CN114964038A - 多齿刃具的磨损测量方法、装置和磨损评估方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种多齿刃具的磨损测量方法、装置和磨损评估方法。该多齿刃具的磨损测量方法包括:获取对多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据;从扫描数据中获得每个被测齿的测量信息;其中,测量信息包括被测齿的标识信息和磨损信息,标识信息用于区分每个被测齿,磨损信息用于指示每个被测齿的磨损特征测量值。该方法能够客观的测量多齿刃具各齿的磨损特征测量值,为磨损评估提供的准确的数据支持,从而能够提高磨损评估准确度。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,特别是涉及一种多齿刃具的磨损测量方法、装置和磨损评估方法。
背景技术
在外科手术过程中,经常需要使用刃具,如骨科手术常用的髋臼锉等。
刃具是消耗品,长期使用会造成刃具的磨损,磨损到一定程度将会被报废。而医疗器械刃具往往较为昂贵,若将符合工作要求的刃具误判为报废,则将导致资源的浪费。目前在临床使用过程中,刃具的磨损程度往往靠感知去判断,或是人工测量。这些判断方式均需要人工参与,磨损评估效率低,同时容易受人为因素的影响,导致磨损评估不准确。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种提高磨损评估准确度的多齿刃具的磨损测量方法、装置和磨损评估方法。
第一方面,本申请提供了一种多齿刃具的磨损测量方法,所述多齿刃具的外表面分布有多个齿,所述方法包括:
获取对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据;
从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息;其中,所述测量信息包括所述被测齿的标识信息和磨损信息,所述标识信息用于区分每个所述被测齿,所述磨损信息用于指示每个所述被测齿的磨损特征测量值。
上述的多齿刃具的磨损测量方法,通过扫描的方式,获取多齿刃具的每齿的扫描数据,从扫描数据中识别多齿刃具的各齿,即能够定位识别到每个齿,并获得每个齿的磨损特征测量值,建立多齿刃具的每个齿与磨损信息的对应关系,使多齿刃具的各齿在磨损前后能够基于齿的标识信息对应。该方法能够客观的测量多齿刃具各齿的磨损特征测量值,为磨损评估提供的准确的数据支持,从而能够提高磨损评估准确度。
第二方面,本申请还提供了一种多齿刃具的磨损评估方法。所述方法包括:
获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,其中,所述多齿刃具当次测量以及历史测量的每个被测齿的测量信息采用上述的多齿刃具的磨损测量方法得到;
根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,和所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量;
根据所述多齿刃具的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损评估结果。
上述的多齿刃具的磨损评估方法,利用对多齿刃具的每个齿的测量结果,通过对单齿特征尺寸的计算,从而对整个刃具磨损量定量评估,实现精确的测量刃具切削齿的磨损量。进一步的,该评估方法由于能够对整个刃具磨损量定量评估能够,因此,能够为磨钝标准的制定提供参数化的支持,继而实现对多齿刃具寿命的精确管理,提升多齿刃具利用率,降低医疗器械厂商的运营成本。
第三方面,本申请还提供了一种多齿刃具的磨损测量装置,包括:
机架;
扫描装置,安装于所述机架,用于对多齿刃具的多个被测齿进行扫描;
固定机构,安装于所述机架,用于固定被测的多齿刃具,所述扫描装置与所述固定机构可相对运动设置;
控制器,与所述扫描装置和/或所述固定机构电连接,控制所述固定机构和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,控制所述扫描装置在相对运动过程中对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描,得到扫描数据,从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息。
上述的多齿刃具的磨损测量装置,提供了安装扫描装置和固定机构的结构,固定机构用于固定被测的多齿刃具,扫描装置与固定机构可相对运动设置,通过借助机械结构,可对多齿刃具的磨损信息进行精确测量,解决了凭借人员主观感受判断磨钝的问题,整个过程以全自动的方式快速进行,高效智能,不受使用人员的专业水平和经验的限制,同时,结果精确可靠。
第四方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的多齿刃具的磨损测量方法以及多齿刃具的磨损评估方法。
第五方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的多齿刃具的磨损测量方法以及多齿刃具的磨损评估方法。
第六方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的多齿刃具的磨损测量方法以及多齿刃具的磨损评估方法。
附图说明
图1为一个实施例中多齿刃具的磨损测量方法的应用环境图;
图2为一个实施例中髓腔锉的结构示意图;
图3为一个实施例中髋臼锉的结构示意图;
图4为一个实施例中龙骨锉的结构示意图;
图5为一个实施例中胫骨钻的结构示意图;
图6为一个实施例中多齿刃具的磨损测量方法的流程示意图;
图7为一个实施例中髋臼锉的扫描路径的示意图;
图8为一个实施例中髋臼锉的齿高的示意图;
图9为一个实施例中髋臼锉的齿高的计算示意图;
图10为一个实施例中多齿刃具的磨损评估方法的流程示意图;
图11为一个实施例中多齿刃具的各齿磨损量的统计数据;
图12-14为一个实施例中多齿刃具的磨损测量装置的结构示意图;
图15为一个实施例中固定结构的结构示意图;
图16为另一个实施例中固定结构的结构示意图;
图17为另一个实施例中多齿刃具的磨损测量装置的结构示意图;
图18为一个实施例中多齿刃具的磨损评估的流程示意图;
图19为一个实施例中多齿刃具的磨损测量的结构示意图;
图20为一个实施例中多齿刃具的磨损评估装置的结构示意图;
图21为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的多齿刃具的磨损测量方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示,利用磨损测量装置100对多齿刃具200进行测量。其中,磨损测量装置100至少包括了扫描装置110以及控制器120。扫描装置110对多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。可以由控制器对扫描数据进行解析,得到每个被测齿的测量信息。在其它实施例中,控制器120还可以连接上位机(图未示),控制器120和上位机通信,通过上位机对多齿刃具的磨损测量装置进行控制,控制器可以将扫描数据发送至上位机,由上位机对扫描数据进行解析。
刃具是用来进行切削加工的工具,而刃具磨损是切削加工中最基本的命题之一。刃具的应用范围较广,如机械加工行业,医疗器械行业等,均会使用到刃具。以骨科刃具为例,骨科刃具是用来进行骨切削的工具,覆盖创伤、脊柱、关节、运动医学等领域。由于被切削材料结构复杂、切削工况多变等因素,导致刃具磨损加剧,缩短刃具寿命。因而,科学、及时地对刃具的磨损情况进行测量,能够有效地监测刃具的使用情况。
多齿刃具具有多个切削齿。医疗器械中存在很多类似的多齿刃具,通常包含:锉类刃具、多刃的钻头、铰刀刃具等。其中,锉类刃具如图2所示的髓腔锉,包括了多个切削齿201,如图3所示的髋臼锉,包括了多个切削齿301,如图4的龙骨锉等。其中,多刃的钻头、铰刀刃具,如图5所示的胫骨钻等。
多齿刃具在使用过程中,均会面临磨损的问题,尤其是对于医疗器械的多齿刃具,若使用磨损的多齿刃具进行手术,将会影响手术效果及效率。因此,对多齿刃具的磨损情况进行监测尤为重要。造成多齿刃具的磨损的因素很多,如材料因素,使用因素等等。以髋臼锉和髓腔锉为例,髋臼锉是髋关节置换手术中处理髋臼窝必备的手术工具,主要切削对象是髋臼软骨和少量的软骨下骨。髓腔锉是髋关节置换手术中用于对股骨腔扩髓的重要手术工具。两者分别为关节置换手术中髋臼侧和股骨侧的核心刃具,所切削的材料均为结构复杂的复合型材料,切削困难导致髋臼锉和髓腔锉磨损较快。
多齿刃具由于具有多个切削齿,在磨损量测量方面,存在的困难包括:切削齿磨损前后对应困难。单齿磨损量的计算通常依赖磨损前后的同一切削齿尺寸。而对于多齿刃具而言,因齿数众多,单齿磨损量计算时通常很难定位到同一切削齿。
针对以上困难,本申请提供了一种多齿刃具的磨损测量方法,如图6所示,该方法应用于图1中的控制器,或与控制器连接的上位机,包括以下步骤:
步骤602,获取对多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据。
其中,采用磨损测量装置对多齿刃具的多个被测齿进行扫描。一种实施方式中,可以使用接触式的磨损测量装置对多齿刃具的多个被测齿进行扫描,如使用三座标测量仪对多齿刃具的多个被测齿进行扫描。一种实施方式中,可以使用非接触式的磨损测量装置对多齿刃具的多个被测齿进行扫描,如磨损测量装置至少包括了扫描装置,扫描装置至少包括了扫描仪,扫描仪由一个或多个发射器发射某种介质,由一个或多个接收器接收。扫描时,扫描仪向多齿刃具的多个被测齿发射接收介质,介质射向被测量多齿刃具,因多齿刃具上结构的差异,从而使得接收到的信号存在差异,扫描装置的模数转换器接收信号,将模拟信号转换为数字信号,得到扫描数据。扫描仪可以为激光扫描仪、红外扫描仪、超声扫描仪、电磁波扫描仪、微波扫描仪、X射线扫描仪等。发射/接收的介质对应的包含但是不限于激光、可见光、不可见光(红外线、紫外线等)、超声、电磁波、微波、X射线等。
步骤604,从扫描数据中获得每个被测齿的测量信息;其中,测量信息包括被测齿的标识信息和磨损信息,标识信息用于区分每个被测齿,磨损信息用于指示每个被测齿的磨损特征测量值。
具体地,对扫描数据进行解析,获得每个被测齿的测量信息,测量信息包括标识信息和磨损信息。
其中,标识信息用于指示每个被测齿的标识。本实施例中,为解决多齿刃具的每个切削齿磨损前后对比困难的问题,对于多齿刃具的每个切削齿利用标识进行区分。
一种实施方式中,多齿刃具的每个切削齿的外表面设置了齿标识,用于区分每个齿。通过比较每个齿标识对应齿的磨损前后的两次磨损量,可以得到该齿的磨损比对。其中,齿标识可以为采用激光标刻、涂色等方式设置在齿的外表面的字符串、条形码或二维码中的任意一种。对于这种情况,扫描装置还包括了照相机,在扫描过程中,照相机以设定频率对多齿刃具拍摄,得到图片。对图片识别外表面的字符串、条形码或二维码,获得齿标识。
一种实施方式中,将扫描的齿序作为齿标识,对于每个多齿刃具,每次扫描时从同一基准点开始采用相同预设扫描路径扫描,从而历次扫描的齿序相同,即每次扫描的齿序列是相同的,可将齿序作为齿标识。
一种实施方式中,可基于每个齿与基准点的相对位置关系,确定齿序。具体地,在多齿刃具的外表面设置有多齿刃具的标识点,历次扫描中,标识点与齿的相对位置是不变的。基于这一特征,对于每个多齿刃具,第一次扫描时,可根据扫描顺序对齿编号,得到齿标识,也可以随意对齿进行编号,得到齿标识。获取多齿刃具的标识点的位置信息和多齿刃具的每个被测齿的位置信息,根据标识点的位置信息以及每个被测齿的位置信息,获取每个被测齿与标识点之间的第一相对位置关系,记录了每个齿标识的第一相对位置关系。后续每次扫描,根据扫描数据,获取被测齿与标识点之间的第二相对位置关系,将第二相对位置关系与第一相对位置关系进行匹配,即可得到每个齿的齿标识。例如,第一次扫描时,对于一个多齿刃具的一个齿,编号为5,记录了该齿的第一相对位置关系为(齿信息A1,标识点信息B),若有一个齿的第二相对位置关系为(齿信息A1,标识点信息B),则可确定该齿的齿标识为编号5。
其中,磨损特征测量值表征每个齿的磨损情况。通过从扫描数据计算齿的刃口数据,得到磨损特征测量值。磨损特征测量值可以为齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓坐标。其中,刃口的特征尺寸可以为刃口高度、刃口宽度、刃口面积中的至少一种。实际应用中可以结合多齿刃具的使用特征,以及多齿刃具的齿的外观,确定其中一个或多个能够体现齿磨损变化的特征作为刃口的特征尺寸。以髋臼锉为例,髋臼锉的刀片为弧形,使用时利用刀片剥离髋臼软骨和少量的软骨下骨,使用时造成了刀片高度变化,因此,可以将刃口高度作为磨损特征。
由于每个被测齿的测量信息中包括了标识信息和磨损信息,因此,通过标识信息能够区分多齿刃具的多个齿,从而建立多齿刃具的每个齿与磨损信息的对应关系,使多齿刃具的各齿在磨损前后能够基于齿的标识信息对应,解决了多齿刃具的切削齿磨损前后对应困难的问题。
上述的多齿刃具的磨损测量方法,通过扫描的方式,获取多齿刃具的每齿的扫描数据,从扫描数据中识别多齿刃具的各齿,即能够定位识别到每个齿,并获得每个齿的磨损特征测量值,建立多齿刃具的每个齿与磨损信息的对应关系,使多齿刃具的各齿在磨损前后能够基于齿的标识信息对应。该方法能够客观的测量多齿刃具各齿的磨损特征测量值,为磨损评估提供的准确的数据支持,从而能够提高磨损评估准确度。
其中,当使用非接触式的磨损测量装置对多齿刃具的多个被测齿进行扫描时,一个实施例中,对多齿刃具的多个被测齿进行扫描,获得扫描数据,包括:控制扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。在这个过程中,多齿刃具和扫描装置之间相对不动即可扫描到整个多齿刃具的扫描数据。具体而言,当扫描装置的扫描范围覆盖整个多齿刃具时,多齿刃具和扫描装置之间相对不动,就可以利用扫描装置扫描到整个多齿刃具。其中,可以在采用扫描范围广的扫描装置时,或是当多齿刃具为尺寸较小的多齿刃具时,均可能使扫描装置的扫描范围覆盖整个多齿刃具,此时,控制扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。
在另一个实施例中,对多齿刃具的多个被测齿进行扫描,获得扫描数据,包括:控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,在相对运动过程中,扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。
多齿刃具和扫描装置之间的相对运行包含直线运动和/或旋转运动。相对运动的实现形式包含但是不限于:1、多齿刃具运动(包含直线运动或/和旋转运动),扫描装置不动;2、多齿刃具固定不动,扫描装置运动(包含直线运动或/和旋转运动);3、多齿刃具相对运动(包含直线运动或/和旋转运动),扫描装置相对运动(包含直线运动或/和旋转运动),但是两者之间存在耦合关系。
其中,为使每次的扫描数据具有相同的扫描基准,以准确根据磨损前后至少两次扫描数据得到磨损信息,磨损测量装置还设置有校准板,多齿刃具固定在校准板上,扫描装置对固定于校准板上的多齿刃具进行扫描,获取多齿刃具在基准坐标系下的坐标数据,基准坐标系是基于校准板构建的。其中,校准板上可以设置有固定结构,以使多齿刃具能够被固定在校准板上。例如,校准板上设置有槽型结构,用于安装和固定多种夹具,从而装夹多种被测刃具。在整个测量过程中,为测量多齿刃具的每个齿,多齿刃具通常发生运动,而不论多齿刃具如何运动,因为多齿刃具被夹具固定安装在了校准板上,那么在校准版构建的这个基准坐标系中,刃具的相对位置不会发生改变。通过校准板的位置、校准板与多齿刃具间不变的相对位置,即可定位到刃具的空间基准位置。再通过刃具上具体而微的不同的结构反馈,从而感知刃具结构。
具体地,校准板上设置有采样点,采样点标记颜色不同于校准版颜色,用于系统识别,从而构建局部坐标系,实现基准校准功能,其中,坐标系可以为柱坐标系或笛卡尔坐标系。基于校准板构建的局部坐标系的类型,可以根据多齿刃具的结构特征确定。如多齿刃具为轴对称结构时,局部坐标系可以为柱坐标系,如多齿刃具为非轴对称结构,局部坐标系可以采用笛卡尔坐标系。以多齿刃具为髋臼锉和髓腔锉为例,这两种刃具为类轴对称结构,故对这两种刃具可以构建柱坐标系。
以应用于髋臼锉或髓腔锉为例,假如多齿刃具和扫描装置之间的相对运动方式为多齿刃具运动(包含直线运动或/和旋转运动),扫描装置不动,如图2和图3所示,髋臼锉和髓腔锉为类轴对称结构,故推荐对两者构建的局部坐标系采用柱坐标系。由此,本实施案例设定髓腔锉和髋臼锉夹具包含绕轴线的旋转运动和沿着上下的直线运动。
本实施例中,通过采用控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,在相对运动过程中扫描的方式,得到扫描数据。而将多齿刃具固定在校准板上,能够使得历次扫描数据具有同一基准,为后续磨损评估提高准确的数据。
在另一个实施例中,控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,包括:以设置于多齿刃具的外表面的标识点为基准起始点,控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个之间按预设路径相对运动。
具体地,多齿刃具的外表面设置有标识点。标识点的作用至少包括用于定位扫描的起始点。标识点可以为多齿刃具上的一个特殊结构,如多齿刃具外表面的非对称结构。标识点还可以为在多齿刃具某个位置增加的特定标识,如凹槽、凸痕等。
可以理解的是,控制器控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,以识别定位到多齿刃具的外表面的标识点。在定位到该标识点后,以标识点为起点,控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个之间按预设路径相对运动。也可以由工作人员在固定多齿刃具时,将多齿刃具的标识点放在指定位置,该指定位置即为扫描起点。
其中,扫描装置和多齿刃具之间的相对运动按预设路径进行。对于每一种刃具,可以预先设置相对运动的预设路径。可以理解的是,预设路径的设置应当使得多齿刃具的每个齿被扫描到一次。具体地,扫描装置识别多齿刃具外表面的标识点,以标识点作为基准起始点,控制多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个按预设路径运动,在相对运动过程中扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。多齿刃具的各齿与多齿刃具的标识点之间的相对位置关系是不变的。若每次扫描具有相同的标识点参考,则历次扫描的多齿刃具的各齿与多齿刃具的标识点之间的相对位置关系不变。其中,将每个齿的某一结构作为标志物,将每个齿的标志物与多齿刃具的标识点之间的相对位置关系,作为齿与标识点之间的相对位置关系。以髋臼锉为例,如图7所示,以每个切削齿的排屑孔为标志孔,标志孔的孔心坐标作为比对依据。当控制髋臼锉相对于扫描装置运动时,二者之间的运动路径为先沿着θ的正方向(逆时针方向),后沿着Z轴的正方向(由下而上),根据该运动路径对髋臼锉进行扫描,得到多齿刃具的被测齿的扫描齿序。
利用历次扫描中,基于相同的起始点,相同的扫描路径,以及各齿与标识点之间的相对位置不变的特征,将扫描齿序作为齿标识。
具体地,当每次扫描的起始点相同,各齿与标识点之间的相对位置不变时,多齿刃具和扫描装置之间相对运动的预设路径决定了多齿刃具中每个齿被扫描的齿序。当历次扫描的预设路径相同时,历次扫描得到的被测齿的扫描齿序也是相同的,因此,可以将扫描齿序作为齿的标识信息。
可见,标识点的作用是作为齿序的起始标识,即齿序基准。标识点应当为多齿刃具的外表面上容易被识别到的点。在实际应用中,为了避免对多齿刃具的外表面进行过多非功能性加工,可以将多齿刃具外表面固有的特殊结构,作为标识点。
例如,为了对多齿刃具进行识别,以区分每一个多齿刃具,还在多齿刃具的外表面设置了多齿刃具的识别标识。如识别标识可以为产品序列号(SN码),即在多齿刃具的外表面设置SN码。其中,多齿刃具的识别标识可以采用不限于采用激光镭射、不同于基体颜色的涂色涂层等方式标识,标识的SN码呈现方式包含但是不限于QR二维码、条形码、字符串等。多齿刃具的识别标识的作用,是用于区分每一个多齿刃具,从而能够根据多齿刃具的识别标识区分测量对象,记录多齿刃具在不同时间的测量信息,便于根据不同时间的测量信息评估多齿刃具的磨损情况。
在多齿刃具的外表面已经设置有识别标识的情况下,可以利用识别标识,将多齿刃具的识别标识作为标识点。此时,由于以多齿刃具的识别标识作为标识点(基准起始点),利用的是多齿刃具已有的结构,不需要为了得到标识点而对多齿刃具额外进行非功能性加工。此时,多齿刃具外表面的识别标识,有两个作用:一是用于区分每个多齿刃具,二是用于作为扫描的基准起始点(齿序的起始标识)。
具体地,从扫描数据中获得与预设路径对应的被测齿的扫描齿序,将扫描齿序作为每个被测齿的标识信息。以髋臼锉为例,如图7所示,以每个切削齿的排屑孔为标志孔,标志孔的孔心坐标作为比对依据。当控制髋臼锉相对于扫描装置运动时,以髋臼锉的SN码为基准起始点,二者之间的运动路径为先沿着θ的正方向(逆时针方向),后沿着Z轴的正方向(由下而上),根据该运动路径对髋臼锉进行扫描,得到多齿刃具的被测齿的扫描齿序。扫描齿序的编排是根据齿相对于基准起始点的相对位置来实现的,而相对位置的判定是基于齿结构的标志物(如髋臼锉的孔心坐标)来实现。在相对运动过程中,每个齿相对于SN码的位置不变,按预设路径扫描,多次扫描时,位置A的齿均为第3个被扫描齿,则可以将位置A的齿标识记为3,并且每次扫描解析的结果位置A的齿标识均为3。
本实施例中,通过采用从相同基准点开始,以及相同预设路径进行扫描的方式,能够使得每次扫描同一多齿刃具的被测齿的扫描齿序相同,从而可以将扫描齿序作为被测齿的识别标识,并且每次扫描每个齿的识别标识是相同的。该方法能够快速解析到被测齿的标识,实现对每个被测齿编号且每个齿的编号在每次扫描结果中是相同的,解决了多齿刃具的每个齿磨损前后对应困难的问题。
在另一个实施例中,从扫描数据中获得每个被测齿的标识信息,包括:基于扫描数据,获取多齿刃具的标识点的位置信息和多齿刃具的每个被测齿的位置信息;其中,标识点设置于多齿刃具的外表面;根据标识点的位置信息以及每个被测齿的位置信息,获取每个被测齿与标识点之间的相对位置关系;根据相对位置关系获得每个被测齿的标识信息。
其中,扫描数据可以是多齿刃具和扫描装置之间相对不动,扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描得到的扫描数据。扫描数据还可以是多齿刃具和扫描装置之间相对运动,扫描装置对多齿刃具的每个被测齿进行扫描得到扫描数据。
其中,多齿刃具的外表面设置有标识点。标识点的作用除用于定位扫描的起始点外,还可以作为一个参考点,还可以作为每个多齿刃具的识别标识。标识点可以为多齿刃具上的一个特殊结构,如多齿刃具外表面的非对称结构。标识点还可以为在多齿刃具某个位置增加的特定标识,如凹槽、凸痕等。标识点还可以为多齿刃具的外表面的识别标识,如SN码。
对于多齿刃具的每个齿来说,无论多齿刃具和扫描装置之间是否运动,每个齿与标识点之间的相对位置关系是不变的。例如,每次测量,在扫描装置和多齿刃具的相对运动过程中,每个齿相对于标识点的相对位置是不变的,基于这一特征,可以根据被测齿与标识点之间的相对位置关系,确定被测齿的标识信息。
具体地,在多齿刃具首次测量时,根据扫描数据,获得根据扫描顺序对应的被测齿的齿序,获取多齿刃具的标识点的位置信息和多齿刃具的每个被测齿的位置信息,根据标识点的位置信息以及每个被测齿的位置信息,获取每个被测齿与标识点之间的第一相对位置关系;将扫描齿序作为齿标识,记录齿标识与第一相对位置关系的映射关系。即基于首次测量的扫描数据,根据扫描齿序,确定每个齿的标识信息,同时记录该标识信息对应的被测齿与标识信息之间的第一相对位置关系。其中,相对位置关系可以根据坐标计算得到的距离、方向和/或坐标。
在后续的每次测量时,基于扫描数据,获得每个被测齿与标识点之间的第二相对位置关系,将第二相对位置关系与第一相对位置关系进行匹配,即可得到每个齿的齿标识。
例如,首次测量根据扫描顺序,位置A的齿为第3个被扫描齿,则可以将位置A的齿标识记为3,同时还记录了该齿与标识点之间的第一相对位置关系(齿信息A1,标识点信息B)。在第二次扫描时,不需要关系扫描顺序,只需要根据扫描数据确定当次测量的齿与标识点之间的第二相对位置关系齿信息A1,标识点信息B),将第二相对位置关系在齿标识与第一相对位置关系的映射关系中进行匹配,确定位置A的齿标识为3。
该方式根据齿与标识点位置不变的这一特点,根据齿与标识点之间的位置关系确定被测齿的标识信息,不需要考虑历次扫描的扫描顺序。
在另一个实施例中,从扫描数据中获得每个被测齿的标识信息,包括:
基于扫描数据,识别多齿刃具每个被测齿的标识特征;多齿刃具的每个齿均设置有标识特征,用于标识多齿刃具的每个齿;根据标识特征,获得每个被测齿的标识信息。
具体地,多齿刃具的每个切削齿的外表面设置了齿的识别特征,用于标识每个齿。一种实施方式中,识别特征可以为齿标识,在多齿刃具的每个齿的外表面,用激光标刻、涂色等方式,设置用于表示齿标识的字符串、条形码或二维码中。对于这种情况,扫描装置包括了照相机,在扫描过程中,照相机以设定频率对多齿刃具拍摄,得到图片。对图片识别外表面的字符串、条形码或二维码,获得齿标识。例如,采用激光标刻、涂色等方式,进行齿序编码1,2,3…n。扫描时,对于扫描数据,识别齿编码,得到齿标识。
本实施中,通过识别多齿刃具的每个齿的外表面的识别特征,得到被测齿的标识信息,无需经过复杂的计算,能够提高处理效率。
在另一个实施例中,多齿刃具的磨损测量方法还包括:从扫描数据获得多齿刃具的识别标识,多齿刃具的识别标识设置于多齿刃具的外表面,用于标识每个多齿刃具;存储识别标识与多齿刃具的每个被测齿的测量信息之间的映射关系。
具体地,多齿刃具由于具有多个切削齿,在磨损量测量方面,存在的困难还包括特定刃具定位困难。在市场流通使用后,往往因刃具种类和数量众多的缘故,导致很难再次定位到该刃具,从而计算特定刃具的磨损量。
为解决特定刃具定位困难的问题,对于每个多齿刃具,还在外表面设置了识别标识,用于标识每一个多齿刃具。在得到多齿刃具的每个齿的标识信息后,建立多齿刃具的识别标识与齿,以及齿与测量信息之间的映射关系。在后续的磨损信息计算时,可以根据多齿刃具的识别标识,查找获得该多齿刃具历史测量的各齿的测量信息。
如识别标识可以为产品序列号(SN码),即在多齿刃具的外表面设置SN码,SN码中包含的信息可能包含该刃具的PN码(产品序列号)、出厂日期等信息。其中,多齿刃具的识别标识可以采用不限于采用激光镭射、不同于基体颜色的涂色涂层等方式标识,标识的SN码呈现方式包含但是不限于QR二维码、条形码、字符串等。如图7所示,SN码采用的是QR二维码,作为该多齿刃具的唯一识别码。
通过在刃具上作一个特殊的标记,测量系统识别这个特殊的标记,从而实现在流通使用磨损后,仍然可以根据多齿刃具的识别标识区分标记该刃具,解决了特定刃具定位困难的问题,便于定位特定刃具前面的测量信息,以计算磨损量。
在另一个实施例中,磨损特征测量值包括:齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓坐标。
具体地,本申请采用非接触式测量的方式,扫描装置的发射器向多齿刃具发射介质,因刃具上结构的差异,从而使得接收到的信号存在差异,通过解析运算,从而推算出刃具的具体结构,实现刃具三维数模的建立和测量计算,最终实现对刃具上特征尺寸的测量运算。其中,磨损特征测量值可以包括齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓坐标。
其中,对于不同形状的齿,齿的刃口的特征尺寸的计算方式不同。以髋臼锉作为被测刃具,以图8所示的齿高作为特征尺寸,通过发射器向被测髋臼锉发射介质,因髋臼锉上齿型结构的差异,从而使得接收到的信号存在差异,通过解析运算,从而推算出刃具的具体结构,实现髋臼锉三维数模的建立和测量计算,并通过如图9的方式进行:
通过扫描建立髋臼锉的三维数模后,在髋臼锉刃口、基体上各取三个及以上取样点,本实施案例取刃尖P1、P2、P3三点,在髋臼锉基体上取Q1、Q2、Q3三点,分别进行拟合,拟合后的刃尖球半径为r刃尖、球心O刃尖及基体球半径R基体、球心O基体,那么特征尺寸取刃高:Sni=|O基体-O刃尖|+r刃尖-R基体。
其中,还可以将齿的刃口轮廓坐标作为磨损特征测量值。以髋臼锉作为被测刃具为例,通过发射器向被测髋臼锉发射介质,因髋臼锉上齿型结构的差异,从而使得接收到的信号存在差异,通过解析运算,从而推算出刃具的具体结构,实现髋臼锉三维数模的建立,将髋臼锉的刃口轮廓坐标作为特征尺寸。直接将磨损前后对应切削齿的刃口轮廓坐标运算而得到单齿的磨损量。
本实施例中,通过充分考虑多齿刃具的齿的特征,将齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓作为磨损特征,使磨损特征得到了量化,方便后续的磨损量计算。
本申请还提供了一种多齿刃具的磨损评估方法,如图10所示,包括:
步骤902,获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,其中,多齿刃具当次测量以及历史测量的每个被测齿的测量信息采用上述各实施例的多齿刃具的磨损测量方法得到。
在测量得到多齿刃具的各齿的测量信息后,可根据实际情况进行磨损评估。具体地,可以在多齿刃具第二次测量及其之后的每次测量完成后,对多齿刃具进行磨损评估。其中,磨损评估是将多齿刃具当次检测的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,评估多齿刃具相对于历史的整体的磨损情况。其中,磨损评估可以是历史磨损情况,也可以是相对磨损情况。当将第一次检测的测量信息作为历史测量信息时,得到的是历史磨损情况。历史磨损情况可用于评价多齿刃具的磨损程度,如评估多齿刃具是否符合工作要求,若不符合工作可及时报废。其中,可以将历史的任意一次测量作为历史测量,得到的是对该次测量的相对磨损情况。相对磨损情况可以用于评价一段时间内刃具的磨损快慢程度。
通常来说,第一次测量是出厂时测量。第二次及其之后的测量,可以是在多齿刃具被使用一段时间后,定期或有需要时所进行的测量。如一段时间该多齿刃具使用频次较高,可以进行一次测量。如通过肉眼观察,多齿刃具的磨损情况较为严重,可以进行一次测量。
步骤904,根据多齿刃具的当次测量的每个被测齿的测量信息,和历史测量的每个被测齿的测量信息,得到多齿刃具的磨损量。
多齿刃具由于具有多个切削齿,在磨损量测量方面,存在的困难还包括:多齿磨损量评估困难。例如,多齿刃具髋臼锉和髓腔锉在制造商出厂时,经成品检验,符合图纸公差要求,但就算是同一批次的多齿刃具髋臼锉和髓腔锉由于制造误差影响,各切削齿的初始尺寸也各不相同。以如图3所示髋臼锉为例,通常由多个切削齿沿着锉体排布,每一个切削齿对应一个不同的磨损量,例如,测量1号切削齿的初始尺寸为S10,在经过一段时间的时候进行第一次测量,测量1号切削齿的尺寸变成了S11,那么可以计算得出1号齿的磨损量ε11=S10-S11,而髋臼锉和髓腔锉切削齿众多,如何评估和衡量整个刃具的磨损量,是个问题。
其中,在多齿刃具的磨损测量阶段,通过多齿刃具的识别标识,解决了特定刃具定位困难的问题。本实施例中,通过综合多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,可以得到多齿刃具的磨损量。该评估方法以每个被测齿当次测量以及历史测量信息为基础,整体评估整个刃具的磨损量。
步骤906,根据多齿刃具的磨损量,得到多齿刃具的磨损评估结果。
根据多齿刃具磨损量,得到多齿刃具的磨损评估结果。其中,磨损评估结果可以是根据历史磨损量评估多齿刃具是否符合工作要求,磨损评估结果还可以是根据相对磨损量,对多齿刃具的使用寿命进行预测。
上述的多齿刃具的磨损评估方法,利用对多齿刃具的每个齿的测量结果,通过对单齿特征尺寸的计算,从而对整个刃具磨损量定量评估,实现精确的测量刃具切削齿的磨损量。进一步的,该评估方法由于能够对整个刃具磨损量定量评估能够,因此,能够为磨钝标准的制定提供参数化的支持,继而实现对多齿刃具寿命的精确管理,提升多齿刃具利用率,降低医疗器械厂商的运营成本。
在另一个实施例中,在获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息的步骤之后,该方法还包括:根据当次测量和历史测量的测量信息中的至少一种,对多齿刃具的被测齿的标识信息采用预设排序规则进行排序,得到多齿刃具的齿序列;根据多齿刃具的齿序列中每个被测齿的磨损特征测量值,得到多齿刃具的多齿测量矩阵。
具体地,为便于不同时间的测量信息间的比较,快速计算多各齿的磨损量,本实施例采用测量矩阵的方式记录多齿刃具的每个齿的测量信息。其中,测量矩阵记录了齿标识以及齿的测量信息的对应关系。其中,测量矩阵中各齿按一定的排序规则排序。
例如,用Sn0表示齿的测量信息,下标n为此刃具第几个齿,第二个下标为刃具在切削后的第几次测量,通常0表示出厂。则首次测量的测量矩阵可以表示为M0=[S10 S20 ……Sn0]。第i次测量的测量矩阵可以表示为Mi=[S1i S2i …… Sni]
对应地,根据多齿刃具当次测量的多齿测量矩阵,和历史测量的多齿测量矩阵,得到多齿刃具的磨损量。
具体地,调取多齿刃具的标识信息对应的初始特征尺寸矩阵M0和磨损后特征尺寸矩阵Mi,并利用评估系统算法计算得到整个刃具历史磨损量Wi0或者相对磨损量Wij(字母W代表整个刃具磨损量,第一个下标为第i此测量,第二个下标为第j次测量,Wij标识整个刃具第i相对于第j次的相对磨损量)。
本实施例中,通过将多齿刃具的被测齿的标识信息采用预设排序规则进行排序,得到多齿刃具的齿序列,进而构建磨损测量矩阵,则方便比较不同时间的各齿的磨损测量计算,计算各齿的磨损量。
在另一个实施例中,根据多齿刃具的当次测量的每个被测齿的测量信息,与历史测量的每个被测齿的测量信息,得到多齿刃具的磨损量,包括:根据多齿刃具的每个被测齿当次测量的磨损特征测量值与历史测量的磨损特征测量值之间的差值,得到多齿刃具的每个被测齿的磨损量;根据多齿刃具的每个被测齿的磨损量,得到多齿刃具的磨损量。
本实施例中,先根据多齿刃具每个不同时间的磨损特征测量值的差值,得到每个齿的磨损量,在从多齿刃具多个齿对应的磨损量进行综合评估,输出多齿刃具整体的磨损量。
具体地,根据多齿刃具的识别标识,得到历史测量的测量矩阵M0=[S10 S20 ……Sn0],以及本次检测的测量矩阵,Mi=[S1i S2i …… Sni]。
根据历史测量矩阵和本次检测矩阵,计算第n个齿的单齿磨损量。
进一步地,以磨损量为横轴自变量,绘制出磨损量和切削齿个数N的关系,磨损量出现的概率应该大致符合类似于正态分布的曲线,如图11所示。
综合评估包括以下方式:
第一种方式,将多齿刃具各被测齿的磨损量中出现次数最多的磨损量,作为多齿刃具的磨损量。具体地,将其中出现最多的磨损量εki作为整体的磨损量,即Wi0=εki。
第二种方式:将多齿刃具各被测齿的磨损量中出现次数最多的前N个磨损量的加权平均值,作为多齿刃具的磨损量,N为正整数。具体地,如将将在某一区间内,例如图中的[εji,εli]中的磨损量平均后作为整体的磨损量:
第三种方式:将多齿刃具各被测齿的磨损量的平均值,作为多齿刃具的磨损量。将平均磨损量作为整个刃具的磨损量:
第四种方式:将多齿刃具各被测齿的磨损量中的最大值,作为多齿刃具的磨损量。例如,将磨损量最大的切削齿作为整个刃具的磨损量:
Wi0=max(ε1i,ε2i,…,εni)
在另一个实施例中,根据多齿刃具的当次测量的每个被测齿的测量信息,与历史测量的每个被测齿的测量信息,得到多齿刃具的磨损量,包括:根据多齿刃具的当次测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到多齿刃具的各被测齿的当次磨损特征测量值的平均值,将当次磨损特征测量值的平均值作为多齿刃具的当次测量的特征测量值;根据多齿刃具的历史测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到多齿刃具的各被测齿的历史磨损特征测量值的平均值,将历史磨损特征测量值的平均值作为多齿刃具的历史测量的特征测量值;根据多齿刃具的当次测量的特征测量值和历史测量的特征测量值的差值,得到多齿刃具的磨损量。
具体地,该方法是将磨损前和磨损后的全切削齿特征尺寸进行分别综合评估后相减。
具体地,根据多齿刃具的识别标识,得到历史测量的测量矩阵M0=[S10 S20 ……Sn0],以及本次检测的测量矩阵,Mi=[S1i S2i …… Sni]。
评估时,先将磨损前和磨损后的全切削齿特征尺寸进行综合评估,得到当次测量的特征测量值,以及历史测量的特征测量值,其中,特征测量值为每次测量的各齿的测量值的平均值:
接着,根据多齿刃具的当次测量的特征测量值和历史测量的特征测量值的差值,得到多齿刃具的磨损量。具体为:
可见,采用平均时,单齿磨损量综合评估法和特征尺寸平均相减法得到结果是一致的。
在另一个实施例中,根据多齿刃具的磨损量,得到多齿刃具的磨损评估结果,具体为:将多齿刃具的磨损量与磨损量阈值进行比较,评估多齿刃具是否符合工作要求,其中,历史测量为出厂时进行的测量或首次使用多齿刃具前进行的测量。
具体地,历史测量为出厂时进行的测量或首次使用多齿刃具前进行的测量。根据历史测量的测量信息以及当次测量的测量信息,计算历史磨损量,历史磨损量用于评估多齿刃具的磨损程度,判断多齿刃具是否符合工作要求。通过对每种多齿刃具的磨损数据进行统计,制定一个接收标准。当历史磨损量数值大于接收标准,则认为磨损,不符合工作要求,淘汰该多齿刃具。结合在具体的业务场景,可以在计算得到历史磨损量后,若确定不符合工作标识,淘汰该多齿刃具。
在另一个实施例中,根据多齿刃具的磨损量,得到多齿刃具的磨损评估结果,包括据多齿刃具的磨损量,预估多齿刃具的使用寿命,其中,历史测量为历史使用后进行的测量。
具体地,将历史使用后进行的测量作为历史测量,根据历史测量的测量信息以及当次测量的测量信息,计算相对磨损量。相对磨损量可用于评价一段时间内刃具的磨损快慢程度,可辅助探究刃具的磨损规律曲线。例如,多齿刃具在7月至9月被频繁地使用,若想知道在这段时间内多齿刃具的磨损速度,可以根据这三个月前历史测量与这三个月后当次测量的数据,计算相对磨损量。相对磨损量的测量目的就是考虑到刀具的磨损现象可能是非线性的。
而通过对一种类型的多个多齿刃具的相对磨损量进行统计,能够为多齿刃具的磨损速度提供参考,建立该类型多齿刃具的寿命曲线,从而可以根据寿命曲线预估多齿刃具的使用寿命。
上述的磨损评估方法,通过计算历史磨损量,实现对整个刃具磨损状况的定量化评判,为磨钝标准的制定提供参数化的支持,继而实现对多齿刃具寿命的精确管理,提升多齿刃具利用率,降低用户运营成本。
其中,磨损评估的计算程序和/或磨损测量的计算程序可通过运算器实现,运算器的分布方式包含但是不限于嵌入式、上位机、计算机集群等,使用的芯片包含但是不限于CPU、DSP、FPGA、STEM32等。一种实施方式中,采用多齿刃具的磨损测量装置进行扫描得到,如图12所示,磨损测量装置的控制器与上位机连接,信号通信通过传输线缆传输至上位机,传输方式包含但是不限于串口通信,信号送入上位机后,在上位机的处理器中进行运算。上位机内的运算器程序保存在磁盘中,运算过程数据保存在RAM中,运算后的结果通过网络传输到远程数据库。
进一步地,磨损评估的计算程序和/或磨损测量的计算程序可保存在只读存储器ROM或者外存储器磁盘硬盘中,运算过程中的数据可能保存在随机存储器RAM中,运算后的结果存储在本地或者远程的外存储器中。外存储器的方式包含但是不限于SSD、Flash、机械硬盘等。一种实施方式中,上位机内的运算器程序保存在磁盘中,运算过程数据保存在RAM中,运算后的结果通过网络传输到远程数据库,如图12所示。上位机60还连接了显示器61,磨损评估结果采用视频、语音、文字等形式进行显示。本实施案例中,磨损评估结果以显示器的方式辅助显示,具体形式包含但是不限于视频、报表、文字等。
本申请还提供一种磨损测量装置,如图12-14,包括:
机架10,扫描装置20,固定机构30和控制器(图未示),其中,扫描装置20安装于机架10上,用于对多齿刃具40的多个被测齿进行扫描。固定机构30,安装于机架10,用于固定被测的多齿刃具40,扫描装置20与固定机构30可相对运动设置。控制器,与扫描装置20和/或固定机构30电连接,控制固定机构30和扫描装置20中的至少一个相对于另一个运动,控制所述扫描装置20在相对运动过程中对多齿刃具40的多个被测齿进行扫描,得到扫描数据,从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息。
其中,机架10用于安装磨损测量装置的各部件。机架10可以包括底座101和支撑杆102,支撑杆102安装于底座101,与底座101垂直。固定机构30可活动地、或固定地安装在底座101上,扫描装置20可活动地、或固定地安装在支撑杆102上,扫描装置20和固定机构30相对设置,二者在外力作用下可相对运动。
具体地,扫描装置20包括了发射器21、接收器22和模数转换器23。发射器21向多齿刃具发射介质,接收器22接收介质,模块转换器23将接收到的模拟号,转化为数字信号,得到扫描数据。其中,模数转换器可以包含放大、降噪、模数转换电路,放大电路将采集的微弱信号进行放大处理,降噪电路去除模拟信号中的噪声信号,模数转换电路将模拟信号转化为数字信号。
控制器与扫描装置20和/或固定机构30电连接,控制固定机构20和扫描装置30中的至少一个相对于另一个运动,控制扫描装置30在相对运动过程中对多齿刃具的多个被测齿进行扫描,得到扫描数据,从扫描数据中获得每个齿的标识信息和磨损信息,根据标识信息和磨损信息,获得每个被测齿的测量信息。
上述的多齿刃具的磨损测量装置,提供了安装扫描装置和固定机构的结构,固定机构用于固定被测的多齿刃具,扫描装置与固定机构可相对运动设置,通过借助机械结构,可对多齿刃具的磨损信息进行精确测量,解决了凭借人员主观感受判断磨钝的问题,整个过程以全自动的方式快速进行,高效智能,不受使用人员的专业水平和经验的限制,同时,结果精确可靠。
在另一个实施例中,如图12-14所示,磨损测量装置还包括校准板50,校准板50安装于机架10上,固定机构30被固定在校准板50上,运动过程中被测的多齿刃具40与校准板50的相对位置保持不变。
具体地,在校准板50上设置有采样点51,采样点51标记颜色不同于校准版颜色,用于系统识别,从而构建局部坐标系,实现其基准校准功能。
具体地,多齿刃具40固定在校准板50上,扫描装置20对固定于校准板20上的多齿刃具40进行扫描,获取多齿刃具在基准坐标系下的坐标数据,基准坐标系是基于校准板构建的。其中,校准板50上可以设置有固定结构,以使多齿刃具能够被固定在校准板上。例如,校准板上设置有槽型结构,用于安装和固定多种夹具,从而装夹多种被测刃具。在整个测量过程中,为测量多齿刃具的每个齿,多齿刃具通常发生运动,而不论多齿刃具如何运动,因为多齿刃具被夹具固定安装在了校准板上,那么在校准版构建的这个基准坐标系中,刃具的相对位置不会发生改变。通过校准板的位置、校准板与多齿刃具间不变得相对位置,即可定位到刃具的空间基准位置。再通过刃具上具体而微的不同的结构反馈,从而感知刃具结构。具体地,扫描装置测量的是刃具结构的绝对坐标,校准板相对于全局坐标系,建立了一个局部坐标系,多齿刃具的基准起始点相对于局部坐标系保持不变,通过被测数据和相对坐标转化,从而计算刃具结构。
具体地,校准板50上设置有采样点51,采样点标记颜色不同于校准版颜色,用于系统识别,从而构建局部坐标系,实现基准校准功能,其中,坐标系可以为柱坐标系或笛卡尔坐标系。基于校准板构建的局部坐标系的类型,可以根据多齿刃具的结构特征确定。如多齿刃具为轴对称结构时,局部坐标系可以为柱坐标系,如多齿刃具为非轴对称结构,局部坐标系可以采用笛卡尔坐标系。
本实施例中,通过将固定机构安装于校准板,利用校准板构建基准坐标系,使每次的扫描数据具有相同的扫描基准,以准确根据前后至少两次扫描数据得到磨损信息。
在另一个实施例中,固定机构30包括固定板31,以及设置在固定板上夹紧结构32。固定板31固定于校准板50,夹紧结构32用于夹持多齿刃具40。
固定机构起到定位作用,用于保证被测刃具相对于局部坐标系有一个正确的位置,限制被测刃具的自由度,一般采用定位销、挡板等。可在校准板50上设有槽型结构,用于安装固定板31,具体固定板上设置有通孔310与校准板上的槽型结构配合,将固定板31与校准板50通过螺丝等方式紧固。固定板31上可设置多种夹紧机构32,从而装夹多种被测刃具。
夹紧机构32用于使被定位的多齿刃具的状态保持不变。夹紧机构32通过固定板31被固定在校准板50上。通过槽型结构限制多齿刃具的轴线和周向运动自由度,通过槽型结构的角度来限制多齿刃具的径向自由度。
具体地,为了快速装夹多齿刃具,如图15所示,夹紧机构32可采用弹性结构。夹紧机构主要包含加压套筒321(上含锥销,用于固定多齿刃具,如图15所示固定的多齿刃具为髋臼锉)、弹簧322、限位套筒323和接头324。限位套筒323用于限制弹簧322位置,从而使弹簧322被压缩,从而提供夹紧力。具体使用方法为先向后拨动加压套筒,装入多齿刃具至接头324卡槽内进行定位,此时弹簧被压缩,松开加压套筒,弹簧受到弹力恢复,恢复后加压套筒向上运动,夹紧多齿刃具。
夹紧机构还可以采用磁吸方案,如图16所示,整个夹紧机构通过固定板31安装在校准板上。夹紧机构主体通过锁定螺钉412固定在固定板31上,夹紧机构主体423上设有磁铁安装槽420和刃具定位槽422。以图16所示的多齿刃具为髋臼锉为例,通过髋臼锉支架卡入刃具定位槽内,实现髋臼锉的定位。可以理解的是,刃具定位槽的具体结构可以根据多齿刃具的结构设计,不限于图16所示的结构。磁铁424安装在磁铁安装槽内420,使得夹紧机构主体拥有磁性,从而对多齿刃具产生磁吸作用,实现对多齿刃具的固定。其中磁铁的形式包含但是不限于钐钴磁铁(SmCo)、钕铁硼磁铁(NdFeB)。
本实施例中,通过固定机构的固定板和夹紧机构,能够使多齿刃具被固定在校准板上,在扫描的运动过程中,刃具的相对位置不发生变化。
在另一个实施例中,如图12-14,以及图17所示,磨损测量装置,还包括:与固定机构30连接的第一驱动机构70以及第二驱动机构80,第一驱动机构70和第二驱动机构80分别与控制器电连接;
控制器用于控制第一驱动机构70驱动固定机构30相对于机架10升降,以及控制第二驱动机构80驱动固定机构30绕自身转轴转动。
为了对刃具实施全切削齿测量,需要使得被测刃具和发射/接收器产生相对运动,相对运动包含直线运动和/或旋转运动。相对运动的实现形式包含但是不限于:刃具运动(包含直线运动或/和旋转运动),发射/接收器固定不动;刃具固定不动,发射/接收器运动(包含直线运动或/和旋转运动);刃具相对运动(包含直线运动或/和旋转运动),发射/接收器相对运动(包含直线运动或/和旋转运动),但是两者之间存在耦合关系;
本实施案例中采用a)方式,即刃具运动(包含直线运动或/和旋转运动),发射/接收器固定不动。由此,本实施案例设定多齿刃具的夹具包含绕轴线的旋转运动和沿着上下的直线运动。
运动控制功能的实现包含机械运动结构实现和控制功能的实现,如上的旋转和直线运动的具体机械结构实施时,第一驱动机构和第二驱动机构包含但是不限于直线电机、旋转电机、旋转电机+丝杆传动副、旋转电机+齿轮传动副等,电机的形式包含但是不限于超声波电机、步进电机、伺服电机等,丝杆传动副包含但是不限于螺纹丝杆、滚珠丝杆等,齿轮传动副包含但是不限于直齿齿轮传动、斜齿尺寸传动、蜗轮蜗杆传动、谐波减速器、行星齿轮传动等,控制功能结构包含但是不限于运动控制卡、伺服驱动器,伺服驱动器可能包含数模转换器、放大器等,控制方式包含但是不限于PID等,控制指令的传输方式一般通过有线或者无线的方式进行。特别的,运动功能的误差补偿方式包含但是不限于光栅补偿等。
本实施案例具体的实施结构示意图如图17所示。第一驱动机构70包括了旋转伺服电机和驱动器,安装在底座的运动桁架上,旋转伺服电机驱动其上的校准板和夹具实现旋转运动,从而实现刃具绕轴线的旋转。机架底部的第二驱动机构包括旋转电机80驱动丝杆81旋转,通过螺旋副传动,使得螺母82轴向运动,继而使得运动桁架83可以沿着机架上的导轨84上下来回运动,运动桁架上的校准板和夹具跟着一起上下运动,从而实现刃具的轴向运动。而在整个过程中,发射器/接收器保持固定不动,刃具和发射器/接收器的相对运动,保证刃具的全切削齿测量。
附加的,整个结构中的机架起到了支撑和固定作用,在支撑架102上设置导轨滑块84,导轨滑块84起到了运动导向和辅助支撑作用,可使用防尘罩等进行防护;丝杆螺母起到了运动转换作用;电机和伺服器的动力和信号传输通过辅助模块实现;支撑座实现了丝杆的支撑,内部结构包含但是不限于轴承、润滑结构等。
上述的多齿刃具的磨损测量装置,可对多齿刃具的磨损信息进行精确测量,解决了凭借人员主观感受判断磨钝的问题,整个过程以全自动的方式快速进行,高效智能,不受使用人员的专业水平和经验的限制,同时,结果精确可靠。
利用上述的多齿刃具的磨损测量方法、多齿刃具的磨损评估方法,以及多齿刃具的磨损测量装置,对多齿刃具进行磨损测量及评估的流程如图18所示,包括以下几个步骤:
1、在多齿刃具制造出厂时,在零件结构上标识以唯一的可读取的SN码,并标刻在刃具的某一位置,可作为测量的起始基准的定位参考,也用于标识齿的齿序,相当于为每个切削齿进行一个编号n,保证在磨损量的计算对象为同一切削齿。
2、在多齿刃具制造出厂时,通过测量装置,通过发射某种介质,介质射向被测量物,并通过传感器接收将模拟信号转化为数字信号,经过一系列的内部运算,测量每个切削齿的特征尺寸Sn0(字母S代表切削齿磨损量的尺寸计算基准,一般为切削齿齿高如图8所示,第一个下标n为此刃具第几个齿,第二个下标为刃具在切削后的第几次测量,通常0表示出厂);
3、将读取的SN码和切削齿特征尺寸数据矩阵M0以对应的形式,存入本地或者远程数据库内;
M0=[S10 S20 …… Sn0]
4、多齿刃具在使用一段时间后,部分或者全部切削齿发生磨损,置入测量系统进行第i次测量;
5、将磨损后的多齿刃具置入测量装置后,通过发射某种介质,介质射向被测量物,并通过传感器接收将模拟信号转化为数字信号,经过一系列的内部运算,获得被测量物信息。具体实施中,先行识别上文所述的唯一SN码,并利用SN码标刻位置,获得齿序;系统自动运动,测量每个切削齿n磨损后第i次测量特征尺寸为Sni,将读取的SN码和切削齿特征尺寸数据矩阵Mi以对应的形式,存入本地或者远程数据库;
Mi=[S1i S2i …… Sni]
6、评估系统调取SN码对应的初始特征尺寸矩阵M0和磨损后特征尺寸矩阵Mi,并利用评估系统算法计算得到整个刃具历史磨损量Wi0或者相对磨损量Wij(字母W代表整个刃具磨损量,第一个下标为第i此测量,第二个下标为第j次测量,Wij标识整个刃具第i相对于第j次的相对磨损量);
7、评估结果显示呈现,供使用人员精确的制定磨钝标准,或者根据已有的磨钝标准,评估刃具是否磨钝,以确定是否符合工作要求。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的多齿刃具的磨损测量方法的多齿刃具的磨损测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个多齿刃具的磨损测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于多齿刃具的磨损测量方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图19所示,提供了一种多齿刃具的磨损测量装置,所述多齿刃具的外表面分布有多个齿,装置包括:
扫描模块1701,用于获取对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据;
解析模块1702,从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息;其中,所述测量信息包括所述被测齿的标识信息和磨损信息,所述标识信息用于区分每个所述被测齿,所述磨损信息用于指示每个所述被测齿的磨损特征测量值。
在另一个实施例中,扫描模块,用于控制所述多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,在相对运动过程中,所述扫描装置对所述多齿刃具的每个被测齿进行扫描,得到扫描数据。
在另一个实施例中,扫描模块,用于以设置于所述多齿刃具的外表面的标识点为基准起始点,控制所述多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个之间按预设路径相对运动。
解析模块,用于从所述扫描数据中获得与所述预设路径对应的所述被测齿的扫描齿序,将所述扫描齿序作为每个所述被测齿的标识信息。
在另一个实施例中,解析模块,用于基于所述扫描数据,获取所述多齿刃具的标识点的位置信息和所述多齿刃具的每个所述被测齿的位置信息;其中,所述标识点设置于所述多齿刃具的外表面;根据所述标识点的位置信息以及所述每个所述被测齿的位置信息,获取所述每个所述被测齿与所述标识点之间的相对位置关系;根据所述相对位置关系获得每个所述被测齿的标识信息。
在另一个实施例中,解析模块,用于基于所述扫描数据,识别所述多齿刃具每个所述被测齿的标识特征;所述多齿刃具的每个齿均设置有标识特征,用于标识所述多齿刃具的每个齿;根据所述标识特征,获得每个所述被测齿的标识信息。
在另一个实施例中,还包括识别模块和存储模块;
识别模块,用于从所述扫描数据获得所述多齿刃具的识别标识,所述多齿刃具的识别标识设置于所述多齿刃具的外表面,用于标识每个多齿刃具;
存储模块,用于存储所述识别标识与所述多齿刃具的每个所述被测齿的测量信息之间的映射关系。
在另一个实施例中,所述磨损特征测量值包括:齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓坐标。
上述多齿刃具的磨损评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的多齿刃具的磨损评估方法的多齿刃具的磨损评估装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个多齿刃具的磨损评估装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于多齿刃具的磨损评估方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图20所示,提供了一种多齿刃具的磨损评估装置,包括:
数据获取模块1801,用于获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,其中,所述多齿刃具当次测量以及历史测量的每个被测齿的测量信息采用上述各实施例的多齿刃具的磨损测量方法得到;
磨损量计算模块1802,用于根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,和所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量;
评估模块1803,用于根据所述多齿刃具的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损评估结果。
在另一个实施例中,多齿刃具的磨损评估装置还包括:数据处理模块,用于根据所述当次测量的所述测量信息和所述历史测量的所述测量信息中的至少一种,对所述多齿刃具的所述被测齿的标识信息采用预设排序规则进行排序,得到所述多齿刃具的齿序列;根据所述多齿刃具的所述齿序列中每个所述被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的多齿测量矩阵。
相应的,所述磨损量计算模块,用于根据所述多齿刃具当次测量的所述多齿测量矩阵,和历史测量的所述多齿测量矩阵,得到所述多齿刃具的磨损量。
在另一个实施例中,磨损量计算模块,包括:
单齿磨损量计算模块,用于根据所述多齿刃具的每个所述被测齿当次测量的所述磨损特征测量值与历史测量的所述磨损特征测量值之间的差值,得到所述多齿刃具的每个所述被测齿的磨损量;
整体磨损量计算模块,用于根据所述多齿刃具的每个所述被测齿的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损量。
在另一个实施例中,整体磨损量计算模块,用于将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中出现次数最多的磨损量,作为所述多齿刃具的磨损量,或用于将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中出现次数最多的前N个磨损量的加权平均值,作为所述多齿刃具的磨损量,所述N为正整数,或,用于将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量的平均值,作为所述多齿刃具的磨损量;或,用于将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中的最大值,作为所述多齿刃具的磨损量。
在另一个实施例中,磨损量计算模块,用于根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的各被测齿的当次磨损特征测量值的平均值,将所述当次磨损特征测量值的平均值作为所述多齿刃具的当次测量的特征测量值;根据所述多齿刃具的所述历史测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的各被测齿的历史磨损特征测量值的平均值,将所述历史磨损特征测量值的平均值作为所述多齿刃具的历史测量的特征测量值;根据所述多齿刃具的所述当次测量的特征测量值和所述历史测量的特征测量值的差值,得到所述多齿刃具的磨损量。
在另一个实施例中,评估模块,用于将所述多齿刃具的磨损量与磨损量阈值进行比较,评估所述多齿刃具是否符合工作要求,其中,所述历史测量为出厂时进行的测量或首次使用所述多齿刃具前进行的测量,或用于根据所述多齿刃具的磨损量,预估所述多齿刃具的使用寿命,其中,所述历史测量为历史使用后进行的测量。
上述多齿刃具的磨损评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图21所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种多齿刃具的磨损测量方法,和/或多齿刃具的磨损评估方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图21中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时上述各实施例的多齿刃具的多齿刃具的磨损测量方法,和/或多齿刃具的磨损评估方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例的多齿刃具的多齿刃具的磨损测量方法,和/或多齿刃具的磨损评估方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例的多齿刃具的多齿刃具的磨损测量方法,和/或多齿刃具的磨损评估方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是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非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.一种多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,所述多齿刃具的外表面分布有多个齿,所述方法包括:
获取对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据;
从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息;其中,所述测量信息包括所述被测齿的标识信息和磨损信息,所述标识信息用于区分每个所述被测齿,所述磨损信息用于指示每个所述被测齿的磨损特征测量值。
2.根据权利要求1所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,所述获取对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描得到的扫描数据,包括:
控制所述多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,在相对运动过程中,所述扫描装置对所述多齿刃具的每个所述被测齿进行扫描,得到所述扫描数据。
3.根据权利要求2所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,所述控制所述多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,包括:
以设置于所述多齿刃具的外表面的标识点为基准起始点,控制所述多齿刃具和扫描装置中的至少一个相对于另一个之间按预设路径相对运动;
相应地,从所述扫描数据中获得每个被测齿的标识信息的方式,包括:
从所述扫描数据中获得与所述预设路径对应的所述被测齿的扫描齿序,将所述扫描齿序作为每个所述被测齿的标识信息。
4.根据权利要求1或2所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,从所述扫描数据中获得每个被测齿的标识信息的方式,包括:
基于所述扫描数据,获取所述多齿刃具的标识点的位置信息和所述多齿刃具的每个所述被测齿的位置信息;其中,所述标识点设置于所述多齿刃具的外表面;
根据所述标识点的位置信息以及所述每个所述被测齿的位置信息,获取所述每个所述被测齿与所述标识点之间的相对位置关系;
根据所述相对位置关系获得每个所述被测齿的标识信息。
5.根据权利要求1所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,从所述扫描数据中获得每个被测齿的标识信息的方式,包括:
基于所述扫描数据,识别所述多齿刃具每个所述被测齿的标识特征;所述多齿刃具的每个齿均设置有标识特征,用于标识所述多齿刃具的每个齿;
根据所述标识特征,获得每个所述被测齿的标识信息。
6.根据权利要求1所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
从所述扫描数据获得所述多齿刃具的识别标识,所述多齿刃具的识别标识设置于所述多齿刃具的外表面,用于标识每个多齿刃具;
存储所述识别标识与所述多齿刃具的每个所述被测齿的测量信息之间的映射关系。
7.根据权利要求1所述的多齿刃具的磨损测量方法,其特征在于,所述磨损特征测量值包括:齿的刃口的特征尺寸,和/或齿的刃口轮廓坐标。
8.一种多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,包括:
获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息,其中,所述多齿刃具当次测量以及历史测量的每个被测齿的测量信息采用如权利要求1至7任一项所述的多齿刃具的磨损测量方法得到;
根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,和所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量;
根据所述多齿刃具的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损评估结果。
9.根据权利要求8所述的多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,在所述获得多齿刃具当次测量的每个被测齿的测量信息,以及历史测量的每个被测齿的测量信息的步骤之后,所述方法还包括:
根据所述当次测量的所述测量信息和所述历史测量的所述测量信息中的至少一种,对所述多齿刃具的所述被测齿的标识信息采用预设排序规则进行排序,得到所述多齿刃具的齿序列;
根据所述多齿刃具的所述齿序列中每个所述被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的多齿测量矩阵;
相应地,所述根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,与所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量,包括:
根据所述多齿刃具当次测量的所述多齿测量矩阵,和历史测量的所述多齿测量矩阵,得到所述多齿刃具的磨损量。
10.根据权利要求8所述的多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,所述根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,和所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量,包括:
根据所述多齿刃具的每个所述被测齿当次测量的所述磨损特征测量值与历史测量的所述磨损特征测量值之间的差值,得到所述多齿刃具的每个所述被测齿的磨损量;
根据所述多齿刃具的每个所述被测齿的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损量。
11.根据权利要求10所述的多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,所述根据所述多齿刃具的每个所述被测齿的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损量,包括以下方式中的任意一种:
第一种:将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中出现次数最多的磨损量,作为所述多齿刃具的磨损量;
第二种:将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中出现次数最多的前N个磨损量的加权平均值,作为所述多齿刃具的磨损量,所述N为正整数;
第三种:将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量的平均值,作为所述多齿刃具的磨损量;
第四种:将所述多齿刃具各所述被测齿的磨损量中的最大值,作为所述多齿刃具的磨损量。
12.根据权利要求8所述的多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,所述根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的测量信息,和所述历史测量的每个被测齿的测量信息,得到所述多齿刃具的磨损量,包括:
根据所述多齿刃具的所述当次测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的各被测齿的当次磨损特征测量值的平均值,将所述当次磨损特征测量值的平均值作为所述多齿刃具的当次测量的特征测量值;
根据所述多齿刃具的所述历史测量的每个被测齿的磨损特征测量值,得到所述多齿刃具的各被测齿的历史磨损特征测量值的平均值,将所述历史磨损特征测量值的平均值作为所述多齿刃具的历史测量的特征测量值;
根据所述多齿刃具的所述当次测量的特征测量值和所述历史测量的特征测量值的差值,得到所述多齿刃具的磨损量。
13.根据权利要求8所述的多齿刃具的磨损评估方法,其特征在于,所述根据所述多齿刃具的磨损量,得到所述多齿刃具的磨损评估结果,包括以下方式中的至少任意一种:
第一种:将所述多齿刃具的磨损量与磨损量阈值进行比较,评估所述多齿刃具是否符合工作要求,其中,所述历史测量为出厂时进行的测量或首次使用所述多齿刃具之前进行的测量;
第二种:根据所述多齿刃具的磨损量,预估所述多齿刃具的使用寿命,其中,所述历史测量为历史使用后进行的测量。
14.一种多齿刃具的磨损测量装置,其特征在于,包括:
机架;
扫描装置,安装于所述机架,用于对多齿刃具的多个被测齿进行扫描;
固定机构,安装于所述机架,用于固定被测的多齿刃具,所述扫描装置与所述固定机构可相对运动设置;
控制器,与所述扫描装置和/或所述固定机构电连接,控制所述固定机构和扫描装置中的至少一个相对于另一个运动,控制所述扫描装置在相对运动过程中对所述多齿刃具的多个被测齿进行扫描,得到扫描数据,从所述扫描数据中获得每个所述被测齿的测量信息。
15.根据权利要求14所述的多齿刃具的磨损测量装置,其特征在于,还包括:
校准板,所述校准板安装于所述机架,所述固定机构被固定在所述校准板上,运动过程中被测的所述多齿刃具与所述校准板的相对位置保持不变。
16.根据权利要求14或15所述的多齿刃具的磨损测量装置,其特征在于,还包括:与所述固定机构连接的第一驱动机构以及第二驱动机构,所述第一驱动机构和所述第二驱动机构分别与所述控制器电连接;
所述控制器用于控制所述第一驱动机构驱动所述固定机构相对于所述机架升降,以及控制所述第二驱动机构驱动所述固定机构绕自身转轴转动。
17.根据权利要求15所述的多齿刃具的磨损测量装置,其特征在于,所述固定机构包括固定板,以及设置在所述固定板上夹紧结构;
所述固定板固定于所述校准板,所述夹紧结构用于夹持所述多齿刃具。
18.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2050909A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-14 | Il Sub Ro | Razor blade |
JP3004884U (ja) * | 1994-06-01 | 1994-11-29 | 正直 川西 | 切削工具用チップ |
US20120079722A1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-04-05 | Elwood Dean Quimby | Six cutting edge featured utility knife blade |
CN105014481A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 哈尔滨理工大学 | 便携式刀具磨损测量仪及采用该测量仪预测刀具剩余使用寿命的方法 |
CN105203025A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-30 | 江苏科技大学 | 基于机器视觉的圆锯片磨损量在线测量方法 |
CN108581635A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-28 | 哈尔滨理工大学 | 一种铣刀侧刃刃口磨损三维检测装置及方法 |
CN109269425A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-01-25 | 湖南泰嘉新材料科技股份有限公司 | 用于带锯条锯齿磨损量检测的系统及方法 |
CN113486475A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-08 | 合肥工业大学 | 一种圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法 |
CN114357653A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-15 | 西北工业大学 | 一种考虑齿面形貌的端齿连接结构装配安装角度优化方法 |
-
2022
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2050909A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-14 | Il Sub Ro | Razor blade |
JP3004884U (ja) * | 1994-06-01 | 1994-11-29 | 正直 川西 | 切削工具用チップ |
US20120079722A1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-04-05 | Elwood Dean Quimby | Six cutting edge featured utility knife blade |
CN105014481A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 哈尔滨理工大学 | 便携式刀具磨损测量仪及采用该测量仪预测刀具剩余使用寿命的方法 |
CN105203025A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-30 | 江苏科技大学 | 基于机器视觉的圆锯片磨损量在线测量方法 |
CN108581635A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-28 | 哈尔滨理工大学 | 一种铣刀侧刃刃口磨损三维检测装置及方法 |
CN109269425A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-01-25 | 湖南泰嘉新材料科技股份有限公司 | 用于带锯条锯齿磨损量检测的系统及方法 |
CN113486475A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-08 | 合肥工业大学 | 一种圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法 |
CN114357653A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-15 | 西北工业大学 | 一种考虑齿面形貌的端齿连接结构装配安装角度优化方法 |
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