CN113714955A - 一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，包括底座，底座的一侧设置有X轴平台，X轴平台上设置有Y轴平台，Y轴平台上设置有Z轴平台，Z轴平台上设置有光学检测装置，Z轴平台的一端上设置有延伸平台，延伸平台上设置有转轴固定板，所述转轴固定板上穿接有转轴，驱动电机与转轴相驱动连接，转轴与光学检测装置相平行设置的连接杆的一端相连，连接杆的另一端上设置有背光灯板，在背光灯随连接杆翻转后，背光灯的光源与光学检测装置的检测镜头在同一轴线设置，底座的另一侧通过旋转轴设置有刀具转盘，刀具转盘上设置有刀具夹持机构，刀具夹持机构随刀具转盘旋转。本发明能提高对产品的检测效率和精确性。

Description

一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪

技术领域

本发明涉及一种刀具三维检测仪，尤其涉及一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪。

背景技术

切削刀具是机械加工的牙齿。切削刀具生产后，需要对刀具的结构进行测量检测，来判断所生产的刀具是否符合设计要求，请参考专利CN110657756。

目前，测量刀片/刀具结构方法有，接触式测量法和非接触式测量法：

接触式测量法采用的仪器主要是轮廓仪和三坐标测量仪。轮廓仪由于采用触针与被测刀具表面进行滑移来实现测量，因此只能形成简单的轮廓线。无法实现复杂结构的精密测量，尤其是针对刀片/刀具的圆柱孔的几何中心截面测量、轮廓仪更是无法保证其触针与圆柱孔的圆心位置精准重合；而三坐标测量仪虽然能实现复杂结构的测量，但其探针直径影响了其可测量的内凹式结构尺寸，探针长度影响了其可测量的深度，同时其测量机构与被测物体往往存在空间位置干涉问题。

非接触式测量主要以光学为基础，在不接触刀具的情况下测量刀具结构。其中主要的是投影仪、光学电子显微镜及光学轮廓仪。由于此种方法采用的是光电和电磁等技术手段，因此要获得刀片/刀具某一个结构的形貌特征及尺寸，光电或电磁波必须能无障碍地接触到该结构，如果结构复杂(对光、电磁有遮挡)，那么便无法精准获得该结构的几何数据信息，比如：深度较深或结构较复杂或尺寸较小的内凹式结构，就难以精准获得对应的数据信息。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的适用于刀具的非接触式的光学检测仪，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，包括底座，所述底座的一侧设置有X轴平台，所述X轴平台上设置有Y轴平台，所述Y轴平台上设置有Z轴平台，所述Z轴平台上设置有光学检测装置，所述光学检测装置的工作端朝向底座的另一侧设置，朝向底座的另一侧所述Z轴平台的一端上设置有延伸平台，所述延伸平台上设置有转轴固定板，所述转轴固定板上穿接有转轴，所述延伸平台上设置有驱动电机，所述驱动电机与转轴相驱动连接，所述转轴与光学检测装置相平行设置的连接杆的一端相连，所述连接杆的另一端上设置有背光灯板，所述背光灯板上设置有微调整装置，所述微调整装置上设置有背光灯，在背光灯随连接杆翻转后，所述背光灯的光源与光学检测装置的检测镜头在同一轴线设置，所述底座的另一侧通过旋转轴设置有刀具转盘，所述刀具转盘的中心轴与光学检测装置的检测镜头在同一轴线设置，所述刀具转盘上设置有刀具夹持机构，所述刀具夹持机构随刀具转盘旋转，其旋转的角度在-60°度至240°。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述有X轴平台、Y轴平台和Z轴平台均由光栅、丝杆以及导轨组成，其它们移动的精度≦0.001mm。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述底座上设置有若干定位柱，所述定位柱围绕刀具转盘的周边设置。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述定位柱设有3块，它们分设在刀具转盘的0°、90°和180°处。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述刀具夹持机构包括刀具固定座，所述刀具固定座设置在刀具转盘上且其随刀具转盘同步转动，所述刀具固定座上开设有滑槽，所述滑槽上设置有V型滑块，所述V型滑块上设置有刀具夹块，所述V型滑块的侧边开设有侧滑槽，所述侧滑槽上设置有侧滑连杆，所述侧滑连杆上设置有夹持杆，所述夹持杆的顶端上设置有夹紧螺钉，所述夹紧螺钉上套装有压缩弹簧，压缩弹簧位于夹紧螺钉的夹紧工作端与夹持杆之间，所述夹紧螺钉位于刀具夹块工作端的上方，所述夹持杆上设置有移动挡块，所述移动挡块与刀具夹块相碰触。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述V型滑块上设置有止动开关。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述刀具固定座的滑槽内通过转杆设置有转动的挡块，所述挡块与定位柱相碰触。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述夹持杆为弧形结构，且夹持杆与侧滑连杆为一体成型结构。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，所述刀具夹块为方形结构，且在方形的结构的所述刀具夹块的四个边角上开设有产品放置槽。

优选地，所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，四个所述产品放置槽的槽孔的孔径均不相等。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明能通过旋转的背光灯且与光学检测装置在同一轴心同时配合可以旋转且能快速定位的刀具夹紧机构，可以提高对刀片/刀具的快速检测，并且还能提高检测的精确性，有效提高了检测的工作效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的另一视角的结构示意图；

图3是本发明的刀具夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

如图1、图2和图3所示，一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，包括底座1，所述底座1的一侧设置有X轴平台2，所述X轴平台2上设置有Y轴平台3，所述Y轴平台3上设置有Z轴平台4，所述Z轴平台4上设置有光学检测装置9，所述光学检测装置9的工作端朝向底座1的另一侧设置，朝向底座1的另一侧所述Z轴平台4的一端上设置有延伸平台10，所述延伸平台10上设置有转轴固定板，所述转轴固定板上穿接有转轴11，所述延伸平台10上设置有驱动电机12，所述驱动电机12与转轴11相驱动连接，所述转轴11与光学检测装置9相平行设置的连接杆13的一端相连，所述连接杆13的另一端上设置有背光灯板14，所述背光灯板14上设置有微调整装置15，所述微调整装置15上设置有背光灯8，在背光灯8随连接杆反转后，所述背光灯8的光源与光学检测装置9的检测镜头在同一轴线设置，所述底座1的另一侧通过旋转轴设置有刀具转盘5，所述刀具转盘5的中心轴与光学检测装置9的检测镜头在同一轴线设置，所述刀具转盘5上设置有刀具夹持机构6，所述刀具夹持机构6随刀具转盘旋转，其旋转的角度在-60°度至240°。

本发明中所述有X轴平台2、Y轴平台3和Z轴平台4均由光栅、丝杆以及导轨组成，其它们移动的精度≦0.001mm。

本发明中所述底座1上设置有若干定位柱7，所述定位柱7围绕刀具转盘5的周边设置，其中，所述定位柱设有3块，它们分设在刀具转盘5的0°、90°和180°处，通过在不同的位置安装固定柱能实现快速定位的作用，方便操作人员快速操作，达到提高工作效率的目的。

本发明中所述刀具夹持机构6包括刀具固定座61，所述刀具固定座61设置在刀具转盘5上且其随刀具转盘5同步转动，所述刀具固定座61上开设有滑槽62，所述滑槽62上设置有V型滑块63，所述V型滑块63上设置有刀具夹块64，所述V型滑块63的侧边开设有侧滑槽65，所述侧滑槽65上设置有侧滑连杆66，所述侧滑连杆66上设置有夹持杆67，所述夹持杆67的顶端上设置有夹紧螺钉68，所述夹紧螺钉68上套装有压缩弹簧，压缩弹簧位于夹紧螺钉68的夹紧工作端与夹持杆67之间，所述夹紧螺钉68位于刀具夹块64工作端的上方，所述夹持杆67上设置有移动挡块611，所述移动挡块611与刀具夹块64相碰触。

本发明中所述V型滑块63上设置有止动开关69，通过止动开关可以将V型滑块63进行固定，让其在工作时，达到稳定。

本发明中所述刀具固定座61的滑槽62内通过转杆设置有转动的挡块610，所述挡块610与定位柱7相碰触，通过挡块与定位柱可以实现对产品的快速定位。

本发明中所述夹持杆67为弧形结构，且夹持杆67与侧滑连杆66为一体成型结构。

本发明中所述刀具夹块64为方形结构，且在方形的结构的所述刀具夹块64的四个边角上开设有产品放置槽，其中，四个所述产品放置槽的槽孔的孔径均不相等。通过不同的孔径可以针对不同的产品进行固定，达到降低成本的目的。

本发明的工作原理如下：

具体工作时，首先将产品(刀具)固定在刀具夹持机构上，接着将背光灯通过驱动电机翻转与光学检测装置处于同一轴线，然后通过转动刀具转盘来对被夹持的产品改变其方向，使其让光学检测装置对产品对其各个不同的面进行检测，最后由检测反馈的结果通过控制装置将其信息汇总后得到该产品二维的图形以及相应的信息。

在上述的过程中，在软件中按下按钮，背光灯在驱动电机的带动下，背光灯的光源将绕旋转点翻转180度，转到刀具的背面。同时光源装在镜头上方，随着X轴平台、Y轴平台、Z轴平台移动时，背光灯和光学检测装置同步移动。

在上述的控制装置中，在光学检测装置和背光灯同轴时，通过以下步骤来实现对产品的不同位置点的图像采集，采集步骤如下：

第一步：通过光学检测装置来实现对产品的不同位置点不同坐标(X/Y/Z/A/C)的采集；

第二步：通过软件将每个位置点的A与C通过计算变为零，这时刀具的每个位置点是由坐标(X/Y/Z)构成；

第三步：通过刀具转盘带动刀具实现对产品的转动，从而获得产品在不同位置下位置点坐标(X/Y/Z/A/C)，同时再采用步骤2中的软件将不同位置下的位置点中的变量A与C计算变为零，使其获得产品在不同位置下的位置点坐标(X/Y/Z)；

第四步：通过对步骤3不同位置点的收集，将对产品建立一个三维模型，通过三维模型得到产品的相应数据。

在上述的检测过程中产品需要配合止位手轮612，该部件是独立的部件，需要额外增加在产品上与本发明同时用作产品上，可以进行稳定产品。同时止位手轮612的直径分别是2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm以及32mm，依据不同的产品来针对性的拿取不同直径的止位手轮612来配合产品即可。

其中，A是转盘转动的角度，转盘上安装有环形光栅或编码器。

C是夹具上刀具旋转的角度，这个角度是通过软件可以显示的，本发明中涉及的软件是本领域技术人员通用的软件，这边不作任何的赘述。

在上述的背光灯翻转后通过微调整装置进行适当的微调，该微调为本领已知的技术，这边不作任何的赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)的一侧设置有X轴平台(2)，所述X轴平台(2)上设置有Y轴平台(3)，所述Y轴平台(3)上设置有Z轴平台(4)，所述Z轴平台(4)上设置有光学检测装置(9)，所述光学检测装置(9)的工作端朝向底座(1)的另一侧设置，朝向底座(1)的另一侧所述Z轴平台(4)的一端上设置有延伸平台(10)，所述延伸平台(10)上设置有转轴固定板，所述转轴固定板上穿接有转轴(11)，所述延伸平台(10)上设置有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)与转轴(11)相驱动连接，所述转轴(11)与光学检测装置(9)相平行设置的连接杆(13)的一端相连，所述连接杆(13)的另一端上设置有背光灯板(14)，所述背光灯板(14)上设置有微调整装置(15)，所述微调整装置(15)上设置有背光灯(8)，在背光灯(8)随连接杆翻转后，所述背光灯(8)的光源与光学检测装置(9)的检测镜头在同一轴线设置，所述底座(1)的另一侧通过旋转轴设置有刀具转盘(5)，所述刀具转盘(5)的中心轴与光学检测装置(9)的检测镜头在同一轴线设置，所述刀具转盘(5)上设置有刀具夹持机构(6)，所述刀具夹持机构(6)随刀具转盘旋转，其旋转的角度在-60°度至240°。

2.根据权利要求1所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述有X轴平台(2)、Y轴平台(3)和Z轴平台(4)均由光栅、丝杆以及导轨组成，其它们移动的精度≦0.001mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述底座(1)上设置有若干定位柱(7)，所述定位柱(7)围绕刀具转盘(5)的周边设置。

4.根据权利要求3所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述定位柱设有3块，它们分设在刀具转盘(5)的0°、90°和180°处。

5.根据权利要求1所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述刀具夹持机构(6)包括刀具固定座(61)，所述刀具固定座(61)设置在刀具转盘(5)上且其随刀具转盘(5)同步转动，所述刀具固定座(61)上开设有滑槽(62)，所述滑槽(62)上设置有V型滑块(63)，所述V型滑块(63)上设置有刀具夹块(64)，所述V型滑块(63)的侧边开设有侧滑槽(65)，所述侧滑槽(65)上设置有侧滑连杆(66)，所述侧滑连杆(66)上设置有夹持杆(67)，所述夹持杆(67)的顶端上设置有夹紧螺钉(68)，所述夹紧螺钉(68)上套装有压缩弹簧，压缩弹簧位于夹紧螺钉(68)的夹紧工作端与夹持杆(67)之间，所述夹紧螺钉(68)位于刀具夹块(64)工作端的上方，所述夹持杆(67)上设置有移动挡块(611)，所述移动挡块(611)与刀具夹块(64)相碰触。

6.根据权利要求5所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述V型滑块(63)上设置有止动开关(69)。

7.根据权利要求5所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述刀具固定座(61)的滑槽(62)内通过转杆设置有转动的挡块(610)，所述挡块(610)与定位柱(7)相碰触。

8.根据权利要求5所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述夹持杆(67)为弧形结构，且夹持杆(67)与侧滑连杆(66)为一体成型结构。

9.根据权利要求5所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：所述刀具夹块(64)为方形结构，且在方形的结构的所述刀具夹块(64)的四个边角上开设有产品放置槽。

10.根据权利要求9所述的一种适用于刀具的非接触式的光学检测仪，其特征在于：四个所述产品放置槽的槽孔的孔径均不相等。

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