨盘31与钻头100的刀口对准，实现对钻头100的精准打磨。
此外，打磨组件30还包括与磨盘31连接的第四连接件35，第四连接件35用于带动磨盘31沿主轴10的延伸方向运动。设置第四连接件35带动磨盘31沿主轴10的延伸方向运动，使得磨盘31在钻头100的长度方向上与钻头100发生相对移动，配合钻头100的转动，实现对弯曲刀口的打磨。
可以理解的是，在本实施方式中设置四个不同的第一连接件32、第二连接件33、第三连接件34、第四连接件35分别带动磨盘31进行不同方向的运动仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定。而在本发明的其它实施方式中，也可以是一个连接件同时可以带动磨盘31进行不同方向的运动等其它实施方式，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
具体的，控制器40包括图像处理模块，图像处理模块用于根据钻头图像进行颜色识别，并根据颜色识别结果确定钻头100的刀口位置和刀口形状。由于钻头100的刀口在制作的过程中需要进行打磨开刃和抛光处理，通过对钻头图像进行颜色识别，即可识别出与钻头100主体部颜色不同的刀口的位置和刀口的形状，使得刀口的位置和刀口的形状的确定更为准确，提升打磨精准度。
本发明的第二实施方式涉及一种钻头打磨装置，如图2所示，第二实施方式与第一实施方式大致相同，同样包括主轴10、摄像组件20、打磨组件30和控制器40，主要区别之处在于：在第二实施方式中，还包括与主轴10连接、用于带动主轴10旋转的驱动电机50。
具体的，在本实施方式中，驱动电机50用于带动主轴10旋转，并将自身的母线电流发送至控制器40，控制器40根据母线电流控制打磨组件30朝向靠近钻头100的方向移动。
与现有技术相比，本发明第二实施方式中中设置驱动电机50将母线电流发送至控制器40，由于驱动电机50带动主轴10旋转的过程中，打磨组件30与钻头100接触并进行打磨，随着打磨的进行，打磨组件30和钻头100之间都会产生磨损，从而使得打磨组件30和钻头100之间的距离逐渐增大，两者之间存在摩擦力也逐渐减小，驱动电机50需要用于克服摩擦力以带动钻头旋转的动力也就越小，母线电流也随之减小，因此，驱动电机50的母线电流可以反映钻头与打磨组件的接触压力，进而反映出打磨组件30和钻头100之间的压力和距离，压力减小、距离增大说明打磨组件30和钻头100磨损，控制打磨组件30朝向靠近钻头100的方向移动可以对磨损进行补偿，保证打磨组件30和钻头100之间的压力和距离足够支撑对钻头100进行打磨，进而保证打磨效果。
本发明第三实施方式涉及一种钻头打磨方法，具体步骤如图3所示，包括：
步骤S101：获取钻头的钻头图像。
步骤S102：根据钻头图像确定钻头的刀口位置和刀口形状。
步骤S103：根据刀口位置和刀口形状控制打磨组件对刀口进行打磨。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的打磨方法的实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节和技术效果在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第四实施方式涉及一种钻头打磨方法，具体步骤如图4所示，包括：
步骤S201：获取钻头的钻头图像。
步骤S202：根据钻头图像确定钻头的刀口位置和刀口形状。
步骤S203：根据刀口位置和刀口形状控制打磨组件对刀口进行打磨。
步骤S204：获取带动钻头旋转的驱动电机的母线电流。
步骤S205：根据母线电流控制打磨组件朝向靠近钻头的方向移动。
不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的打磨方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节和技术效果在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或控制器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种钻头打磨装置，其特征在于，包括：
主轴，所述主轴用于固定待打磨的钻头并带动所述钻头转动；
摄像组件，所述摄像组件用于拍摄所述钻头的钻头图像；
打磨组件，所述打磨组件用于对所述钻头进行打磨；
与所述摄像组件和所述打磨组件通信连接的控制器，所述控制器用于根据所述钻头图像确定所述钻头的刀口位置和刀口形状，并根据所述刀口位置和所述刀口形状控制所述打磨组件对所述刀口进行打磨。
2.根据权利要求1所述的钻头打磨装置，其特征在于，还包括：
与所述主轴连接、用于带动所述主轴旋转的驱动电机，所述驱动电机还用于将所述驱动电机的母线电流发送至所述控制器；
所述控制器还用于根据所述母线电流控制所述打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动。
3.根据权利要求1所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述打磨组件包括用于对所述钻头进行打磨的磨盘以及与所述磨盘连接的第一连接件，所述第一连接件用于驱动所述磨盘转动。
4.根据权利要求3所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述打磨组件还包括与所述磨盘连接的第二连接件和第三连接件，所述第二连接件用于带动所述磨盘沿水平方向移动，所述第三连接件用于带动所述磨盘沿竖直方向移动。
5.根据权利要求4所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述打磨组件还包括与所述磨盘连接的第四连接件，所述第四连接件用于带动所述磨盘沿所述主轴的延伸方向运动。
6.根据权利要求1所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述主轴沿所述主轴的延伸方向可移动设置。
7.根据权利要求1所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述控制器包括图像处理模块，所述图像处理模块用于根据所述钻头图像进行颜色识别，并根据所述颜色识别结果确定所述钻头的刀口位置和刀口形状。
8.根据权利要求1所述的钻头打磨装置，其特征在于，所述摄像组件和所述打磨组件分别设置在主轴相对的两侧。
9.一种钻头打磨方法，其特征在于，包括：
获取钻头的钻头图像；
根据所述钻头图像确定所述钻头的刀口位置和刀口形状；
根据所述刀口位置和所述刀口形状控制所述打磨组件对所述刀口进行打磨。
10.根据权利要求9所述的钻头打磨方法，其特征在于，还包括：
获取带动所述钻头旋转的驱动电机的母线电流；
根据所述母线电流控制所述打磨组件朝向靠近所述钻头的方向移动。
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