CN211014059U - 一种刀具刃口钝化检测用载物台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刀具刃口钝化检测用载物台，包括基座；转台，所述转台设置于基座下方，且转台连接有驱动装置，所述驱动装置用于带动转台转动；固定装置，所述固定装置上固定有待测刀具，所述固定装置设置于基座上方，且固定装置沿基座在X轴方向进行水平运动；图像采集装置，所述图像采集装置设置于基座侧部，所述图像采集装置与待测刀具垂直，当所述固定装置沿基座水平运动或者随转台转动时，所述图像采集装置用于采集待测刀具在不同物距或不同角度时的刃口图像。本实用新型通过转台以及基座，实现了照相时，待测刀具的水平运动以及圆周运动，进而采集不同角度以及物距时的刃口方向，便于刀具刃口三维图像的模拟，提高精度。

Description

一种刀具刃口钝化检测用载物台

技术领域

本实用新型属于刀具钝化测量技术领域，具体涉及一种刀具刃口钝化检测用载物台。

背景技术

刀具钝化技术主要用于减少或消除刀具刃磨后切削刃表面的微观缺陷以及在切削刃上产生一个确定的倒圆，从而提高刀具在加工过程中的可靠性。研究表明，钝化圆角对切削过程中刀具的切削力、切削温度和工件材料变形以及工件加工表面质量等具有重要影响。

近年来，刀具钝化技术发展迅速，刀具钝化后其可加工性能得到明显改善。首先，具有高质量的刀具钝化表面为随后进行的涂层操作提供了质量保证；其次，钝化产生的圆角不仅能够提高切削加工过程中刀具加工的稳定性、减少切削刃上的微观缺陷，而且较大的钝化圆角有助于涂层的吸附以及刀具使用寿命的提高高精密的切削刀具经过钝化后可以大大延长其使用寿命，如何对刀具刃口钝化半径测量一直是企业的面临的难点。

传统上的测量方式是是使用接触式三坐标测量仪进行钝化半径测量，但存在了以下几个缺点：

1、测头易磨损，所以，为了维持一定的精度，需要经常校正球形测头的直径；不当的操作容易损害被测件某些重要部位的表面精度；

2、检测一些内部元件有先天的限制，如测量内圆直径，触发测头的直径必定要小于被测内圆直径，被测件内部不易测量处是测量的死角；

3、对三维曲面的测量，产生较大的计算误差；

4、接触测头在测量时，测头的接触力将使测头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数；

5、因为接触面积与被测件表面的几何形状有关，即使测量接触力保持一定，测量压力并不能保证一定。

近年来，随着视觉传感技术和图像处理技术的快速发展，视觉测量技术已经日渐成熟，并逐步成为一种相对流行的非接触测量方法。相对于接触式测量，机器视觉具有非接触性、实时性、灵活性和精确性等特点，这是传统检测方式无法相比的。

机器视觉技术因其非接触、高精度、高效率而广泛应用在各行各业，早期的机器视觉测量主要基于二维技术，虽然可以实现刀具部分功能测量，但却无法对刀具的钝化半径进行测量，而三维检测却可以弥补二维检测的不足。从二维图像到三维深度的恢复一直研究的热点，相比于二维图像，三维图像更能够准确的反映真实世界的信息，能恢复切削刃口的三维形貌，能完成切削刃口倒圆半径检测。传统的深度恢复方法很多，可分为主动法和被动法，主动法通过主动控制光源的光照方式,分析光线投射在物体表面上所形成的不同模式，得到物体的三维模型。如激光扫描法、结构光法、阴影法等。这种方法的优势是可以得到物体精确的表面细节特征。但其成本很高，操作不便,还需要进行复杂的后期处理(如面片拼接、删除散乱点、模型补洞等)。并且，由于这种方式通常需要使用较强的光源，对于被重建物体会造成一定损害，限制了其应用范围。被动法并不直接控制光源，而通过被动地分析图像中各种特征信息，逆向地重建出物体的三维模型，这种方法对光照要求不高，成本较低，操作简单。

基于亮度的建模(shape from illumination)通过分析物体多个视角下图像中亮度特征的一致性关系，恢复出其表面的深度信息，并得到其三维几何模型，然而，亮度法要求物体基本满足朗伯表面的假设,这使得其无法应用于重建透明、金属、瓷器等包含大量高光、反射信息的物体。同时，缺少表面纹理变化、重复的表面纹理会增加亮度匹配的误匹配率，使得该方法的鲁棒性与灵活性较低。

基于运动的建模的建模精度较低，通常应用于对物体结构的感知，无法获取细节信息。

基于纹理的建模(shape from texture)通过分析单张图像中物体表面重复纹理单元的大小、形状，恢复出物体的法向、深度等信息，并得到三维几何模型。然而，纹理法仅适用于表面具有规则纹理物体的建模,此类物体并不具有普遍性。

基于变焦的建模方法通过分析相机焦距、光圈与图像清晰度之间的关系，恢复出物体的深度，变焦法需要在采集图像的过程中改变相机的焦距、光圈等设置，操作复杂，并且与亮度法类似，对于包含纹理信息较少的物体，建模效果比较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种刀具刃口钝化检测用载物台，可以对待测量刀具进行固定以及对其固定位置进行三维方向的调整，从而实现对待测量刀具刃口处不同位置图片信息的采集。

为了实现上述效果，本实用新型采用以下技术方案：

一种刀具刃口钝化检测用载物台，包括：

基座；

转台，所述转台设置于基座下方，且转台连接有驱动装置，所述驱动装置用于带动转台转动；

固定装置，所述固定装置上固定有待测刀具，所述固定装置设置于基座上方，且固定装置沿基座在X轴方向进行水平运动；

图像采集装置，所述图像采集装置设置于基座侧部，所述图像采集装置与待测刀具垂直，当所述固定装置沿基座水平运动或者随转台转动时，所述图像采集装置用于采集待测刀具在不同物距或不同角度时的刃口图像。

第一，与现有技术相比，其通过转台以及基座，实现了照相时，待测刀具的水平运动以及圆周运动，进而可以采集不同角度以及物距时的刃口方向，便于刀具刃口三维图像的模拟，提高三维模拟的精度。

本技术方案中，载物台还可以夹持其它小部件，进而为三维图像的构建，提供了装置，实现了圆周以及水平多个角度的图像采集。

本技术方案中，由于图像采集装置与待测刀具垂直设置，进而能够采集到侧面精准的照片，尤其是加工的刀具，其刃口较小，如果直接正对拍照，则刃口拍的不清楚，效果不以实现。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座上表面设置有第一滑道，所述固定装置形成滑块，所述滑块沿所述第一滑道水平运动。

直接通过固定装置形成滑块，无需单独的滑块，进而节省空间。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一滑道两端分别设有定位块，所述定位块为L型结构，所述L型结构的横边靠近第一滑道内侧设置。

效果：进而较长的设置于外侧，一方面实现定位，另外一方面，能够使得滑道形成封闭区域，避免其他杂质或者设备掉入其内，影响滑动。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定装置上固定连接有夹持装置，所述夹持装置用于夹持待测刀具，且所述待测刀具的刃口靠近图像采集装置设置。

通过采用现有的夹持装置，进而能够夹持住刀具，避免刀具掉落，实际使用中，刀具夹持装置比较常见，且连接方式多种多样，容易实现。

作为本实用新型的进一步改进，所述转台上设置有法兰，所述转台与基座通过法兰固定连接。

法兰连接，确定基座与转台外周多个位置连接，进而连接稳固，同时，能够带动转动。

作为本实用新型的进一步改进，还包括底座，所述底座设置于转台底部。

增加底座，稳定性好。

作为本实用新型的进一步改进，所述图像采集装置包括相机和照明灯，所述照明灯设置于相机的外周，用于相机拍照时的补光，所述相机与照明灯均固定于相机支座上。

作为本实用新型的进一步改进，还包括第二滑道，所述第二滑道上设置有相机支座，且所述相机支座沿所述第二滑道，在Y轴方向进行水平运动。

增加第二滑道，实现相机的Y轴方向调整，进而实现相机本身的位置调整。

作为本实用新型的进一步改进，还包括与第二滑道垂直的第三滑道，所述第二滑道底部沿所述第三滑道在Z轴方向进行垂直运动。

通过第三滑道，实现相机的高度调整。

作为本实用新型的进一步改进，所述相机支座上还设有相机旋转按钮，所述相机旋转按钮用于控制所述相机的旋转。

通过旋转相机，实现相机焦距的调整，方便拍出清晰的照片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本方实用新型的刀具刃口钝化检测用载物台，可将待测刀具进行固定，实现对待测刀具以及图像采集装置的位置进行三维方向的调节，使其刃口处的图像清晰地展现在图像采集装置的视场角以及景深范围内，极大的方便了对待测刀具刃口处图像的采集，便于对刀具刃口处的钝化情况进行观察研究。

附图说明

图1为本实用新型的刀具载物台的主视结构示意图；

图2为本实用新型的刀具载物台的左视结构示意图；

图3为本实用新型的刀具载物台的俯视结构示意图；

图4为本实用新型提供的定位块的结构示意图；

图中：

2、转台；3、法兰；4、图像采集装置；5、相机；6、固定装置；601、夹持装置；7、基座；8、第一滑道；9、照明灯；10、待测刀具；11、第二滑道；12、相机旋转按钮；15、第一旋转手柄；16、第二旋转手柄； 18、定位块；19、底座；20、第三滑道。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型创造和简化描述，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实用新型创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1

参考图1-3，本实施例的一种刀具刃口钝化检测用载物台，包括基座 7，以及设置于基座7下方的转台2，转台2连接有驱动装置，通过驱动装置驱动转台2转动，驱动装置可以采用电机。还包括设置于基座7上方的固定装置6，所述固定装置6上固定有待测刀具10，所述固定装置6 沿基座7在X轴方向进行水平运动；

图像采集装置4，所述图像采集装置4设置于基座7侧部，所述图像采集装置4与待测刀具10垂直，当所述固定装置6沿基座7水平运动或者随转台2转动时，所述图像采集装置4用于采集待测刀具在不同物距或不同角度时的刃口图像。

第一，与现有技术相比，其通过转台以及基座，实现了照相时，待测刀具的水平运动以及圆周运动，进而可以采集不同角度以及物距时的刃口方向，便于刀具刃口三维图像的模拟，提高三维模拟的精度。

第二，本技术方案中，载物台还可以夹持其它小部件，进而为三维图像的构建，提供了装置，实现了圆周以及水平多个角度的图像采集。

第三，本技术方案中，由于图像采集装置与待测刀具垂直设置，进而能够采集到侧面精准的照片，尤其是加工的刀具，其刃口较小，如果直接正对拍照，则刃口拍的不清楚，效果不以实现。

实施例2

参照附图1-2所示，本实施例中，重点介绍如何实现待测刀具10位移的改变。

具体地，在基座7上表面设置有第一滑道8，所述固定装置6形成滑块，所述滑块沿所述第一滑道8水平运动。

本实施例中，第一滑道8以及滑块可以参照现有常用的滑动滑块实现移动来实现；同时，本实施例中的改进为，将固定装置6底部直接形成沿第一滑道8滑动的滑块，无需单独的滑块，进而节省空间。

参照附图1以及4所示，在第一滑道8两端分别设有定位块18，以实现第一滑道8内的定位以及滑块滑动时的限位。具体地，定位块18为 L型结构，所述L型结构的横边靠近第一滑道8内侧设置。

本实施例中，定位块18中，较长的一侧(也就是L型结构的垂直面) 设置于外侧，一方面实现定位，另一方面，能够使得第一滑道8形成封闭区域，避免其他杂质或者设备掉入其内，影响滑动。

作为本实用新型的进一步改进，在所述固定装置6上固定连接有夹持装置601，所述夹持装置601用于夹持待测刀具10，且所述待测刀具的刃口靠近图像采集装置设置。

通过采用现有的夹持装置，进而能够夹持住刀具，避免刀具掉落，实际使用中，刀具夹持装置比较常见，且连接方式多种多样，容易实现。

具体地，夹持装置601以及固定装置6可以参照授权专利 201320846334.1的方案，其通过在夹持体的侧面设有多个刀具安装孔，每个所述刀具安装孔的上端设有至少两个穿出所述夹持体上端面的螺纹孔，所述螺纹孔上穿装有压紧螺栓实现夹持。

当然，固定装置以及夹持装置还可以参照现有的授权专利 201620215589.1，一种刀具夹持装置，包括安装座，该刀具夹持装置还包括固定套、驱动件、两个转轴以及两个夹持件，该固定套设有用以套接一刀具的套接部，该驱动件包括驱动本体以及与该驱动本体活动连接的驱动轴，该驱动本体装设在该安装座上，该两个转轴装设于该安装座且相对设置，每个夹持件套设在相应的转轴上且每个夹持件的一端与该驱动轴转动连接，该两个夹持件能够在该驱动本体驱动该驱动轴做伸缩运动时绕相应的转轴转动，从而相互靠近以夹紧该固定套进而夹持刀具，或相互远离以释放该固定套进而释放刀具。

为了固定连接，还在转台2上设置有法兰3，所述转台2与基座7 通过法兰3固定连接。通过增加法兰3连接，确定基座7与转台2外周多个位置连接，进而连接稳固，同时，能够带动转动。

本实施例中，还包括底座19，所述底座19设置于转台2底部。

本技术方案中，增加底座19，稳定性好。

实施例3

参照附图2所示，本实施例中的所述图像采集装置4包括相机5和照明灯9，所述照明灯9设置于相机4的外周，用于相机4拍照时的补光，所述相机4与照明灯9均固定于相机支座上。

本实施例中，还包括第二滑道11，所述第二滑道11上设置有相机支座，且所述相机支座沿所述第二滑道11，在Y轴方向进行水平运动。

增加第二滑道11，实现相机的Y轴方向调整，进而实现相机本身的位置调整。

作为本实用新型的进一步改进，还包括与第二滑道11垂直的第三滑道20，所述第二滑道11底部沿所述第三滑道20在Z轴方向进行垂直运动。

通过第三滑道20，实现相机的高度调整。

进一步地，所述相机支座上还设有相机旋转按钮12，所述相机旋转按钮用于控制所述相机的旋转。

通过旋转相机，实现相机焦距的调整，方便拍出清晰的照片。

本实用新型中的载物台，用于固定待测刀具10，并且可以对待测刀具10的位置进行微调，使其刃口处的图像清晰地展现在图像采集装置4 处，具体的，将待测刀具10固定于夹头6上，将夹头固定于移动装置7 上，移动装置7设置于转台2上，实现对待测刀具10的固定。

结合图3，所述图像采集装置4沿第二滑道11在Y轴方向移动，还包括用于所述图像采集装置移动的第三滑道20，所述第二滑道11置于图像采集装置4左侧，所述图像采集装置4沿第三滑道20竖直方向移动，所述图像采集装置4通过转动第一旋转手柄15在第二滑道11上实现移动，所述图像采集装置4通过转动第二旋转手柄16在第三滑道20上实现移动。其上下左右移动的实现利用丝杠原理，通过摇动旋转手柄来实现，属于现有技术，本实施例对此不作要求。

在图像采集装置4上设置有第二滑道以及第三滑道，可使图像采集装置4在竖直方向上的移动，实现了对于待测刀具三维空间上的照片采集。

另外，本实用新型中的图像采集装置4还可实现前后移动，通过在图像采集装置4内设置一电机，通过电机控制其实现图像采集装置4的前后移动。

本方案的载物台，其使用操作方法如下：将待测刀具10固定在夹持装置601上(所述夹持装置601可以采用现有夹头，顺时针或逆时针转动夹头前方的松紧调节环，来实现对待测刀具10的固定)，将转台上的转盘法兰3转动至水平方向，确保CCD相机5的聚焦口对准待测刀具10 的刀刃处，相机与待测刀具10之间的距离可通过转动相机旋转按钮12, 来进行调节(通过转动图像采集装置4侧面的第一旋转手柄15来实现图像采集装置4的左右移动，通过转动图像采集装置4顶部的第一旋转手柄15来实现图像采集装置4的上下移动，其移动原理采用现有机械丝杠原理实现)，对于待测刀具10刀刃图像采集部位也可通过对移动装置7 的微调来实现(通过手动推动，使得移动装置7沿第一滑道8前后移动，来调节待测刀具刀刃图像采集的部位)，此外，通过转动夹头旋转按钮 14，来启动控制电机，进而带动夹头转动，实现对待测刀具进行旋转，便于观察。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，包括：

基座；

转台，所述转台设置于基座下方，且转台连接有驱动装置，所述驱动装置用于带动转台转动；

固定装置，所述固定装置上固定有待测刀具，所述固定装置设置于基座上方，且固定装置沿基座在X轴方向进行水平运动；

图像采集装置，所述图像采集装置设置于基座侧部，所述图像采集装置与待测刀具垂直，当所述固定装置沿基座水平运动或者随转台转动时，所述图像采集装置用于采集待测刀具在不同物距或不同角度时的刃口图像。

2.根据权利要求1所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述基座上表面设置有第一滑道，所述固定装置形成滑块，所述滑块沿所述第一滑道水平运动。

3.根据权利要求2所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述第一滑道两端分别设有定位块，所述定位块为L型结构，所述L型结构的横边靠近第一滑道内侧设置。

4.根据权利要求1所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述固定装置上固定连接有夹持装置，所述夹持装置用于夹持待测刀具，且所述待测刀具的刃口靠近图像采集装置设置。

5.根据权利要求1所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述转台上设置有法兰，所述转台与基座通过法兰固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，还包括底座，所述底座设置于转台底部。

7.根据权利要求1所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述图像采集装置包括相机和照明灯，所述照明灯设置于相机的外周，用于相机拍照时的补光，所述相机与照明灯均固定于相机支座上。

8.根据权利要求7所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，还包括第二滑道，所述第二滑道上设置有相机支座，且所述相机支座沿所述第二滑道，在Y轴方向进行水平运动。

9.根据权利要求7所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，还包括与第二滑道垂直的第三滑道，所述第二滑道底部沿所述第三滑道在Z轴方向进行垂直运动。

10.根据权利要求8所述的一种刀具刃口钝化检测用载物台，其特征在于，所述相机支座上还设有相机旋转按钮，所述相机旋转按钮用于控制所述相机的旋转。

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