CN219053116U - 一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，包括高压气腔体、圆周气幕块、补光灯珠孔、摄像头固定通孔、真空抽取管、高压吹气管、连接杆、回复弹簧和定位线圈。本实用新型通过外侧排液、内侧吹液、中心抽液的三重排液结构设计，确保可将待检测区域的冷却液完全排除，进而保证摄像头对锯齿的检测精度；同时，本实用新型的排液、吹液、抽液过程中，全程无任何部件抵触锯片，因此不会对锯片表面造成划伤等损害；本实用新型提出的装置可作为自动磨齿机的重要组成部分，为自动磨齿机增加闭环反馈控制奠定了基础，可提升自动磨齿机对锯齿的修磨精度。

Description

一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置

技术领域

本实用新型涉及一种锯齿摄像装置，尤其是涉及一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置。

背景技术

在制造业的实际工作中，经常需要对板材、铸铁、玻璃、石材、塑料等材料进行切割。切割工序与车、铣、刨、磨、钳等工序一样，是制造业的基础性作业。圆锯片(简称“锯片”)是切割工序中的常用工具。锯片由中心基体和外缘锯齿组成。工作时锯片高速旋转，然后通过位于锯片边缘的锯齿实现对材料的切割。

自动磨齿机是圆锯片生产与使用相关行业的常用设备，可利用砂轮作为磨具对锯片齿形进行加工。磨齿机伴随着锯片的全生命周期：锯片生产时，其最后一道工序为开齿，即在锯片边缘磨齿一定形状的锯齿；锯片每使用一段时间后，锯片边缘的锯齿会变钝，此时需要自动磨齿机对锯齿进行修磨，以保持锯齿的锋利。

圆锯片的锯齿齿形有很多种，包括圆弧齿、狼牙齿、三角齿、高低齿、倒角齿等。每种锯齿齿形的锯齿参数是非常重要的，因为锯齿参数直接关系到锯片寿命、切割效率、切割精度、切割能耗等性能指标。

现在市面上的自动磨齿机在锯齿修磨过程中无法对齿形参数进行在线实时检测：由于锯齿修磨过程会散发大量热量，为避免热量导致的高温对圆锯片造成伤害，通常会使用皂角液等冷却液对其进行散热，因而修磨过程中圆锯片各处都会覆盖或残留大量冷却液，导致激光、图像等检测方式都无法精确地检测锯齿齿形参数。现在的常规做法是，等锯齿修磨完以后，将圆锯片拆卸下来，然后再使用图像检测仪、三坐标测量仪等工具进行离线式测量。

由于无法对锯齿齿形参数进行在线实时检测，因此自动磨齿机的锯齿修磨过程也就无法形成闭环反馈控制，这就意味着，自动磨齿机无法根据圆锯片的实际情况进行自适应磨齿调整(如调整磨齿进刀量、磨齿进刀速度等)，因而也就无法保证锯齿修磨精度。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，该装置可通过锯齿拍摄与图像处理方式在线识别锯齿参数，且该装置通过三重排液结构设计，排除冷却液进入被拍摄的锯齿区域，从而确保锯齿齿形参数检测的准确性。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，所述锯齿摄像装置包括高压气腔体、圆周气幕块、补光灯珠孔、摄像头固定通孔、真空抽取管、高压吹气管、连接杆、回复弹簧和定位线圈，所述高压气腔体与圆周气幕块相连通，所述摄像头固定通孔设置在高压气腔体及圆周气幕块的中心位置，所述补光灯珠孔位于圆周气幕块底部；所述真空抽取管、高压吹气管均贯穿高压气腔体和圆周气幕块，且分别安装在摄像头固定通孔两侧；所述连接杆设置在高压气腔体上方，连接杆两端通过过盈配合方式分别与固定真空抽取管和高压吹气管固定；所述回复弹簧安装在高压气腔体上部腔壁内，且与真空抽取管同轴安装；定位线圈安装在高压气腔体上部腔壁内，且与高压吹气管同轴安装。

作为优选，所述高压气腔体和圆周气幕块为底面直径相同的两圆柱体，且两者同轴安装。

作为优选，所述高压气腔体中心内开设一个环绕着摄像头固定通孔的环形空腔，高压气腔体两侧壁面各开设一个进气孔。

作为优选，所述圆周气幕块上半部分开设有围绕摄像头固定通孔外围圆周分布的若干个圆柱形通孔，且圆柱形通孔与高压气腔体环形空腔连通；圆周气幕块下半部分开设一个环形通孔，环形通孔的截面为倾斜结构。

作为优选，所述补光灯珠孔设置在圆周气幕块底部表面，且环绕摄像头固定通孔圆周外侧均匀分布。

作为优选，高压吹气管底部高于真空抽取管底部0.5毫米到1毫米。

作为优选，与定位线圈相对应部分的高压吹气管外面套有一层金属外管，且金属外管高度与定位线圈相等。

作为优选，真空抽取管底部设有抽取口，所述抽取口外形为台阶状，所述抽取口包括第一台阶线和第二台阶线，第一台阶线和第二台阶线宽度值相等。

作为优选，第一台阶线和第二台阶线的宽度为1毫米到3毫米。

本实用新型的有益效果在于：

(1)工作可靠性高：通过外侧排液、内侧吹液、中心抽液的三重排液结构设计，确保可将待检测区域的冷却液完全排除，进而保证检测精度；

(2)对锯片无损伤：由于排液、吹液过程是由气体完成，抽液过程由真空吸取，且全程无任何部件抵触锯片，因此不会对锯片表面造成划伤等损害；

(3)推广性好：本实用新型结构简单，成本低廉，所需的气源、真空泵等也均为锯片厂家内常备设备，因此本实用新型有较好的推广性。

(4)本实用新型提出的装置可作为自动磨齿机的重要组成部分，为自动磨齿机增加闭环反馈控制奠定了基础，可提升自动磨齿机对锯齿的修磨精度。

附图说明

图1是本实用新型的部分剖面结构示意图一；

图2是本实用新型的部分剖面结构示意图二；

图3是本实用新型的剖面图；

图4是本实用新型的工作原理图；

图5是本实用新型真空抽取管底部的结构示意图；

图6是本实用新型锯齿参数标尺的计算方法示意图；

图7是本实用新型在实际使用时的布置结构示意图；

图示说明：1、高压气腔体，1a、高压气腔体进气孔，2、圆周气幕块，2a、圆柱形通孔，2b、环形通孔，3、补光灯珠孔，4、摄像头固定通孔，5、真空抽取管，5a、抽取口，5b、第一台阶线，5c、第二台阶线，6、高压吹气管，6a、金属外管，7、连接杆，8、回复弹簧，9、定位线圈，10、本实用新型装置整体装配体，11、圆锯片，12、砂轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型所要保护的范围并不限于此。

参照图1-3，一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，所述锯齿摄像装置包括高压气腔体1、圆周气幕块2、补光灯珠孔3、摄像头固定通孔4、真空抽取管5、高压吹气管6、连接杆7、回复弹簧8和定位线圈9。

高压气腔体1与圆周气幕块2都呈圆柱状，且两者中心均设一个圆柱形的摄像头固定通孔4；同时，高压气腔体1底面直径与圆周气幕块2底面直径相同，且两者同轴安装。高压气腔体1中心内开设一个环绕着摄像头固定通孔4的环形空腔，高压气腔体1两侧壁面各开设一个进气孔(高压气腔体进气孔)1a；圆周气幕块2上半部分开设有围绕摄像头固定通孔4外围圆周分布的若干个圆柱形通孔2a，且圆柱形通孔与高压气腔体环形空腔连通；圆周气幕块2下半部分开设一个环形通孔2b，环形通孔的截面是倾斜的，以便于气体倾斜地向外喷射；圆周气幕块2底部表面，环绕摄像头固定通孔4圆周外侧均匀分布着若干个补光灯珠孔3，可安装摄像头补光灯，便于拍摄清晰的图像。

本实用新型中，真空抽取管5、高压吹气管6均贯穿高压气腔体1和圆周气幕块2，且在同一直线分别安装在摄像头固定通孔4两侧，同时，高压吹气管6底部高于真空抽取管5底部0.5毫米到1毫米；连接杆7固定于高压气腔体1上方，其两侧固定孔以过盈配合方式分别固定真空抽取管5和高压吹气管6；回复弹簧8安装在高压气腔体1上部腔壁内，且与真空抽取管5同轴安装；定位线圈9安装在高压气腔体1上部腔壁内，且与高压吹气6管同轴安装；高压吹气管6材质为非金属材质，与定位线圈9相对应部分的高压吹气管6外面套有一层金属外管6a，且金属外管6a高度与定位线圈9相等；初始状态下，定位线圈9与金属外管6a持平。

本实用新型装置通过电机驱动，电机通过控制器控制。

本实用新型装置工作时，真空抽取管底部需尽量接近圆锯片，但不能抵触圆锯片，因为锯齿修磨时圆锯片需持续旋转，如真空抽取管底部抵触圆锯片，就会对圆锯片表面造成划伤。本实用新型通过连接杆、回复弹簧、定位线圈的设计，解决了本实用新型装置与圆锯片之间如何定位的问题，其具体流程为：

首先，本实用新型装置向圆锯片持续抵近，当真空抽取管5底部接触圆锯片后，真空抽取管5会被向上推起，此时回复弹簧8会被压缩，而高压吹气管6由于通过连接杆7与真空抽取管5固定，因此高压吹气管6也会被同步往上推，防止高压吹气管底部抵触并损伤圆锯片表面。

其次，高压吹气管6外面的金属外管6a，此时也被上推，与定位线圈9之间产生了错位，从而定位线圈9的自感值就发生了改变。检测电路(例如交流电桥)可以检测到定位线圈自感值的改变，而控制器读取到检测电路信号值以后，立即停止驱动电机，也就是停止本实用新型装置进一步向圆锯片抵近。

最后，控制器驱动电机反向转动，也就是驱动本实用新型装置向远离圆锯片的方向运动，同时控制器同步检测定位线圈的自感值，当自感值恢复原值时，立即停止驱动电机。至此，本实用新型装置与圆锯片之间的定位完成，真空抽取管底部接近圆锯片，但未抵触圆锯片。

如图4所示，本实用新型通过三重排液结构设计，将自动磨齿机冷却液彻底排除在摄像头视域之外。详细的设计思想与工作方式如下图所示：

首先，外侧环形气幕排除冷却液。高压气(高压气体)1从高压气腔体进气孔进入到环形空腔内，进而再通过圆周气幕块内圆柱形通孔进入到环形通孔，最终形成圆周状的环形气幕，斜向下往外喷射，以防止自动磨齿机的冷却液进入到摄像头的视域内。

其次，高压吹气管定向吹气。环形气幕不足以将冷却液全部排除在外，尤其是粘结在圆锯片表面的冷却液液滴，会随着圆锯片的转动而穿越环形气幕。此时，使用高压吹气管，沿着圆锯片前进方向，逆向往外吹气，将圆锯片带进来的冷却液液滴吹出去。高压吹气管吹出去的气体方向，与环形气幕气体方向一致以形成合力，与圆锯片前进方向相反以取得最佳排除效果。

最后，真空抽取管抽取液滴。经过高压吹气管的定向吹气以后，基本已经没有冷却液液滴。但为以防万一，例如从摄像头固定通孔处漏下来一点液滴，本实用新型设置了真空抽取管。真空抽取管的抽气方向与圆锯片运动方向一致，以获得最佳的抽液效果。

本实用新型通过外侧排液、内侧吹液、中心抽液的三重排液结构设计，确保可将待检测区域的冷却液完全排除，进而保证摄像头对锯齿的检测精度；同时，本实用新型的排液、吹液、抽液过程中，全程无任何部件抵触锯片，因此不会对锯片表面造成划伤等损害；本实用新型提出的装置可作为自动磨齿机的重要组成部分，为自动磨齿机增加闭环反馈控制奠定了基础，可提升自动磨齿机对锯齿的修磨精度。

参照图5，本实用新型的真空抽取管，其底部设有抽取口5a，抽取口5a外形为台阶状，所述抽取口包括第一台阶线5b和第二台阶线5c。图5中所示的第一台阶线和第二台阶线宽度值相等，其取值范围可在1毫米到3毫米之间，以适应绝大多数的锯齿尺寸。在本实用新型中，第一台阶线和第二台阶线的设置，是为了向图像处理过程提供标尺，方便图像处理更精准地计算锯齿参数以及锯片距离，具体原理如图6所示。

图6左半部分是本实用新型装置内的摄像头拍摄到的图片，由于真空抽取管底部第二台阶线比第一台阶线更接近于摄像头，因此在摄像机视域内，第二台阶线宽度值大于第一台阶线宽度值。由于实际的第一台阶线宽度值、第二台阶线宽度值、第一台阶第二台阶线高度差值、第一台阶线与圆锯片之间差值这四项参数已知，因此如图6右半部分所示，摄像头与第二台阶线之间的高度值(图6右半部分虚线所示)，即可根据几何关系求得，从而摄像头与圆锯片之间的距离值也可求得。进而，根据第一台阶线实际宽度值、第一台阶线在视域内的宽度值、锯齿齿形在视域内的数值，即可换算得到锯齿齿形的实际值。

参照图7，本实用新型装置在使用时，可以两个装置配合使用，在本实用新型装置10与圆锯片11之间的定位完成后，在砂轮12之前设置一个本实用新型装置10，在砂轮之后设置一个本实用新型装置10，其中一个装置在砂轮之前以拍摄修磨前的锯齿参数，另一个装置在砂轮之后以拍摄修磨之后的锯齿参数。

本实用新型提出的应用于自动磨齿机的锯齿摄像头装置，具有排液工作可靠性高、对锯片无损伤、结构简单稳定、推广性好的特点，因此，在自动磨齿机上加装本实用新型装置，可极大地增强自动磨齿机的修磨精度。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：所述锯齿摄像装置包括高压气腔体、圆周气幕块、补光灯珠孔、摄像头固定通孔、真空抽取管、高压吹气管、连接杆、回复弹簧和定位线圈，所述高压气腔体与圆周气幕块相连通，所述摄像头固定通孔设置在高压气腔体及圆周气幕块的中心位置，所述补光灯珠孔位于圆周气幕块底部；所述真空抽取管、高压吹气管均贯穿高压气腔体和圆周气幕块，且分别安装在摄像头固定通孔两侧；所述连接杆设置在高压气腔体上方，连接杆两端通过过盈配合方式分别与固定真空抽取管和高压吹气管固定；所述回复弹簧安装在高压气腔体上部腔壁内，且与真空抽取管同轴安装；定位线圈安装在高压气腔体上部腔壁内，且与高压吹气管同轴安装。

2.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：所述高压气腔体和圆周气幕块为底面直径相同的两圆柱体，且两者同轴安装。

3.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：所述高压气腔体中心内开设一个环绕着摄像头固定通孔的环形空腔，高压气腔体两侧壁面各开设一个进气孔。

4.根据权利要求3所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：所述圆周气幕块上半部分开设有围绕摄像头固定通孔外围圆周分布的若干个圆柱形通孔，且圆柱形通孔与高压气腔体环形空腔连通；圆周气幕块下半部分开设一个环形通孔，环形通孔的截面为倾斜结构。

5.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：所述补光灯珠孔设置在圆周气幕块底部表面，且环绕摄像头固定通孔圆周外侧均匀分布。

6.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：高压吹气管底部高于真空抽取管底部0.5毫米到1毫米。

7.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：与定位线圈相对应部分的高压吹气管外面套有一层金属外管，且金属外管高度与定位线圈相等。

8.根据权利要求1所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：真空抽取管底部设有抽取口，所述抽取口外形为台阶状，所述抽取口包括第一台阶线和第二台阶线，第一台阶线和第二台阶线宽度值相等。

9.根据权利要求8所述应用于圆锯片自动磨齿机的锯齿摄像装置，其特征在于：

第一台阶线和第二台阶线的宽度为1毫米到3毫米。

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