ES2608469A1

ES2608469A1 - System and procedure for determining wear in cutting plates used in milling operations (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

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Publication number: ES2608469A1
Application number: ES201631539A
Authority: ES
Inventors: Enrique ALEGRE GUTIERREZ; María Teresa GARCÍA ORDÁS; Víctor González Castro; Rocío Aláiz Rodríguez
Original assignee: Universidad de Leon
Current assignee: Universidad de Leon
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-04-11
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: ES2608469B1

Abstract

System and procedure to determine the wear on cutting inserts used in milling operations, from a digital image (9) of a cutting head (1) of a milling machine. The method comprises locating a cutting insert (10) in the digital image (9); detecting the main cutting edge (18a); cutting a wear region (19) containing the main cutting edge (18a); dividing the wear region (19) into a plurality of subregions (22); describe each subregion (22) by means of texture descriptors, generating a vector of characteristics for each subregion (22); classify the subregions (22) into categories using the characteristics vector of the subregions (22) and a supervised learning algorithm; determine the state of the cutting insert (10) according to the classification of the subregions (22). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Campo de la invención La presente invención se engloba en el campo de los sistemas de monitorización del desgaste de las herramientas de corte de una máquina fresadora, y más concretamente la monitorización del desgaste de las plaquitas de corte montadas en las fresas. Field of the invention The present invention encompasses in the field of wear monitoring systems of the cutting tools of a milling machine, and more specifically the monitoring of wear of the cutting plates mounted on the milling cutters.

Antecedentes de la invención El desgaste de las herramientas de corte utilizadas en una fresadora está causado por gran variedad de factores que actúan sobre el filo de corte, como pueden ser la corrosión, la abrasión o la fatiga. El estado de las plaquitas de corte empleadas en las fresas influye directamente en la calidad de la pieza mecanizada. Por tanto, la monitorización de este desgaste es crucial para poder reemplazar la herramienta de corte en el momento óptimo, tanto por el coste del cabezal de fresado que habría que sustituir en caso de rotura, como por los costes derivados de la parada no programada de la máquina fresadora o por el coste debido a la no conformidad de las piezas fabricadas. La optimización de estas operaciones de sustitución conlleva una mejora significativa en términos de eficiencia y competitividad de los sistemas de producción. BACKGROUND OF THE INVENTION The wear of the cutting tools used in a milling machine is caused by a wide variety of factors that act on the cutting edge, such as corrosion, abrasion or fatigue. The condition of the cutting plates used in the mills directly influences the quality of the machined part. Therefore, the monitoring of this wear is crucial to be able to replace the cutting tool at the optimum time, both for the cost of the milling head that would have to be replaced in case of breakage, as well as for the costs derived from the unscheduled shutdown of the milling machine or for the cost due to the non-conformity of the manufactured parts. The optimization of these substitution operations entails a significant improvement in terms of efficiency and competitiveness of production systems.

Las técnicas más estudiadas para la evaluación del desgaste se basan en la monitorización de señales que tienen cierta correlación con el nivel de desgaste de la herramienta de corte. Así, existen trabajos que proponen usar medidas de fuerza para estimar el desgaste en tiempo real (Franci Cus, U. Z., "Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling", Joumal of Mechanical Engineering, 2011 ). Otros estudios se basan en la medida de vibraciones (Rmili, W., Ouahabi, A. , Serra, R & Leroy, R , "An automatic system based on vibratory analysis for cutting tool wear monitoring", Measurement, 2016, 77, 117 -123) o en emplear señales acústicas (T.Suryasekhara Reddy, Dr. C. Eswara Reddy, S.Prabhavathi, "Belief Network Based Acoustic Emission Analysis For Real Time Monitoring In CIM Environment", International Journal of Technology And Engineering System (IJTES), 2010). Sin embargo, todas estas señales se ven afectadas por el ruido propio de entornos industriales, lo que reduce la fiabilidad de estos sistemas de evaluación de desgaste. The most studied techniques for the evaluation of wear are based on the monitoring of signals that have some correlation with the level of wear of the cutting tool. Thus, there are works that propose using force measures to estimate wear in real time (Franci Cus, U. Z., "Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling", Joumal of Mechanical Engineering, 2011). Other studies are based on the measurement of vibrations (Rmili, W., Ouahabi, A., Serra, R & Leroy, R, "An automatic system based on vibratory analysis for cutting tool wear monitoring", Measurement, 2016, 77, 117 -123) or using acoustic signals (T. Suryasekhara Reddy, Dr. C. Eswara Reddy, S. Prabhavathi, "Belief Network Based Acoustic Emission Analysis For Real Time Monitoring In CIM Environment", International Journal of Technology And Engineering System (IJTES ), 2010). However, all these signals are affected by the noise of industrial environments, which reduces the reliability of these wear evaluation systems.

También se han propuesto otros métodos de monitorización, como los basados en visión artificial, que miden directamente el desgaste de la herramienta, alcanzando así mayor precisión y fiabilidad. Los avances recientes en el campo del procesamiento de imágenes digitales han permitido aplicar estas técnicas analizando, por ejemplo, el contorno de la forma de la región de desgaste (García-Ordás, MT. , Alegre, E., González-Castro, V. and GarcíaOrdás, D., ~aZIBO: A New Descriptor Based in Shape Moments and Rotational Invariant Features", 22nd International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2014). Otros estudios analizan la textura de las zonas desgastadas y la comparan con la de las zonas intactas (Samik Dutta, Surjya K. Pal and Ranjan Sen, "Progressive tool flank wear monitoring by applying discrete wavelet transform on turned surface images», Measurement, 2016). A diferencia del método propuesto en la presente invención, esta técnica se aplica a procesos de torneado en lugar de fresado, y la vida de la herramienta se determina de forma completamente diferente, midiendo el desgaste de flanco medio. Other monitoring methods have also been proposed, such as those based on artificial vision, which directly measure the wear of the tool, thus achieving greater precision and reliability. Recent advances in the field of digital image processing have allowed these techniques to be applied by analyzing, for example, the contour of the shape of the wear region (García-Ordás, MT., Alegre, E., González-Castro, V. and GarcíaOrdás, D., ~ aZIBO: A New Descriptor Based in Shape Moments and Rotational Invariant Features ", 22nd International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2014). Other studies analyze the texture of worn areas and compare it with that of intact areas (Samik Dutta, Surjya K. Pal and Ranjan Sen, "Progressive tool flank wear monitoring by applying discrete wavelet transform on turned surface images», Measurement, 2016). Unlike the method proposed in the present invention, this technique is applied to turning processes instead of milling, and the life of the tool is determined completely differently, measuring the average flank wear.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un sistema y un procedimiento automatizado para describir y estimar el desgaste de plaquitas de corte en operaciones de fresado utilizando técnicas de visión artificial. El procedimiento evalúa el estado de la herramienta a partir de imágenes digitales en escala de grises mediante una estimación del número de subregiones que presentan desgaste caracterizando para ello la superficie mediante técnicas de descripción de textura y clasificándola en desgastada o no, en base a un modelo entrenado mediante un método de aprendizaje supervisado. Description of the invention The present invention relates to an automated system and method for describing and estimating the wear of cutting plates in milling operations using artificial vision techniques. The procedure evaluates the state of the tool from grayscale digital images by estimating the number of subregions that present wear characterizing the surface by means of texture description techniques and classifying it as worn or not, based on a model trained through a supervised learning method.

El procedimiento de la presente invención permite determinar el desgaste en plaquitas de corte utilizadas en operaciones de fresado a partir de una imagen digital de un cabezal de corte de una máquina fresadora con al menos una plaquita de corte . El procedimiento comprende una primera etapa de localización de al menos una plaquita de corte en la imagen digital y, para al menos una plaquita de corte localizada: The process of the present invention allows to determine the wear on cutting plates used in milling operations from a digital image of a cutting head of a milling machine with at least one cutting plate. The procedure comprises a first stage of locating at least one cutting insert in the digital image and, for at least one cutting insert located:

--: Detectar, en la imagen digital, el filo de corte principal de la plaquita de corte. Detect, in the digital image, the main cutting edge of the cutting insert.

--: Recortar una región de desgaste que contiene el filo de corte principal detectado. Trim a wear region that contains the main cutting edge detected.

--: Dividir la región de desgaste en una pluralidad de subregiones. Divide the wear region into a plurality of subregions.

--: Describir cada una las subregiones mediante al menos un descriptor de textura, generando un vector de características por cada subregión. -Clasificar las subregiones en dos o más categorías utilizando el vector de características de las subregiones y un algoritmo de aprendizaje supervisado. Describe each sub-regions using at least one texture descriptor, generating a vector of characteristics for each sub-region. -Classify sub-regions into two or more categories using the sub-regions feature vector and a supervised learning algorithm.

--: Determinar el estado de la plaquita de corte en función de la clasificación de las subregiones. Determine the status of the cutting insert based on the classification of the subregions.

La localización de al menos una plaquita de corte en la imagen digital puede comprender la The location of at least one cutting insert in the digital image may comprise the

5 detección del tornillo de cada plaquita de corte. La detección del tornillo se puede realizar mediante un método de detección de objetos basado en la forma, preferentemente mediante el histograma de gradientes orientados. 5 screw detection of each cutting insert. Screw detection can be performed by an object-based method of shape detection, preferably by the histogram of oriented gradients.

En una realización preferente de la invención, la detección del filo de corte principal de la In a preferred embodiment of the invention, the detection of the main cutting edge of the

10 plaquita de corte se realiza mediante un detector de bordes. Tanto la región de desgaste recortada como las subregiones preferentemente cubren íntegramente el filo de corte principal y al menos parcialmente los filos de corte adyacentes. La etapa de determinación del estado de la plaquita de corte puede comprender determinar el nivel de desgaste del filo de corte principal y de los filos de corte adyacentes. 10 cutting insert is done by an edge detector. Both the clipped wear region and the subregions preferably completely cover the main cutting edge and at least partially the adjacent cutting edges. The step of determining the state of the cutting insert may comprise determining the level of wear of the main cutting edge and of the adjacent cutting edges.

15 En una realización preferente de la invención el recorte de la región de desgaste comprende las siguientes etapas: -Binarización por umbralización de una región de interés donde se localiza la plaquita de corte. In a preferred embodiment of the invention, the cutting of the wear region comprises the following steps: -Binarization by thresholding of a region of interest where the cutting insert is located.

20 -Detección y eliminación del círculo central de la plaquita de corte. -Detección de los filos de corte de la plaquita de corte. -Recorte de una región de desgaste que comprende íntegramente el filo de corte principal y al menos parcialmente los filos de corte adyacentes. 20 -Detection and elimination of the central circle of the cutting insert. -Detection of the cutting edges of the cutting insert. -Cutting of a wear region that comprises the entire main cutting edge and at least partially the adjacent cutting edges.

25 La descripción de las subregiones puede comprender la extracción de características basadas en textura utilizando la técnica de los patrones binarios locales. En una realización preferente de la invención, el algoritmo de aprendizaje supervisado empleado en la clasificación de las subregiones es el algoritmo de máquinas de vectores de soporte. 25 The description of the subregions may include the extraction of texture-based features using the technique of local binary patterns. In a preferred embodiment of the invention, the supervised learning algorithm used in the sub-region classification is the support vector machine algorithm.

30 Las subregiones se pueden clasificar al menos en desgastadas o intactas. La clasificación de las subregiones puede comprender entrenar un sistema de aprendizaje automático con un conjunto de entrenamiento etiquetado; y clasificar, utilizando el sistema entrenado, las subregiones representadas por su vector de características basado en textura, según sea intacta o desgastada utilizando un método de clasificación supervisada. 30 Sub-regions can be classified at least as worn or intact. The classification of sub-regions may include training a machine learning system with a labeled training set; and classifying, using the trained system, the subregions represented by their texture-based feature vector, as intact or worn out using a supervised classification method.

El estado de la plaquita de corte se puede determinar en función del número o proporción de subregiones clasificadas como desgastadas, así como de la ubicación de las subregiones clasificadas como desgastadas. En la etapa de determinación del estado de la plaquita de corte, ésta se puede considerar desgastada si el número o proporción de subregiones clasificadas como desgastadas supera un determinado umbral. La etapa de determinación del estado de la plaquita de corte puede comprender determinar el nivel de desgaste del filo de corte principal. The status of the cutting insert can be determined based on the number or proportion of sub-regions classified as worn, as well as the location of the sub-regions classified as worn. In the stage of determining the status of the cutting insert, it can be considered worn if the number or proportion of subregions classified as worn exceeds a certain threshold. The step of determining the state of the cutting insert may comprise determining the level of wear of the main cutting edge.

El procedimiento puede comprender una etapa de adquisición de la imagen digital. El procedimiento puede comprender una etapa de conversión de la imagen digital a una imagen en escala de grises. The procedure may comprise a stage of acquiring the digital image. The method may comprise a step of converting the digital image to a grayscale image.

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un sistema de monitorización del desgaste de plaquitas de corte utilizadas en operaciones de fresado. El sistema comprende un sistema de captura de imágenes configurado para adquirir una imagen digital de un cabezal de corte de una máquina fresadora con al menos una plaquita de corte, y un sistema de procesamiento que comprende unos medios de procesamiento de datos configurados para localizar al menos una plaquita de corte en la imagen digital y, para al menos una plaquita de corte localizada: A second aspect of the present invention relates to a system for monitoring the wear of cutting plates used in milling operations. The system comprises an image capture system configured to acquire a digital image of a cutting head of a milling machine with at least one cutting insert, and a processing system comprising data processing means configured to locate at least a cutting insert in the digital image and, for at least one localized cutting insert:

--: Recortar una región de desgaste que contiene el filo de corte principal Trim a wear region that contains the main cutting edge

detectado; detected;

--: Describir cada una las subregiones mediante al menos un descriptor de Describe each sub-regions using at least one descriptor of

textura, generando un vector de características por cada subregión. texture, generating a vector of characteristics for each subregion.

--: Clasificar las subregiones en dos o más categorías utilizando el vector de Classify subregions into two or more categories using the vector of

características de las subregiones y un algoritmo de aprendizaje supervisado. characteristics of the subregions and a supervised learning algorithm.

--: Determinar el estado de la plaquita de corte en función de la clasificación de Determine the status of the cutting insert based on the classification of

las subregiones. The subregions

El sistema de captura de imágenes comprende una cámara digital. El sistema de captura de imágenes puede comprender un sistema de iluminación. En una realización preferente de la invención el sistema de iluminación comprende al menos una barra de luz roja LED. El sistema de procesamiento puede estar configurado para localizar al menos una plaquita de corte en la imagen digital mediante la detección del tornillo de cada plaquita de corte. El sistema de The image capture system comprises a digital camera. The image capture system may comprise a lighting system. In a preferred embodiment of the invention the lighting system comprises at least one red LED light bar. The processing system may be configured to locate at least one cutting insert in the digital image by detecting the screw of each cutting insert. System

procesamiento puede comprender un detector de bordes configurado para realizar la processing may comprise an edge detector configured to perform the

detección del filo de corte principal de la plaquita de corte. detection of the main cutting edge of the cutting insert.

Un aspecto adicional de la presente invención se refiere a un producto de programa que comprende medios de instrucciones de programa para llevar a cabo el procedimiento previamente definido cuando el programa se ejecuta en un procesador. El producto de programa puede estar almacenado en un medio de soporte de programas. A further aspect of the present invention relates to a program product comprising means of program instructions for carrying out the previously defined procedure when the program is executed in a processor. The program product may be stored in a program support medium.

El procedimiento de la invención permite estimar automáticamente el nivel de desgaste de las plaquitas de corte y, opcionalmente, clasificar la plaquita como "desgastada~ o "intacta" a partir de imágenes digitales tomadas del cabezal de corte en máquinas de fresado utilizando cualquier sistema basado en un ordenador que permita adquirir, procesar y clasificar los descriptores extraídos de dichas imágenes. El procedimiento propuesto tiene interés especial cuando el sistema es portable, de dimensiones y coste reducidos, aunque con las prestaciones de un ordenador de gama media, al que se le conecta una cámara digital para adquirir las imágenes. Algunos ejemplos de computadoras portables son la Raspberry Pi, la HummingBoard, la Banana Pi, la BeagleBone Black o la Odroid U3. Las imágenes digitales utilizadas se toman directamente en escala de grises o bien son convertidas a este formato para su posterior procesamiento. The process of the invention allows the level of wear of the cutting plates to be automatically estimated and, optionally, to classify the insert as "worn ~ or" intact "from digital images taken from the cutting head in milling machines using any system based in a computer that allows to acquire, process and classify the descriptors extracted from these images.The proposed procedure is of special interest when the system is portable, of reduced dimensions and cost, although with the benefits of a mid-range computer, which is connect a digital camera to acquire the images Some examples of portable computers are the Raspberry Pi, the HummingBoard, the Banana Pi, the BeagleBone Black or the Odroid U3. The digital images used are taken directly in grayscale or converted to This format for further processing.

El procedimiento de la presente invención determina el nivel de desgaste de las plaquitas de corte teniendo en cuenta el número de subregiones clasificadas como desgastadas así como la localización de dicho desgaste, previa descripción mediante el uso de técnicas basadas en texturas. Este procedimiento se aplica a procesos de fresado en la industria de fabricación, aunque se podría adaptar a otro tipo de procesos de fabricación en los que intervengan este tipo de plaquitas. The process of the present invention determines the level of wear of the cutting plates taking into account the number of subregions classified as worn as well as the location of said wear, after describing by using texture-based techniques. This procedure applies to milling processes in the manufacturing industry, although it could be adapted to other types of manufacturing processes involving this type of inserts.

En la descripción de la presente invención se emplea de manera general el término "imagen" para hacer referencia tanto a imágenes fijas o fotografías, como a cada uno de los fotogramas presentes en una secuencia de imágenes o vídeo. In the description of the present invention, the term "image" is generally used to refer to both still images or photographs, as well as to each of the frames present in a sequence of images or video.

El procedimiento que se propone en la presente invención comprende las siguientes etapas: The procedure proposed in the present invention comprises the following steps:

1. one.: Adquisición de las imágenes. Acquisition of images.

2. 2.: Localización de las plaquitas de corte y recorte de la región del filo de corte. Location of the cutting and cutting inserts of the cutting edge region.

3. 3.: División de la imagen del filo de corte en subregiones. Image division of cutting edge into sub-regions.

4. Four.: Descripción de las subregiones del filo de corte. Description of the sub-regions of the cutting edge.

5. 5.: Clasificación de las subregiones del filo de corte. Classification of sub-regions of the cutting edge.

En la etapa de adquisición de un conjunto de imágenes se capturan imágenes del cabezal de corte con las plaquitas que se desean analizar, bien como imágenes fijas o procedentes de una secuencia de vídeo, utilizando una cámara digital y un sistema de iluminación. La cámara está conectada a un ordenador, en el cual se analiza la imagen digital adquirida. Preferentemente, las imágenes se capturan en escala de grises, aunque el procedimiento funcionaría de manera análoga adquiriendo imágenes en color y convirtiéndolas a escala de grises. Cada imagen contiene una o varias plaquitas de corte. In the stage of acquiring a set of images, images of the cutting head are captured with the inserts that are to be analyzed, either as still images or from a video sequence, using a digital camera and a lighting system. The camera is connected to a computer, in which the acquired digital image is analyzed. Preferably, the images are captured in grayscale, although the procedure would work analogously by acquiring color images and converting them to grayscale. Each image contains one or several cutting inserts.

El procedimiento puede comprender una etapa de preprocesamiento de la imagen capturada del cabezal de corte con el fin de mejorar el contraste o convertir la imagen a escala de grises, si fuese necesario. La imagen resultante de esta primera etapa se denominará en adelante "imagen" o "imagen capturada", independientemente de si se ha realizado el preprocesamiento The method may comprise a preprocessing step of the captured image of the cutting head in order to improve the contrast or convert the image to grayscale, if necessary. The image resulting from this first stage will be referred to as "image" or "captured image", regardless of whether the preprocessing has been performed.

o no. or not.

Posteriormente se realiza la localización de las plaquitas de corte y recorte de la región del filo de corte. La obtención de las regiones de interés donde se encuentra cada plaquita de corte se realiza de manera automática. El primer paso comprende detectar en la imagen capturada la región circular central de la plaquita de corte, en la que se encuentra el tornillo que la fija al cabezal de corte, y eliminarla de la imagen. A continuación, se detecta el filo izquierdo de la plaquita mediante detectores de bordes y operaciones morfológicas. Una vez detectado, se recorta la región rectangular que va desde el filo de corte hasta la región circular del tornillo de fijación, sin contener a esta última. Subsequently, the location of the cutting and cutting inserts of the cutting edge region is performed. Obtaining the regions of interest where each cutting insert is located is done automatically. The first step involves detecting in the captured image the central circular region of the cutting insert, in which the screw that fixes it to the cutting head is located, and removing it from the image. Next, the left edge of the insert is detected by edge detectors and morphological operations. Once detected, the rectangular region that goes from the cutting edge to the circular region of the fixing screw is cut, without containing the latter.

El procedimiento puede incorporar una etapa de preprocesamiento de la imagen con la región de interés donde se encuentra la plaquita o de las regiones rectangulares donde se encuentran los filos de corte, para mejorar el contraste de la misma y facilitar la operación. The procedure can incorporate a preprocessing stage of the image with the region of interest where the insert is located or of the rectangular regions where the cutting edges are located, to improve the contrast thereof and facilitate the operation.

Las imágenes resultantes en esta etapa de localización de las plaquitas de corte y recorte de la región del filo de corte se denominarán en adelante "imágenes del filo de corte" e incluyen toda la superficie de la plaquita presente en la región anteriOlmente recortada. The images resulting in this stage of location of the cutting and cutting inserts of the region of the cutting edge will hereinafter be referred to as "images of the cutting edge" and include the entire surface of the insert present in the previously cut region.

A continuación, se realiza la división de las imágenes del filo de corte en subregiones mediante un mallado de la imagen en el que se obtiene un determinado número de subregiones, de acuerdo a múltiples posibles configuraciones de la división. Cada una de las configuraciones de la división de las imágenes del filo de corte presenta el filo de corte a un lado de la imagen, por ejemplo al lado izquierdo, y representan mediante un sector circular, a la derecha del rectángulo recortado, la zona del tomillo de fijación. Las regiones resultantes de la etapa de división en subregiones se denominarán en adelante "subregiones del filo de corte". Next, the division of the images of the cutting edge into sub-regions is done by means of a mesh of the image in which a certain number of sub-regions is obtained, according to multiple possible configurations of the division. Each one of the configurations of the division of the images of the cutting edge has the cutting edge on one side of the image, for example on the left side, and they represent by means of a circular sector, to the right of the cut rectangle, the area of the fixing thyme The regions resulting from the stage of division into sub-regions will be referred to as "sub-regions of the cutting edge".

Por último, se procede a la descripción y a la clasificación de las subregiones. La descripción de las subregiones del filo de corte se realiza mediante descriptores de textura aplicados a imágenes digitales en escala de gris, creando así un vector de características por cada subregión. De acuerdo con una realización preferente de la invención, los métodos de descri pción óptimos son los que utilizan la técnica de los Patrones Binarios Locales, denominada en inglés Local Binary Patterns (LBP), y métodos derivados de este. Finally, the description and classification of the sub-regions is carried out. The description of the sub-regions of the cutting edge is carried out using texture descriptors applied to gray-scale digital images, thus creating a vector of characteristics for each sub-region. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the optimal methods of description are those that use the Local Binary Patterns technique, called Local Binary Patterns (LBP), and methods derived therefrom.

Cada una de las subregiones en las que se divide la región recortada alrededor del filo de corte se clasifica como desgastada o intacta mediante técnicas de clasificación supervisada. De acuerdo con una realización preferente de la invención , los métodos de clasificación supervisada óptimos empleados son las máquinas de vectores soporte, denominados en inglés Support Vector Machines (SVM). Posteriormente, se determina el porcentaje de subregiones desgastadas para cada plaquita de corte, así como la localización de dichas regiones, lo que supone la localización del desgaste. Each of the subregions into which the clipped region is divided around the cutting edge is classified as worn or intact by supervised classification techniques. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the optimal supervised classification methods employed are the support vector machines, called English Support Vector Machines (SVM). Subsequently, the percentage of worn subregions for each cutting insert is determined, as well as the location of said regions, which implies the location of wear.

El procedimiento de clasificación incluye la determinación del porcentaje de subregiones desgastadas para cada plaquita de corte, así como la localización del desgaste. Igualmente, se clasifica la plaquita como intacta, significando que todavía está en condiciones de seguir siendo utilizada, si el número de subregiones no supera un determinado umbral y como desgastada, en caso contrario. The classification procedure includes the determination of the percentage of sub-regions worn for each cutting insert, as well as the location of wear. Likewise, the insert is classified as intact, meaning that it is still in a position to continue being used, if the number of subregions does not exceed a certain threshold and as worn, otherwise.

Por último, la presente invención se extiende también a programas de ordenador, particularmente los que se encuentran almacenados en un soporte físico, adaptados para llevar a la práctica el procedimiento descrito. El programa puede tener la forma de código fuente, código objeto, una fuente intermedia entre código y código objeto -por ejemplo, en forma parcialmente compilada -o en cualquier otra forma adecuada para uso en la puesta en práctica de los procesos según la presente invención. Finally, the present invention also extends to computer programs, particularly those stored in a physical medium, adapted to carry out the described procedure. The program may have the form of source code, object code, an intermediate source between code and object code - for example, in a partially compiled form - or in any other form suitable for use in the implementation of the processes according to the present invention. .

El soporte físico puede ser cualquier entidad o dispositivo capaz de soportar el programa. Por ejemplo, el soporte físico puede incluir un medio de almacenamiento, como una memoria ROM, una memoria de tipo óptico (como un CO ROM, OVO ROM, Blu-Ray), una memoria ROM de semiconductor, una memoria flash, una memoria de estado sólido (SSO) The physical support can be any entity or device capable of supporting the program. For example, the physical media may include a storage medium, such as a ROM, an optical memory (such as a CO ROM, OVO ROM, Blu-Ray), a semiconductor ROM, a flash memory, a memory solid state (SSO)

o un soporte de grabación magnética, como por ejemplo un disco duro. Además, el soporte físico puede ser una portadora transmisible, como por ejemplo una señal eléctrica u óptica que podría transportarse a través de cable eléctrico u óptico, o por cualesquiera otros medios. Cuando el programa va incorporado en una señal que puede ser transportada directamente por un cable u otro dispositivo o medio, la portadora puede estar constituida por dicho cable u otro dispositivo o medio. Como variante, la portadora puede ser un circuito integrado en el que va incluido el programa, estando dicho circuito integrado adaptado para ejecutar o para ser utilizado en la ejecución de los procesos correspondientes. or a magnetic recording medium, such as a hard disk. In addition, the physical support can be a transmissible carrier, such as an electrical or optical signal that could be transported through electrical or optical cable, or by any other means. When the program is incorporated into a signal that can be directly transported by a cable or other device or medium, the carrier may be constituted by said cable or other device or means. As a variant, the carrier can be an integrated circuit in which the program is included, said integrated circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the corresponding processes.

Breve descripción de las figuras A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de figuras que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Next, a series of figures that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention that is presented as a non-limiting example thereof is described very briefly.

La Figura 1 muestra un esquema simplificado de un sistema de determinación de desgaste de plaquitas de corte de acuerdo a la presente invención. Figure 1 shows a simplified scheme of a cutting plate wear determination system according to the present invention.

Las Figuras 2A y 28 muestran, respectivamente, una vista esquemática en alzado y en planta del sistema de captura de imágenes utilizado en una realización preferente de la invención. Figures 2A and 28 show, respectively, a schematic elevational and plan view of the image capture system used in a preferred embodiment of the invention.

La Figura 3 muestra una representación simple de la imagen capturada donde se aprecia el cabezal con las plaquitas de corte montadas. Figure 3 shows a simple representation of the captured image where the head can be seen with the cutting plates mounted.

La Figura 4 representa, para el ejemplo de la Figura 3, la imagen donde aparecen únicamente las plaquitas de corte individuales. Figure 4 represents, for the example of Figure 3, the image where only the individual cutting plates appear.

La Figura 5A muestra un recorte de la imagen de la Figura 4 con una plaquita de corte individual. La Figura 58 ilustra a su vez un recorte de la Figura SA en una región de desgaste en torno al filo de corte de la plaquita de corte individual. La Figura SC muestra una representación de las subregiones del filo de corte. Figure 5A shows a cut-out of the image of Figure 4 with an individual cutting insert. Figure 58 in turn illustrates a cutout of Figure SA in a wear region around the cutting edge of the individual cutting insert. Figure SC shows a representation of the sub-regions of the cutting edge.

Las Figuras 6A -6D muestran cuatro ejemplos de la división de la región de desgaste en Figures 6A-6D show four examples of the division of the wear region into

subregiones. subregions

La Figura 7 muestra, de manera simplificada, un ejemplo de subdivisión de la región de desgaste en subregiones que funciona mejor para el mecanizado en condiciones severas. Figure 7 shows, in a simplified way, an example of subdivision of the region of wear in subregions that works best for machining under severe conditions.

Descripción detallada de la invención La Figura 1 muestra un esquema simplificado de un sistema de monitorización del desgaste de las plaquitas de corte según una posible realización de la presente invención. Las plaquitas de corte 10 cuyo desgaste se va a monitorizar se encuentran atornilladas al cabezal de corte 1 de una máquina fresadora. Un sistema de captura de imágenes 2 se encarga de la adquisición de imágenes digitales 9 del cabezal de corte 1 con las plaquitas de corte 10. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Figure 1 shows a simplified scheme of a monitoring system for cutting plate wear according to a possible embodiment of the present invention. The cutting plates 10 whose wear is to be monitored are screwed to the cutting head 1 of a milling machine. An image capture system 2 is responsible for acquiring digital images 9 of the cutting head 1 with the cutting plates 10.

El sistema de captura de imágenes 2 comprende, en una realización preferente mostrada en la Figura 2A (vista en alzado) y Figura 2B (vista en planta), una cámara digital 7 y un sistema de iluminación 8 ubicado en la parte central, entre la cámara digital 7 y el cabezal de corte 1. La adquisición de las imágenes digitales y el procesamiento completo de las imágenes de las plaquitas de corte se realiza durante los momentos en los que la máquina de fresado está en estado de reposo debido al cambio de las piezas metálicas utilizadas en los procesos de fresado. The image capture system 2 comprises, in a preferred embodiment shown in Figure 2A (elevation view) and Figure 2B (plan view), a digital camera 7 and a lighting system 8 located in the central part, between the digital camera 7 and the cutting head 1. The acquisition of the digital images and the complete processing of the images of the cutting plates is carried out during the moments in which the milling machine is in a state of rest due to the change of the metal parts used in milling processes.

Las imágenes digitales 9 capturadas por la cámara digital 7 son enviadas a un sistema de procesamiento 3, bien mediante una conexión USB, mediante una conexión firewire, o bien de la forma que la cámara digital 7 requiera. El sistema de procesamiento 3 comprende unos medios de procesamiento de datos, preferentemente basados en microprocesador o microcontrolador. El sistema de procesamiento 3 se puede implementar en un sistema portable The digital images 9 captured by the digital camera 7 are sent to a processing system 3, either by means of a USB connection, by means of a firewire connection, or in the way that the digital camera 7 requires. The processing system 3 comprises data processing means, preferably based on microprocessor or microcontroller. The processing system 3 can be implemented in a portable system

(e.g. Raspberry Pi, ordenador portátil, tableta, smartphone), en un ordenador de sobremesa o en cualquier otro dispositivo electrónico con la suficiente capacidad de procesamiento de datos. (e.g. Raspberry Pi, laptop, tablet, smartphone), on a desktop computer or on any other electronic device with sufficient data processing capacity.

El sistema de procesamiento 3 localiza las plaquitas de corte 10 en las imágenes digitales 9 capturadas y realiza una división de las imágenes en subregiones. El sistema de procesamiento 3 se encarga de realizar una descripción de las distintas subregiones del filo de corte de las plaquitas de corte 10, obteniendo unos descriptores de textura de las subregiones. The processing system 3 locates the cutting plates 10 in the captured digital images 9 and divides the images into subregions. The processing system 3 is responsible for making a description of the different sub-regions of the cutting edge of the cutting plates 10, obtaining texture descriptors of the sub-regions.

Dichos descriptores son almacenados bien en un archivo de datos de la descripción 4, o en una memoria RAM interna del sistema de procesamiento 3. Said descriptors are stored either in a data file of the description 4, or in an internal RAM of the processing system 3.

Asimismo, el sistema de procesamiento 3 se encarga de la clasificación de cada una de las subregiones del filo de corte. Los resultados obtenidos en la clasificación, junto con el modelo entrenado, se almacenan bien en un archivo de datos de la clasificación 5, o alternativamente en una memoria RAM interna del sistema de procesamiento 3. Dichos resultados se pueden mostrar al usuario a través de una pantalla de visualización 6. A continuación, se describe cada paso del procedimiento de monitorización del desgaste de las plaquitas de corte de la presente invención. Likewise, the processing system 3 is responsible for the classification of each of the sub-regions of the cutting edge. The results obtained in the classification, together with the trained model, are stored either in a data file of classification 5, or alternatively in an internal RAM of the processing system 3. These results can be shown to the user through a display screen 6. Next, each step of the wear monitoring procedure of the cutting plates of the present invention is described.

En una primera etapa de adquisición de imágenes, el cabezal de corte 1, que tiene las plaquitas de corte 10 montadas, se ilumina y se enfoca con la óptica de la cámara digital 7 para que la imagen aparezca nítida. En una realización preferente de la invención, mostrada en las Figuras 2A y 28, el sistema de iluminación 8 comprende dos barras de luz roja LEO, puesto que este tipo de iluminación intensifica el contraste entre las zonas claras y oscuras de la imagen, destacando las zonas claras del filo, y produce menos brillos sobre las piezas metálicas. Asimismo, en una realización preferente de la invención el sistema de captura de imágenes 2 está aislado de la luz exterior mediante una pantalla o está ubicado dentro de una cabina, de manera que se pueda obtener una iluminación uniforme. In a first stage of image acquisition, the cutting head 1, which has the cutting plates 10 mounted, is illuminated and focused with the optics of the digital camera 7 so that the image appears sharp. In a preferred embodiment of the invention, shown in Figures 2A and 28, the lighting system 8 comprises two LEO red light bars, since this type of lighting intensifies the contrast between the light and dark areas of the image, highlighting the clear areas of the edge, and produces less glare on the metal parts. Also, in a preferred embodiment of the invention, the image capture system 2 is isolated from the exterior light by means of a screen or is located inside a cabin, so that uniform illumination can be obtained.

A continuación, puede ser necesaria una etapa de preprocesamiento de las imágenes obtenidas, la cual es preferentemente realizada por el propio sistema de captura de imágenes 2 o, alternativamente , por el sistema de procesamiento 3. Si las imágenes adquiridas son imágenes en color, en la realización preferente de la invención se convierten a imágenes de escala de grises. Para mejorar el contraste se puede utilizar cualquier método de ecualización o mejora del contraste de la imagen . Next, a preprocessing step of the obtained images may be necessary, which is preferably performed by the image capture system 2 itself or, alternatively, by the processing system 3. If the acquired images are color images, then The preferred embodiment of the invention is converted to grayscale images. To improve the contrast, you can use any method of equalizing or improving the contrast of the image.

El resultado de esta primera etapa de adquisición de imágenes es la imagen representada en el ejemplo de la Figura 3, que muestra la imagen digital 9 capturada (con o sin preprocesamiento) por el sistema de captura de imágenes 2, donde se puede ver el cabezal de corte 1 con las plaquitas de corte 10 montadas. Las plaquitas de corte para fresado suelen ser romboédricas o triangulares, aunque pueden existir otras geometrías para casos especiales. Las plaquitas de corte tienen normalmente tres o cuatro filos de corte plano para atacar el material. The result of this first stage of image acquisition is the image represented in the example of Figure 3, which shows the digital image 9 captured (with or without preprocessing) by the image capture system 2, where the head can be seen of cut 1 with the plates of cut 10 mounted. The cutting plates for milling are usually rhombohedral or triangular, although other geometries may exist for special cases. The cutting plates normally have three or four flat cutting edges to attack the material.

A continuación, el sistema de procesamiento 3 realiza la localización de las plaquitas de corte 10 y el recorte de la región del filo de corte. En primer lugar, se localizan los tomillos 11 que se encuentran en el centro de la plaquita de corte 10. En una realización preferente de la invención se utiliza un método de detección de objetos basado en la forma y que requiere de entrenamiento, como es la utilización de Histogramas de Gradientes Orientados (HOG). La detección de los tornillos 11 también puede realizarse con cualquier otro método de detección de objetos entrenado específicamente con las imágenes utilizadas. A continuación, se aplica un detector de bordes que permite localizar los filos de la plaquita de corte 10 para obtener una imagen 14 donde se localizan cada una de las plaquitas de corte 10, como se aprecia en la Figura 4. Esta figura es una representación (y por ello no se muestra el fondo) donde se localizan las plaquitas presentes en la imagen capturada. Posteriormente se detecta el filo de corte principal y se recorta, para cada plaquita, la región de interés donde se estudiará el desgaste. En una realización preferente de la invención el filtro de bordes de Canny es el método usado, aunque se pueden utilizar otros métodos modificando el post-procesamiento. Next, the processing system 3 performs the location of the cutting plates 10 and the cutting of the region of the cutting edge. First of all, the thymes 11 are located in the center of the cutting insert 10. In a preferred embodiment of the invention, an object-based method of detection is used and requires training, such as use of Histograms of Oriented Gradients (HOG). The detection of the screws 11 can also be performed with any other object detection method specifically trained with the images used. Next, an edge detector is applied that allows to locate the edges of the cutting insert 10 to obtain an image 14 where each of the cutting inserts 10 are located, as seen in Figure 4. This figure is a representation (and therefore the background is not shown) where the plates present in the captured image are located. Subsequently, the main cutting edge is detected and the region of interest where the wear will be studied is cut for each insert. In a preferred embodiment of the invention the Canny edge filter is the method used, although other methods can be used by modifying post-processing.

De la imagen 14, donde aparecen todas las plaquitas individuales localizadas, se separa cada plaquita de corte 10 de manera individual, obteniendo una imagen de plaquita individual 16 para cada plaquita de corte 10, como se muestra en el ejemplo de la Figura SA. Posteriormente, se detectan las líneas rectas presentes en cada imagen de plaquita individual 16 para encontrar el filo de corte principal 18a de las distintas plaquitas de corte 10. Cada plaquita de corte 10 normalmente dispone de tres o cuatro filos de corte. Todos los filos de corte se pueden utilizar para mecanizar, dependiendo del montaje de la plaquita de corte se usará uno u otro filo de corte. En la Figura 5A se muestra una paquita de corte 10 con cuatro filos de corte (18a, 18b, 18c, 18d). Se indica como filo de corte principal 18a aquel filo de corte que se está utilizando en ese momento para el mecanizado de la pieza, dependiendo de la posición de la plaquita de corte 10 Y el sentido de rotación del cabezal de corte 1. En la Figura 5A el filo de corte principal 18a es el filo de la izquierda. El resto de filos (filo de corte superior 18b, filo de corte inferior 18c y filo de corte opuesto 18d), son aquellos filos que no se están utilizando en ese momento para el mecanizado. El filo de corte principal 18a es el que debe inspeccionarse preferentemente porque se está utilizando actualmente y puede colapsar. El filo de corte principal 18a es por tanto el filo que hay que determinar que está en condiciones de seguir cortando. Si se determina que no está en buenas condiciones para seguir cortando, se puede girar la plaquita de corte 10 para seleccionar otro filo de corte (18b, 18c, 18d) en buen estado, el cual pasaría en ese caso a ser filo de corte principal. From the image 14, where all the individual plaquitas located appear, each cutting insert 10 is separated individually, obtaining an image of individual insert 16 for each cutting insert 10, as shown in the example of Figure SA. Subsequently, the straight lines present in each individual insert 16 image are detected to find the main cutting edge 18a of the different cutting inserts 10. Each cutting insert 10 normally has three or four cutting edges. All cutting edges can be used for machining, depending on the assembly of the cutting insert one or the other cutting edge will be used. A cutting blade 10 with four cutting edges (18a, 18b, 18c, 18d) is shown in Figure 5A. The cutting edge 18a is indicated as the cutting edge that is currently being used for machining the part, depending on the position of the cutting insert 10 and the direction of rotation of the cutting head 1. In the Figure 5A the main cutting edge 18a is the left edge. The rest of the cutting edges (upper cutting edge 18b, lower cutting edge 18c and opposite cutting edge 18d), are those edges that are not currently being used for machining. The main cutting edge 18a is the one that should preferably be inspected because it is currently being used and may collapse. The main cutting edge 18a is therefore the edge that must be determined to be able to continue cutting. If it is determined that it is not in good condition to continue cutting, the cutting insert 10 can be rotated to select another cutting edge (18b, 18c, 18d) in good condition, which in that case would become the main cutting edge .

Alternativamente, se puede reemplazar la plaquita de corte 10 si no queda ningún filo de corte intacto en la plaquita. Alternatively, the cutting insert 10 can be replaced if no cutting edge remains intact on the insert.

Para ello se emplea un método de detección de líneas, como por ejemplo la transformada estándar de Hough (SHT). Finalmente, cada imagen de bordes de plaquita individual 16 se recorta en una región de desgaste 19 en torno al filo de corte principal 18a, el cual se obtiene tomando como referencia la línea con mayor ángulo respecto al eje horizontal situada más a la izquierda de cada plaquita de corte 10, que corresponde al filo de corte debido al sentido de la rotación de las máquinas de fresado, generando la imagen del filo de corte principal 20 para cada plaquita de corte 10. El resultado de este recorte se muestra de modo simplificado en la Figura 5S. For this a line detection method is used, such as the standard Hough transform (SHT). Finally, each image of individual insert edges 16 is trimmed in a wear region 19 around the main cutting edge 18a, which is obtained by reference to the line with greater angle to the horizontal axis located more to the left of each cutting plate 10, which corresponds to the cutting edge due to the direction of rotation of the milling machines, generating the image of the main cutting edge 20 for each cutting plate 10. The result of this cutting is shown in a simplified manner in Figure 5S.

Una vez obtenida la imagen del filo de corte principal 20, el siguiente paso consiste en dividir esta imagen en varias subregiones 22 para posteriormente describir cada una de ellas de manera independiente, como se muestra en la Figura 5e (en este caso, se ha dividido en cuatro subregiones 22). Se pretende caracterizar de esta forma el desgaste presente en diferentes subregiones 22 de la plaquita de corte 10 describiendo para ello su textura. Las subregiones 22 pueden tener diferentes tamaños y orientaciones. La elección de la configuración concreta de número, tamaños y orientaciones de las subregiones se realiza en función del problema de mecanizado al que hay que adaptarse. Once the image of the main cutting edge 20 is obtained, the next step is to divide this image into several subregions 22 to later describe each of them independently, as shown in Figure 5e (in this case, it has been divided in four subregions 22). It is intended to characterize in this way the wear present in different subregions 22 of the cutting insert 10 by describing its texture. Sub-regions 22 may have different sizes and orientations. The choice of the specific configuration of number, sizes and orientations of the subregions is made according to the machining problem to which it is necessary to adapt.

En las Figuras 6A-6D se muestran, a modo de ejemplo, cuatro diferentes configuraciones de la división de la región de desgaste en subregiones 22. Cada una de las configuraciones mostradas en dicha figura presentan el filo de corte principal 18a al lado izquierdo. En el lado derecho del rectángulo recortado se representa una región semicircular donde se ubica el tornillo 11 que fija la plaquita de corte 10 al cabezal 1. Tangencialmente a dicha región semicircular se representa, mediante línea de trazos 23, el límite de la superficie que se analiza para cada plaquita de corte 10. Los distintos rectángulos son configuraciones preferentes de la disposición y tamaño de las subregiones 22 de la región de desgaste 19 en torno al filo de corte principal 18a. Figures 6A-6D show, by way of example, four different configurations of the division of the wear region into subregions 22. Each of the configurations shown in said figure have the main cutting edge 18a on the left side. On the right side of the cut rectangle a semicircular region is represented where the screw 11 that fixes the cutting insert 10 to the head 1 is located. Tangentially to said semicircular region, the boundary of the surface to be represented is represented by dashed line 23 analyze for each cutting insert 10. The different rectangles are preferred configurations of the arrangement and size of the subregions 22 of the wear region 19 around the main cutting edge 18a.

En la Figura 7 se ilustra el esquema que, en base a los experimentos realizados, funciona mejor para el mecanizado en condiciones severas. En este ejemplo se ha seleccionado, en la imagen del filo de corte principal 20, una franja vertical correspondiente con la zona del filo de corte principal 18a, la cual se ha dividido en nueve subregiones 22. También se han seleccionado las zonas correspondientes al filo superior e inferior para evaluar la información de desgaste que se encuentra en esas zonas superior e inferior, dando como resultado final la división en once sub regiones 22 cuyo esquema simplificado aparece en dicha figura. Puede verse que se subdivide primeramente la franja izquierda en nueve Figure 7 illustrates the scheme that, based on the experiments performed, works best for machining under severe conditions. In this example, in the image of the main cutting edge 20, a vertical strip corresponding to the area of the main cutting edge 18a has been selected, which has been divided into nine sub-regions 22. The areas corresponding to the cutting edge have also been selected upper and lower to evaluate the wear information found in these upper and lower zones, resulting in the final division into eleven sub regions 22 whose simplified scheme appears in said figure. It can be seen that the left strip is subdivided first into nine

5 regiones de igual ancho y área y que posteriormente se crean dos nuevas sub regiones, en la parte superior e inferior, siendo estas más anchas y estrechas que las anteriores. 5 regions of equal width and area and subsequently two new sub regions are created, at the top and bottom, these being wider and narrower than the previous ones.

Posteriormente cada una de las subregiones 22 se describe mediante un vector de características que las representan. El descriptor utilizado en la realización preferente de esta Subsequently, each of the subregions 22 is described by a vector of characteristics that represent them. The descriptor used in the preferred embodiment of this

10 invención es el de los patrones binarios locales (Local Binary Pattems (LBP)). Este descriptor es un operador de textura que etiqueta cada píxel de la imagen analizando su vecindario, estudiando si el nivel de gris de cada píxel supera un determinado umbral y codificando dicha comparación mediante un valor binario. Para calcular LBP en una imagen en escala de grises se emplea la ecuación: The invention is that of local binary patterns (LBP). This descriptor is a texture operator that labels each pixel of the image by analyzing its neighborhood, studying whether the gray level of each pixel exceeds a certain threshold and encoding said comparison by a binary value. To calculate LBP in a grayscale image, the equation is used:

Isx;;, O Isx ;;, O

LBPp,R = Is:g, -g,)2' ,S:x) = { LBPp, R = Is: g, -g,) 2 ', S: x) = {

""0 Osx<O "" 0 Osx <O

Donde P es el número de vecinos que se van a considerar, R es el tamaño del vecindario y, Where P is the number of neighbors to be considered, R is the size of the neighborhood and,

Be: y Bp son los valores del nivel de gris del píxel central y de cada uno de los P píxeles del Be: and Bp are the gray level values of the central pixel and each of the P pixels of the

20 vecindario respectivamente. 20 neighborhood respectively.

Al finalizar esta etapa, se dispone de un vector de características para cada una de las subregiones 22 del filo de corte. At the end of this stage, a vector of characteristics is available for each of the subregions 22 of the cutting edge.

25 A continuación, se realiza una clasificación de las subregiones 22 del filo de corte. Cada uno de los vectores de características calculados se clasifica utilizando algún método de aprendizaje supervisado entrenado previamente. Esta clasificación devuelve, para cada vector de características, un valor binario, que determina si la subregión del filo de corte presenta desgaste o no. Tras realizarse la clasificación, se determina el número de regiones 25 Next, a classification of the subregions 22 of the cutting edge is made. Each of the calculated feature vectors is classified using some previously trained supervised learning method. This classification returns, for each characteristic vector, a binary value, which determines whether the sub-region of the cutting edge has wear or not. After classification, the number of regions is determined

30 desgastadas, que va a ser el valor que defina el estado de la plaquita de corte 10. Adicionalmente, se especifica la localización de las mismas, bien en el filo de corte principal 18a, o en las zonas de la región de desgaste 19 correspondientes a los filos de corte adyacentes (filo de corte superior 18b e inferior 18c), que también pueden presentar desgaste motivado por haber sido el filo utilizado para corte en un mecanizado anterior. 30 worn, which will be the value that defines the state of the cutting insert 10. Additionally, their location is specified, either in the main cutting edge 18a, or in the corresponding wear region areas 19 to the adjacent cutting edges (upper cutting edge 18b and lower cutting edge 18c), which may also show wear due to the cutting edge used in a previous machining.

Por último, el procedimiento puede incluir la identificación del estado global de la plaquita de Finally, the procedure may include the identification of the overall status of the insert

5 corte 10. Para ello se determina, a partir del número de subregiones 22 de desgaste que se encuentran en la imagen del filo de corte principal 20, la proporción de desgaste que tiene la plaquita de corte 10, de forma que si esta proporción de desgaste supera un determinado umbral la plaquita de corte 10 se clasifica como desgastada y, en caso contrario, se considera que pertenece a la categoría de plaquita de corte intacta. Alternativamente, para la 5 cut 10. To this end, the proportion of wear of the cutting insert 10 is determined from the number of wear subregions 22 found in the image of the main cutting edge 20, so that if this proportion of wear exceeds a certain threshold the cutting insert 10 is classified as worn and, otherwise, it is considered to belong to the category of intact cutting insert. Alternatively, for the

10 identificación del estado global de la plaquita de corte en lugar de una proporción de desgaste se puede considerar el número de subregiones clasificadas como desgastadas. En una realización preferente de esta invención se utiliza como umbral un valor de entre tres y cinco subregiones. The identification of the overall state of the cutting insert instead of a wear ratio can be considered the number of subregions classified as worn. In a preferred embodiment of this invention, a value of between three and five subregions is used as a threshold.

Claims

1. Procedure for determining the wear on cutting plates used in milling operations, from a digital image (9) of a cutting head (1) of a milling machine with at least one cutting plate (10), characterized because it comprises locating at least one cutting insert (10) in the digital image (9) and, for at least one cutting insert (10) located:

--: detectar, en la imagen digital (9), el filo de corte principal (18a) de la plaquita de corte (10); detect, in the digital image (9), the main cutting edge (18a) of the cutting insert (10);

--: recortar una región de desgaste (19) que contiene el filo de corte principal (18a) detectado; trim a wear region (19) that contains the main cutting edge (18a) detected;

--: dividir la región de desgaste (19) en una pluralidad de subregiones (22); divide the wear region (19) into a plurality of subregions (22);

--: describir cada una las subregiones (22) mediante al menos un descriptor de textura, describe each sub-regions (22) by at least one texture descriptor,

generating a vector of characteristics for each subregion (22); -classify sub-regions (22) into two or more categories using the sub-regions feature vector (22) and a supervised learning algorithm; -determine the status of the cutting insert (10) based on the classification of the subregions (22).

2. 2.: Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la localización de al menos una plaquita de corte (10) en la imagen digital (9) comprende la detección del tornillo (11 ) de cada plaquita de corte (10). Method according to claim 1, characterized in that the location of at least one cutting insert (10) in the digital image (9) comprises the detection of the screw (11) of each cutting insert (10).

3. 3.: Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que la detección del tornillo (11 ) se realiza mediante un método de detección de objetos basado en la forma. Method according to claim 2, characterized in that the detection of the screw (11) is carried out by a method of object-based object detection.

4. Four.: Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que el método de detección de objetos empleado es el histograma de gradientes orientados. Method according to claim 3, characterized in that the object detection method used is the histogram of oriented gradients.

5. 5.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la detección del filo de corte principal (18a) de la plaquita de corte (10) se realiza mediante un detector de bordes. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the detection of the main cutting edge (18a) of the cutting insert (10) is carried out by means of an edge detector.

6. 6.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que Method according to any of the preceding claims, characterized in that

both the cut-out wear region (19) and the subregions (22) completely cover the main cutting edge (18a) and at least partially the adjacent cutting edges (18b, 18c).

7. 7.: Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la etapa de determinación del estado de la plaquita de corte (10) comprende determinar el nivel de desgaste del filo de corte principal (18a) y de los filos de corte adyacentes (18b, 18c). Method according to claim 6, characterized in that the step of determining the state of the cutting insert (10) comprises determining the level of wear of the main cutting edge (18a) and of the adjacent cutting edges (18b, 18c).

8. 8.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el recorte de la región de desgaste (19) comprende: -binarización por umbralización de una región de interés donde se localiza la plaquita Method according to any of the preceding claims, characterized in that the cutting of the wear region (19) comprises: -binarization by thresholding of a region of interest where the insert is located

cutting (10); -detection and elimination of the central circle of the cutting insert (10); -detection of the cutting edges (18a, 18b, 18c, 18d) of the cutting insert (10); -cutting a wear region (19) that completely comprises the cutting edge

main (18a) and at least partially adjacent cutting edges (18b, 18c).

9. 9.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la descripción de las subregiones (22) comprende la extracción de características basadas en textura utilizando la técnica de los patrones binarios locales. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the description of the subregions (22) comprises the extraction of texture-based characteristics using the technique of local binary patterns.

10. 10.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el algoritmo de aprendizaje supervisado empleado en la clasificación de las subregiones (22) es el de máquinas de vectores de soporte. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the supervised learning algorithm used in the classification of the subregions (22) is that of support vector machines.

11. eleven.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las subregiones (22) se clasifican al menos en desgastadas o intactas. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the subregions (22) are classified at least as worn or intact.

12. 12.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la clasificación de las subregiones (22) comprende: -entrenar un sistema de aprendizaje automático con un conjunto de entrenamiento etiquetado; Method according to any of the preceding claims, characterized in that the classification of the subregions (22) comprises: -training an automatic learning system with a labeled training set;

--: clasificar, utilizando el sistema entrenado, las subregiones (22) representadas por su vector de características basadas en textura, según sea intacta o desgastada utilizando un método de clasificación supervisada. classify, using the trained system, the subregions (22) represented by their vector of texture-based characteristics, as intact or worn out using a supervised classification method.

13. 13.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el estado de la plaquita de corte (10) se determina en función del número o proporción de subregiones (22) clasificadas como desgastadas, así como de la ubicación de las subregiones (22) clasificadas como desgastadas. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the state of the cutting insert (10) is determined according to the number or proportion of sub-regions (22) classified as worn, as well as the location of the sub-regions (22) classified as worn out

14. 14.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la etapa de determinación del estado de la plaquita de corte (10), ésta se considera desgastada si el número o proporción de subregiones (22) clasificadas como desgastadas supera un determinado umbral. Method according to any of the preceding claims, characterized in that in the stage of determining the state of the cutting insert (10), it is considered worn if the number or proportion of subregions (22) classified as worn exceeds a certain threshold.

15. fifteen.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la etapa de determinación del estado de la plaquita de corte (10) comprende determinar el nivel de desgaste del filo de corte principal (18a). Method according to any of the preceding claims, characterized in that the step of determining the state of the cutting insert (10) comprises determining the level of wear of the main cutting edge (18a).

16. 16.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una etapa de adquisición de la imagen digital (9). Method according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of acquiring the digital image (9).

17. 17.: Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una etapa de conversión de la imagen digital (9) a una imagen en escala de grises. Method according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of converting the digital image (9) to a grayscale image.

18. 18.: Sistema de monitorización del desgaste de plaquitas de corte utilizadas en operaciones Wear monitoring system for cutting inserts used in operations

of milling, characterized in that it comprises: an image capture system (2) configured to acquire a digital image

(9) of a cutting head (1) of a milling machine with at least one cutting insert (10);

a processing system (3) comprising data processing means configured to locate at least one cutting insert (10) in the digital image (9) and, for at least one cutting insert (10) located:

--: detectar, en la imagen digital (9), el filo de corte principal (18a) de la plaquita de corte (10); -recortar una región de desgaste (19) que contiene el filo de corte principal detect, in the digital image (9), the main cutting edge (18a) of the cutting insert (10); -cut a wear region (19) that contains the main cutting edge

(188) detected; - dividing the wear region (19) into a plurality of subregions (22); -describe each sub-regions (22) by at least one descriptor of

texture, generating a vector of characteristics for each subregion (22); -classify the sub regions (22) into two or more categories using the vector

of characteristics of the subregions (22) and a supervised learning algorithm;

--: determinar el estado de la plaquita de corte (10) en función de la determine the status of the cutting insert (10) based on the

classification of sub-regions (22).

19. 19.: Sistema según la reivindicación 18, caracterizado por que el sistema de captura de imágenes (2) comprende una cámara digital (7). System according to claim 18, characterized in that the image capture system (2) comprises a digital camera (7).

20. twenty.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 19, caracterizado por que el sistema de captura de imágenes (2) comprende un sistema de iluminación (8). System according to any of claims 18 to 19, characterized in that the image capture system (2) comprises a lighting system (8).

21. twenty-one.: Sistema según la reivindicación 20, caracterizado por que el sistema de iluminación (8) comprende al menos una barra de luz roja LEO. System according to claim 20, characterized in that the lighting system (8) comprises at least one LEO red light bar.

22. 22: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21 , caracterizado por que el sistema de procesamiento (3) está configurado para localizar la al menos una plaquita de corte (10) en la imagen digital (9) mediante la detección del tornillo (11 ) de cada plaquita de corte (10) System according to any of claims 18 to 21, characterized in that the processing system (3) is configured to locate the at least one cutting insert (10) in the digital image (9) by detecting the screw (11) of each cutting insert (10)

23. 2. 3.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizado por que el sistema de procesamiento (3) comprende un detector de bordes configurado para realizar la detección del filo de corte principal (18a) de la plaquita de corte (10). System according to any of claims 18 to 22, characterized in that the processing system (3) comprises an edge detector configured to detect the main cutting edge (18a) of the cutting plate (10).

24. 24.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizado por que para realizar el recorte de la región de desgaste (19) el sistema de procesamiento (3) está configurado para: System according to any of claims 18 to 23, characterized in that for processing the wear region (19) the processing system (3) is configured to:

--: realizar una binarización por umbralización de una región de interés donde se localiza la plaquita de corte (10); perform a binarization by thresholding of a region of interest where the cutting insert is located (10);

--: detectar y eliminar el círculo central de la plaquita de corte (10); detect and eliminate the central circle of the cutting insert (10);

--: detectar los filos de corte (18a, 18b, 18c, 18d) de la plaquita de corte (10); detect the cutting edges (18a, 18b, 18c, 18d) of the cutting insert (10);

--: recortar una región de desgaste (19) que comprende íntegramente el filo de corte trim a wear region (19) that completely comprises the cutting edge

main (18a) and at least partially adjacent cutting edges (18b, 18c).

25. 25.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para realizar la descripción de las subregiones (22) el sistema de procesamiento (3) está System according to any of the preceding claims, characterized in that for processing the sub-regions (22) the processing system (3) is

configured to extract texture-based features using the technique of local binary patterns.

26. 26.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, caracterizado por que para realizar la clasificación de las subregiones (22) el sistema de procesamiento (3) está configurado para: System according to any of claims 18 to 25, characterized in that for processing the sub-regions (22) the processing system (3) is configured to:

--: entrenar un sistema de aprendizaje automático con un conjunto de entrenamiento etiquetado; train a machine learning system with a tagged training set;

--: clasificar, utilizando el sistema entrenado, las subregiones (22) representadas por su vector de características, según sea intacta o desgastada utilizando un método de clasificación supervisada. classify, using the trained system, the subregions (22) represented by their feature vector, as intact or worn out using a supervised classification method.

27. 27.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 26, caracterizado por que el sistema de procesamiento (3) está configurado para determinar el estado de la plaquita de corte (10) en función del número o proporción de subregiones (22) clasificadas como desgastadas, así como de la ubicación de las subregiones (22) clasificadas como desgastadas. System according to any of claims 18 to 26, characterized in that the processing system (3) is configured to determine the state of the cutting insert (10) based on the number or proportion of sub-regions (22) classified as worn, as well as of the location of the subregions (22) classified as worn.

28. 28.: Un producto de programa que comprende medios de instrucciones de programa para llevar a cabo el procedimiento definido en cualquiera de las reivindicaciones 1-17 cuando el programa se ejecuta en un procesador. A program product comprising means of program instructions for carrying out the procedure defined in any of claims 1-17 when the program is run on a processor.

29. 29.: Un producto de programa según la reivindicación 28 , almacenado en un medio de soporte de programas. A program product according to claim 28, stored in a program support medium.