一种CNC加工中心刀具磨损视觉在线检测系统

一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统
技术领域
1.本实用新型涉及cnc加工中心技术领域，尤其涉及一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统。


背景技术：

2.在数控加工中，一个极为关键的技术就是刀具状态检测技术，当cnc刀具发生了磨损或者破损，而在加工的时候，并没有及时发现，那么在加工的时候，很可能会致使加工中断，更为严重的，可能会导致cnc刀具报废或cnc设备损坏，造成无法估量的经济损失，另外，刀具的磨损程度对所加工工件的加工精度的影响特别大，刀具过度磨损后，会使工件加工精度降低，工件表面粗糙度增大，被加工工件质量降低。通常为检测cnc刀具磨损程度，往往停机后将cnc刀具拆除进行磨损检测，从而确定刀具是否需要进行更换，进而进行cnc刀具的寿命管理，但是在加工过程中，停机进行cnc刀具的寿命检测会占用工件的加工时间，导致生产总成本的增加，因此，cnc刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。
3.近年来，随着计算机技术的高速发展，基于机器视觉的刀具状态检测逐步进入机械自动化领域，基于机器视觉的刀具磨损检测装置，具有检测速度快，精度高，可靠性高的优点，因此，为提高cnc加工的效率，提升加工质量，降低加工成本，及时了解掌握cnc刀具的磨损程度，设计一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统是非常有实用价值和应用前景的。


技术实现要素：

4.为提高cnc刀具磨损检测技术在应用时的智能化水平和检测的时效效果，本实用新型提出一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统，旨在为了及时了解掌握cnc刀具的磨损程度，提高cnc加工的效率，提升工件加工的质量，降低加工成本，同时降低操作人员的劳动强度。
5.为达到上述目的，本实用新型具体技术方案如下：
6.一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统，包括：控制模块（1）、图像采集装置（2）、图像分析处理终端（3）、信号显示装置（4）和存储模块（5）；所述图像采集装置（2）包括ccd相机（6）、led环形光源（7）和检测定位装置（8）；所述信号显示装置（4）包括操作面板（9）和警示灯（10）；所述的控制模块（1）与所述的图像采集装置（2）和信号显示装置（4）相连；所述的图像采集装置（2）与所述的图像分析处理终端（3）相连；所述的图像分析处理终端（3）与所述的信号显示装置（4）和存储模块（5）相连；图像采集装置设置在刀具磨损检测固定检测位的正下方。
7.作为优选方式，所述的控制模块（1）用于输入进行刀具磨损检测的信号；所述的图像采集装置（2）用于采集cnc加工中心刀库中刀具的后刀面图像，与加工表面相对的面的图像；所述的图像分析处理终端（3）用于对刀具后刀面图像进行分析处理并进行磨损等级鉴定；所述的信号显示装置（4）用于显示刀具磨损等级鉴定结果；所述的存储模块（5）用于存
储图像采集装置（2）所拍摄的刀具后刀面原始图像和图像分析处理终端（3）处理刀具后刀面图像过程中产生的数据和磨损等级鉴定的结果；所述的led环形光源（7）用于在cnc刀具图像采集时进行照明和补光；所述的检测定位装置（8）用于检测cnc加工中心刀库中的刀位是否转到了固定的检测位上。
8.作为优选方式，该系统的刀具磨损等级分为三级：初级磨损、正常磨损、急剧磨损。
9.作为优选方式，该系统刀具磨损等级的划分是综合考虑刀具后刀面磨损区域面积和磨损区域平均灰度进行划分的。
10.作为优选方式，运用嵌入式技术，将所述的一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统嵌入cnc加工中心控制系统，实现在线检测系统与cnc加工中心的智能化集成。
11.本实用新型的技术构思是：在cnc加工中心刀库上的合适位置选定一个刀位作为刀具磨损检测固定的检测位，并安装图像采集装置（2），选择接口配合的连接件，将图像采集装置（2）集成到cnc加工中心上；在cnc加工中心加工工件的过程中，假如需要使用两把刀具，在刀具1加工结束后，cnc加工中心更换刀具2进行加工，在使用刀具2进行加工的时候，刀库将换下来的刀具1转至固定的检测位，进行刀具1磨损情况的检测；通过ccd相机（6）自动采集刀具后刀面图像信息，由led环形光源（7）进行拍摄图像过程中的光线补偿与照明，然后将图像数据传输进图像分析处理终端（3），经过预编的程序对图像进行分析处理，检测出刀具1磨损状态，判别磨损等级，并通过信号显示装置（4）输出显示，进而进行相应的刀具寿命管理，同时存储模块（5）存储相应的数据进行备份，在整个刀具1磨损的检测过程中，刀具2在正常进行工件的加工，磨损检测过程不影响刀具2的加工，测量工序和加工工序完全吻合，不影响加工时间，不影响加工效率。
附图说明
12.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
13.图1为本实用新型一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统的结构示意图。
14.图2为本实用新型一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统工作时的简易示意图。
15.图1中标号名称：控制模块（1）、图像采集装置（2）、图像分析处理终端（3）、信号显示装置（4）、存储模块（5）、ccd相机（6）、led环形光源（7）、检测定位装置（8）、操作面板（9）、警示灯（10）。
具体实施方式
16.参照附图，进一步说明本实用新型。
17.一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统，包括：控制模块（1）、图像采集装置（2）、图像分析处理终端（3）、信号显示装置（4）和存储模块（5）；所述图像采集装置（2）包括ccd相机（6）、led环形光源（7）和检测定位装置（8）；所述信号显示装置（4）包括操作面板（9）和警示灯（10）；所述的控制模块（1）与所述的图像采集装置（2）和信号显示装置（4）相连；所述的图像采集装置（2）与所述的图像分析处理终端（3）相连；所述的图像分析处理终端（3）
与所述的信号显示装置（4）和存储模块（5）相连；图像采集装置设置在刀具磨损检测固定检测位的正下方。
18.作为优选方式，所述的控制模块（1）用于输入进行刀具磨损检测的信号；所述的图像采集装置（2）用于采集cnc加工中心刀库中刀具的后刀面图像，与加工表面相对的面的图像；所述的图像分析处理终端（3）用于对刀具后刀面图像进行分析处理并进行磨损等级鉴定；所述的信号显示装置（4）用于显示刀具磨损等级鉴定结果；所述的存储模块（5）用于存储图像采集装置（2）所拍摄的刀具后刀面原始图像和图像分析处理终端（3）处理刀具后刀面图像过程中产生的数据和磨损等级鉴定的结果；所述的led环形光源（7）用于在cnc刀具图像采集时进行照明和补光；所述的检测定位装置（8）用于检测cnc加工中心刀库中的刀位是否转到了固定的检测位上。
19.作为优选方式，该系统的刀具磨损等级分为三级：初级磨损、正常磨损、急剧磨损。
20.作为优选方式，该系统刀具磨损等级的划分是综合考虑刀具后刀面磨损区域面积和磨损区域平均灰度进行划分的。
21.作为优选方式，运用嵌入式技术，将所述的一种cnc加工中心刀具磨损视觉在线检测系统嵌入cnc加工中心控制系统，实现在线检测系统与cnc加工中心的智能化集成。
22.本实用新型的技术构思是：在cnc加工中心刀库上的合适位置选定一个刀位作为刀具磨损检测固定的检测位，并安装图像采集装置（2），选择接口配合的连接件，将图像采集装置（2）集成到cnc加工中心上；在cnc加工中心加工工件的过程中，假如需要使用两把刀具，在刀具1加工结束后，cnc加工中心更换刀具2进行加工，在使用刀具2进行加工的时候，刀库将换下来的刀具1转至固定的检测位，进行刀具1磨损情况的检测；通过ccd相机（6）自动采集刀具后刀面图像信息，由led环形光源（7）进行拍摄图像过程中的光线补偿与照明，然后将图像数据传输进图像分析处理终端（3），经过预编的程序对图像进行分析处理，检测出刀具1磨损状态，判别磨损等级，并通过信号显示装置（4）输出显示，进而进行相应的刀具寿命管理，同时存储模块（5）存储相应的数据进行备份，在整个刀具1磨损的检测过程中，刀具2在正常进行工件的加工，磨损检测过程不影响刀具2的加工，测量工序和加工工序完全吻合，不影响加工时间，不影响加工效率。
23.当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例，本文的说明只是用于帮助理解其核心思想和方法，并非是对技术特征的限定，对于本领域的一般技术人员而言，在上述说明的基础上还是可以做出很多形式的改进变动，这里无法予以穷举，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含于本实用新型权利要求的保护范围内。