[发明专利]微小车床对刀装置及方法

权利要求书

1.微小车床对刀装置，该装置包括：机床卡盘（1）、刀架（3）、刀具（4）和导轨，其特征在于，该装置还包括：第一CCD相机（5）、反射镜（6）、第一光源（7）、第二CCD相机（8）、第二光源（9）和外部计算机；待加工的工件（2）装卡在机床卡盘（1）上，刀具（4）固定在刀架（3）上；外部计算机控制机床卡盘（1）和刀架（3）之间的进行相对运动；反射镜（6）位于待加工的工件（2）端面的正下方，第一光源（7）发射出的光线经由反射镜（6）反射至第一CCD相机（5）中；第二光源（9）发射出的光线照在待加工的工件（2）的端面后，经反射由第二CCD相机（8）接收；第一CCD相机（5）和第二CCD相机（8）采集到的图像传输到外部计算机上。

2.基于要求1所述的微小车床对刀方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一：将第一CCD相机（5）获得图像的水平和竖直方向的像素以及第二CCD相机（8）获得图像的水平和竖直方向的像素都进行标定，把两个CCD相机采集到的具有水平和垂直方向实际距离的图像实时传输到外部计算机上；

步骤二：通过外部计算机监控并调节刀具（4），使其靠近工件（2）端面；通过图像处理技术和编制的相应软件，图像上即可显示刀尖与工件（2）端面回转中心的距离；

步骤三:根据得到的刀尖与工件（2）端面回转中心的距离，手动调节工件（2）和刀具（4）间的距离或者利用计算机输出相应信号控制刀具（4）与工件（2）的相对运动，实现微小机床的高精度对刀。

3.如权利要求2所述的微小车床对刀方法，其特征在于，所述步骤二包括如下内容：第一CCD相机（5）在图像中心取一灰度像素，对工件（2）的轮廓进行跟踪和提取，拟合工件（2）端面所在的直线；根据工件（2）与刀具（4）的位置信息，确定工件（2）端面所在直线；通过工件（2）轮廓对图像进行分割，计算出刀具上距工件（2）端面所在直线最近的点，并求出其距离得出刀尖点距离工件（2）端面沿轴向即Z向的间隙值；第二CCD相机（8）在图像中心取一高灰度像素，对工件（2）进行区域定位，提取工件（2）轮廓，获得工件（2）的回转中心和半径；同时对图像进行梯度变换并分割，利用工件（2）定位信息，对非刀具像素进行排除，获得刀具（4）粗定位，提取刀面直线，并进行拟合获得交点，作为刀具尖点，从而得到刀尖点距离工件中心沿Y向和X向的间隙值。