CN116689803A - 一种超精密车床的光学对刀方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超精密车床的光学对刀方法和装置，属于机床工件进给运动控制技术领域，包括：在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；更换第一刀具为第二刀具；控制显示屏幕上第二刀具的刀心成像位置与悬浮标记重合，以实现第二刀具的对刀。本发明超精密车床在有换刀需求时，通过控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，实现新刀的对刀，保证了换刀过程中新刀对刀的精度，提高了超精密车床换刀的效率。
Description
技术领域
本发明涉及机床工件进给运动控制技术领域，尤其涉及一种超精密车床的光学对刀方法和装置。
背景技术
机床超精密车削可以达到纳米级的精度，而对刀位置的准确度直接影响了工件加工的表面质量以及面型精度，更换刀具时对刀时间直接影响了加工效率，因此超精密加工过程中快速精准的对刀至关重要。
目前，超精密车削的对刀方法主要有两种：一是试切对刀法，每次试切完成后通过测量切削残留的大小来判断欠切或者过切，根据测量结果计算刀具位置的调整量，调整刀具位置后继续试切，直至无残留或者残留大小符合要求。但是需要多次切削工件，因此需要准备对刀件，而且对刀过程会损耗对刀件，产生多余的耗材；此外，每次换刀后均需反复试切，复杂耗时。二是光学对刀方法，通过光学对刀仪识别刀具轮廓，通过机床坐标计算刀具圆心位置，通过计算刀具与工件之间的距离调整刀具位置，对刀相对准确，但是每次更换刀具都要计算刀具的位置关系，其十分依赖相机夹具的重复定位精度，在对刀时间和精度上仍有优化空间。
因此，亟需提供一种克服上述缺陷的车床对刀方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种超精密车床的光学对刀方法和装置，超精密车床在有换刀需求时，通过控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，实现新刀的对刀，保证了换刀过程中新刀对刀的精度，提高了超精密车床换刀的效率。
第一方面，本发明提供一种超精密车床的光学对刀方法，所述方法包括：
在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
更换所述第一刀具为所述第二刀具；
控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，所述显示屏幕上特定刀具的刀心成像位置的识别过程，包括：
对所述显示屏幕上所述特定刀具的成像图像进行刀具轮廓识别；
基于刀具轮廓识别结果，确定所述显示屏幕上所述特定刀具的刀心成像位置；
其中，所述特定刀具为所述第一刀具或所述第二刀具。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，若所述第一刀具为超精密车床刀架装夹的首个刀具，所述方法还包括：
对所述第一刀具进行对刀。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，采用试切对刀法或传统光学对刀法对所述第一刀具进行对刀。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，对所述第一刀具进行对刀，包括：
在超精密车床的主轴端面装夹圆柱形工件，并控制所述圆柱形工件和超精密车床主轴回转轴线的同轴度大于预设阈值；
调整所述相机位置，使得所述相机垂直于超精密车床主轴轴线方向且所述圆柱形工件的前端面位于所述相机的视窗内；
基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上；
调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀；
调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，所述基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上，包括：
调整所述相机的垂直高度使所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度达到最大，此时所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，所述调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀，包括：
调整所述刀架的高度使所述显示屏幕上所述第一刀具的刀具图像达到最清晰，此时实现所述第一刀具垂直方向的对刀。
根据本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，所述调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀，包括：
将所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段延长至所述显示屏幕的边缘，以生成第一直线；
以所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段的中心为起点，向垂直于所述第一直线且面向刀具的方向绘制第二直线；
控制所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置同时位于所述第一直线和所述第二直线上，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
第二方面，本发明还提供一种超精密车床的光学对刀装置，所述装置包括：
悬浮标记模块，用于在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
刀具更换模块，用于更换所述第一刀具为所述第二刀具；
对刀模块，用于移动所述第二刀具，直至所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合时完成所述第二刀具的对刀。
第三方面，本发明提供一种非暂态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如第一方面所述超精密车床的光学对刀方法。
本发明提供的超精密车床的光学对刀方法和装置，包括：在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；更换所述第一刀具为所述第二刀具；控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。本发明超精密车床有换刀需求时，通过控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，实现新刀的对刀。相比于试切对刀法，本发明新刀对刀过程不需要切削工件，减少了新刀以及对工件的损耗，简化了对刀过程；相比于传统的光学对刀方法，本发明新刀对刀过程着重点在于确定相机显示屏幕上新刀刀心应移动到的位置，不需确定刀具刀心在超精密车床坐标系中的位置，避免了相机坐标系与超精密车床坐标系下新刀轮廓的坐标转化，简化对刀过程，弱化了对刀精度受相机夹具的重复定位的影响；因此本发明提高了换刀过程中刀具对刀的效率以及位置精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明提供的一种光学对刀仪的结构示例图；
图2是本发明提供的超精密车床的光学对刀方法的流程示意图；
图3是本发明提供的超精密车床换刀过程中新刀对刀过程示意图；
图4是本发明提供的相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上时，圆柱形刀件和刀具的成像示意图；
图5是本发明提供的超精密车床刀架上夹持的首个刀具的水平方向对刀过程示意图；
图6是本发明提供的超精密车床的光学对刀装置的结构示意图；
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图；
附图标记：
710：处理器；720：通信接口；730：存储器；740：通信总线。
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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
下面结合图1-图7描述本发明的超精密车床的光学对刀方法和装置。
第一方面，本发明为了实现超精密车床中单点金刚石刀具对刀，尤其是换刀过程中的刀具对刀，提供了一种光学对刀仪，图1为该光学对刀仪的一种结构示例图，如图1所示，所述光学对刀仪包括：相机和夹持部件，其中夹持部件固定于主轴箱上端，相机在夹持部件的夹持下立于超精密车床刀架的上端，使得相机能够以俯视的角度拍摄刀架上装夹的刀具，相机通过数据线连接PC，相机拍摄的刀具图像传输到PC屏幕上。
可想而知，夹持部件的作用是夹持相机使其立于超精密车床刀架的上端，使得相机能够以俯视的角度拍摄刀架上装夹的刀具，因此只要能满足此功能，夹持部件样式以及安装位置可以灵活调整，并非必须与图1所示的夹持部件一致。同样的，相机及其通过数据线连接的PC，也可以替换为集拍摄、数据处理以及显示为一体的相机。
在上述光学对刀仪的基础上，本发明提供一种超精密车床的光学对刀方法，如图2所示，所述方法包括：
S11、在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
S12、更换所述第一刀具为所述第二刀具；
S13、控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
本发明超精密车床有换刀需求时，控制相机保持不动，控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，以实现新刀的对刀。可想而知，超精密车床刀架装夹的首个刀具(刀具更换可追溯到的首个不能通过S11～S13进行对刀的刀具)的对刀位置精度对后续刀具更换过程中新刀的对刀至关重要。通常情况下，超精密车床刀架装夹的首个刀具对刀之后，固定刀架高度，后续刀具更换过程中默认不需要对新刀进行垂直方向的对刀，只需对新刀进行水平方向的对刀(即控制所述显示屏幕新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合)，如果想要进一步提升准确度保留对新刀进行垂直方向的对刀，即在S13之后，调整刀架高度使新刀的成像达到最清晰。
本发明提供的超精密车床的光学对刀方法，超精密车床有换刀需求时，通过控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，实现新刀的对刀。相比于试切对刀法，本发明新刀对刀过程不需要切削工件，减少了新刀以及对工件的损耗，简化了对刀过程；相比于传统的光学对刀方法，本发明新刀对刀过程着重点在于确定相机显示屏幕上新刀刀心应移动到的位置，不需确定刀具刀心在超精密车床坐标系中的位置，避免了相机坐标系与超精密车床坐标系下新刀轮廓的坐标转化，简化对刀过程，弱化了对刀精度受相机夹具的重复定位的影响；因此本发明提高了换刀过程中刀具对刀的效率以及位置精度。
具体的，S11中所述显示屏幕上特定刀具的刀心成像位置的识别过程，包括：
S11.1：对所述显示屏幕上所述特定刀具的成像图像进行刀具轮廓识别；
S11.2：基于刀具轮廓识别结果，确定所述显示屏幕上所述特定刀具的刀心成像位置。
其中，由于超精密车床所使用的刀具的刀尖形状为圆弧，因此S11.2包括：
基于刀具轮廓识别结果，利用霍夫圆算法，确定所述显示屏幕上所述特定刀具的刀心成像位置。
其中，所述特定刀具为所述第一刀具或者所述第二刀具。当然，本发明并不限于霍夫圆算法。
相应的，图3超精密车床换刀过程中新刀对刀过程示意图，默认旧刀为对刀完成状态，换刀前使用相机对旧刀拍摄，通过轮廓识别获取相机显示屏幕下旧刀刀心位置，并作悬浮标记；然后卸下旧刀装夹新刀，再次通过相机拍摄以及相机显示屏幕下新刀刀心实时识别，将新刀中心移动至悬浮标记，并调节刀架高度使将新刀图像调节至清晰，以完成新刀对刀。
具体的，若所述第一刀具为超精密车床刀架装夹的首个刀具，所述方法还包括：
对所述第一刀具进行对刀。
此时，将所述第一刀具的对刀称为超精密车床的首次对刀，其位置精度决定了后续超精密车床刀架上刀具更换过程中新刀对刀的位置精度。
对此，本发明可以采用试切对刀法、传统光学对刀方法以及其它现有对刀方法来完成所述第一刀具的对刀。
考虑到试切对刀法以及传统光学对刀方法的弊端，本发明提供了一种光学对刀方法来完成所述第一刀具的对刀，具体为：
步骤A：在超精密车床的主轴端面装夹圆柱形工件，并控制所述圆柱形工件和超精密车床主轴回转轴线的同轴度大于预设阈值；
步骤B：调整所述相机位置，使得所述相机垂直于超精密车床主轴轴线方向且所述圆柱形工件的前端面位于所述相机的视窗内；
步骤C：基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上；
步骤D：调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀；
步骤E：调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
其中，所述步骤C包括：
调整所述相机的垂直高度使所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度达到最大，此时所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上。
在相机显示屏幕上，圆柱形工件为矩形，圆柱形工件的端面直线段是矩形中面向刀具的边。由于圆柱形工件和主轴同轴，因此调整相机高度使圆柱工件端面直线段长度最大位置时相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上。通俗来讲，不断地调节相机的垂直高度改变相机的成像焦点，并实时计算圆柱形端面直线段的长度，当圆柱形端面直线段长度达到最大时相机成像位置在主轴轴线上。
相应的，图4示例了相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上时(步骤C执行之后)，圆柱形刀件和刀具的成像示意图。
所述步骤D包括：调整所述刀架的高度使所述显示屏幕上所述第一刀具的刀具图像达到最清晰，此时实现所述第一刀具垂直方向的对刀。
第一刀具垂直方向的对刀，相当于调整第一刀具垂直方向到主轴轴心，由于相机的成像位置已经在轴线位置，因此只需调节刀架高度，将位于同一视窗中的刀具图像调至最清晰即可完成刀具垂直方向的对刀。
所述步骤E包括：
将所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段延长至所述显示屏幕的边缘，以生成第一直线；
以所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段的中心为起点，向垂直于所述第一直线且面向刀具的方向绘制第二直线；
控制所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置同时位于所述第一直线和所述第二直线上，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
以所述圆柱形工件的端面直线段的中心为原点，以圆柱形工件的端面直线段延长线为X轴，以垂直于X轴且指向刀具的方向为Z轴，以垂直于X轴和Z轴的方向为Y轴方向，建立所述圆柱形工件的直角坐标系。在步骤C调节完成之后，在显示屏幕对标记第一直线(视为X轴标记)和第二直线(视为Z轴标记)，控制所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置同时位于所述第一直线和所述第二直线上，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
相应的，图5是超精密车床刀架上夹持的首个刀具的水平方向对刀过程示意图，如图5所示，对刀时圆柱形工件与相机保持相对静止，圆柱形工件上的X轴标记和Z轴标记在相机显示屏幕中的位置不可移动。水平移动刀具并实时识别相机显示屏幕中刀心位置，当刀心位置和第一直线重合时，即可完成刀件Z轴进给方向的对刀；当刀心位置与第二直线重合时，即可完成刀件X轴进给方向的对刀。
总之，在超精密车床的首次对刀时，本发明方式需要用到对刀件但不需要切削对刀件，减少了刀具以及对刀件的损耗；避免了相机坐标系和超精密车床坐标系刀具轮廓的坐标对应，简化了对刀过程，节省了时间。在超精密车床换刀过程中，不需要重复新刀的对刀过程，只需在相机不动的情况下扫描旧刀，并在相机显示屏幕上标注旧刀刀心位置，而后移动新刀使其刀心与旧刀刀心位置重合，避免了换刀时新刀的复杂对刀步骤，提高了换刀的效率，并保证了换刀后新刀的位置精度。
第二方面，对本发明提供的超精密车床的光学对刀装置进行描述，下文描述的超精密车床的光学对刀装置与上文描述的超精密车床的光学对刀方法可相互对应参照。图6示例了超精密车床的光学对刀装置的结构示意图，如图6所示，所述装置包括：
悬浮标记模块21，用于在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
刀具更换模块22，用于更换所述第一刀具为所述第二刀具；
对刀模块23，用于移动所述第二刀具，直至所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合时完成所述第二刀具的对刀。
本发明提供的超精密车床的光学对刀装置，超精密车床有换刀需求时，通过控制相机显示屏幕上新刀刀心成像位置与处于对刀完成状况下的旧刀刀心成像位置重合，实现新刀的对刀。相比于试切对刀法，本发明新刀对刀过程不需要切削工件，减少了新刀以及对工件的损耗，简化了对刀过程；相比于传统的光学对刀方法，本发明新刀对刀过程着重点在于确定相机显示屏幕上新刀刀心应移动到的位置，不需确定刀具刀心在超精密车床坐标系中的位置，避免了相机坐标系与超精密车床坐标系下新刀轮廓的坐标转化，简化对刀过程，弱化了对刀精度受相机夹具的重复定位的影响；因此本发明提高了换刀过程中刀具对刀的效率以及位置精度。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述显示屏幕上特定刀具的刀心成像位置的识别过程，包括：
对所述显示屏幕上所述特定刀具的成像图像进行刀具轮廓识别；
基于刀具轮廓识别结果，确定所述显示屏幕上所述特定刀具的刀心成像位置；
其中，所述特定刀具为所述第一刀具或所述第二刀具。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述装置还包括：第二对刀模块，用于：
在所述第一刀具为超精密车床刀架装夹的首个刀具，对所述第一刀具进行对刀。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述装置还包括：所述第二对刀模块，包括第一对刀单元或第二对刀单元；
其中，第一对刀单元，用于采用试切对刀法或传统光学对刀法对所述第一刀具进行对刀。
所述第二对刀单元，包括：
装夹子单元，用于在超精密车床的主轴端面装夹圆柱形工件，并控制所述圆柱形工件和超精密车床主轴回转轴线的同轴度大于预设阈值；
相机位置调整子单元，用于调整所述相机位置，使得所述相机垂直于超精密车床主轴轴线方向且所述圆柱形工件的前端面位于所述相机的视窗内；
相机高度调整子单元，用于基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上；
垂直方向对刀子单元，用于调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀；
水平方向对刀子单元，用于调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，相机高度调整子单元，具体用于：
调整所述相机的垂直高度使所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度达到最大，此时所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，垂直方向对刀子单元，具体用于：
调整所述刀架的高度使所述显示屏幕上所述第一刀具的刀具图像达到最清晰，此时实现所述第一刀具垂直方向的对刀。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，水平方向对刀子单元，具体用于：
第一直线标记子层，用于将所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段延长至所述显示屏幕的边缘，以生成第一直线；
第二直线标记子层，用于以所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段的中心为起点，向垂直于所述第一直线且面向刀具的方向绘制第二直线；
水平方向对刀子层，用于控制所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置同时位于所述第一直线和所述第二直线上，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
第三方面，图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行超精密车床的光学对刀方法，该方法包括：在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；更换所述第一刀具为所述第二刀具；控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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-Only Memory)、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。
第四方面，本发明还提供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，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的超精密车床的光学对刀方法，该方法包括：在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；更换所述第一刀具为所述第二刀具；控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
第五方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的超精密车床的光学对刀方法，该方法包括：在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；更换所述第一刀具为所述第二刀具；控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
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。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，所述方法包括：
在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
更换所述第一刀具为所述第二刀具；
控制所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合，以实现所述第二刀具的对刀。
2.根据权利要求1所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，所述显示屏幕上特定刀具的刀心成像位置的识别过程，包括：
对所述显示屏幕上所述特定刀具的成像图像进行刀具轮廓识别；
基于刀具轮廓识别结果，确定所述显示屏幕上所述特定刀具的刀心成像位置；
其中，所述特定刀具为所述第一刀具或所述第二刀具。
3.根据权利要求1所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，若所述第一刀具为超精密车床刀架装夹的首个刀具，所述方法还包括：
对所述第一刀具进行对刀。
4.根据权利要求3所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，采用试切对刀法或传统光学对刀法对所述第一刀具进行对刀。
5.根据权利要求3所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，对所述第一刀具进行对刀，包括：
在超精密车床的主轴端面装夹圆柱形工件，并控制所述圆柱形工件和超精密车床主轴回转轴线的同轴度大于预设阈值；
调整所述相机位置，使得所述相机垂直于超精密车床主轴轴线方向且所述圆柱形工件的前端面位于所述相机的视窗内；
基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上；
调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀；
调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
6.根据权利要求5所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，所述基于所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度，调整所述相机的垂直高度以使所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上，包括：
调整所述相机的垂直高度使所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段长度达到最大，此时所述相机的成像焦点位于超精密车床主轴轴线上。
7.根据权利要求5所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，所述调整所述刀架的高度，以实现所述第一刀具垂直方向的对刀，包括：
调整所述刀架的高度使所述显示屏幕上所述第一刀具的刀具图像达到最清晰，此时实现所述第一刀具垂直方向的对刀。
8.根据权利要求5所述的超精密车床的光学对刀方法，其特征在于，所述调整所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置，以实现所述第一刀具水平方向的对刀，包括：
将所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段延长至所述显示屏幕的边缘，以生成第一直线；
以所述显示屏幕上所述圆柱形工件的端面直线段的中心为起点，向垂直于所述第一直线且面向刀具的方向绘制第二直线；
控制所述显示屏幕上所述第一刀具的刀心成像位置同时位于所述第一直线和所述第二直线上，以实现所述第一刀具水平方向的对刀。
9.一种超精密车床的光学对刀装置，其特征在于，所述装置包括：
悬浮标记模块，用于在需要将超精密车床刀架上的第一刀具更换为第二刀具时，在相机的显示屏幕上对所述第一刀具的刀心成像位置做悬浮标记；
刀具更换模块，用于更换所述第一刀具为所述第二刀具；
对刀模块，用于移动所述第二刀具，直至所述显示屏幕上所述第二刀具的刀心成像位置与所述悬浮标记重合时完成所述第二刀具的对刀。
10.一种非暂态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如权利要求1至8任一项所述超精密车床的光学对刀方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310842280.XA CN116689803A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种超精密车床的光学对刀方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310842280.XA CN116689803A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种超精密车床的光学对刀方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116689803A true CN116689803A (zh) | 2023-09-05 |
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ID=87834064
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310842280.XA Pending CN116689803A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种超精密车床的光学对刀方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116689803A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117020245A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种基于小后角尖刃金刚石车刀纵向切深的对刀方法 |
-
2023
- 2023-07-10 CN CN202310842280.XA patent/CN116689803A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117020245A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种基于小后角尖刃金刚石车刀纵向切深的对刀方法 |
| CN117020245B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-01-12 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种基于小后角尖刃金刚石车刀纵向切深的对刀方法 |
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