[发明专利]一种RCF型铣刀刃部崩缺在线检测方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及RCF型铣刀刃部崩缺机器视觉自动检测领域，尤其是涉及一种RCF型铣刀刃部崩缺在线检测方法。

背景技术

RCF型铣刀是PCB加工中最常用的加工工具，其外观质量的检测至关重要。如何在自动化生产线上对RCF型铣刀刃部崩缺进行快速、准确的检测，是直接关系到刀具质量及其发展的重要技术难题。目前该检测任务仍由人工方式完成，效率低、准确率低、工作量大。

机器视觉是用计算机实现人的视觉功能，即用机器代替人眼来做检测和判断。基于机器视觉的检测技术具有柔性好、精度高、速度快、自动化和智能化水平高等优点。

中国专利CN200958939Y公开一种铣刀检测装置，采用一组垂向和径向布置的相机及显示器，采用人工判别的方式，实现了铣刀几何参数和刃部缺口等的检测，未引入视觉图像处理的方式实现自动化。

中国专利102564314A提供一种用于检测立铣刀磨损状态的正交视觉检测系统，实现了铣刀磨损视觉检测。

中国专利102501140A提供一种球头铣刀定位及磨损监测方法，实现了球头铣刀定位及磨损的机器视觉检测。以上专利，都未实现RCF型铣刀的刃部自动化检测。

RCF型铣刀刃部崩缺在线检测，其被检测对象具有以下特点：1.铣刀为柱状物体，单目视觉系统中，一次图像采集无法覆盖铣刀完整表面，且RCF型铣刀几何尺寸较小，普通分辨率的视觉系统和简单算法无法达到很高的准确率；2.RCF型铣刀为鱼鳞形齿，外观复杂，对照明方式要求严格，且被检RCF型铣刀包括不同外径规格，几何参数变化时所得图像不同，对图像处理算法适应性要求较高。如何完成RCF型铣刀高质量成像和高准确率检测是需要解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对RCF型铣刀刃部崩缺检测要求和其尺寸小、外观复杂的特点，提供算法简单、准确度高、速度快的一种RCF型铣刀刃部崩缺在线检测方法，完成RCF型铣刀刃部崩缺的自动检测。

本发明采用如下技术方案：

一种RCF型铣刀刃部崩缺在线检测方法，所使用的检测装置设有铣刀旋转平台和视觉检测系统；

铣刀旋转平台设有底座、工作夹头、双头步进电机和旋转编码器；工作夹头设于底座上端，双头步进电机设于底座下端，步进电机一端输出端与工作夹头连接，步进电机另一端输出端与旋转编码器连接。

视觉检测系统设有平面光源、摄像机和计算机；平面光源设于所述工作夹头侧方，平面光源的中垂面与所述工作夹头的轴心线重合，摄像机设于所述工作夹头侧方，摄像机光轴与平面光源的中垂面之间的夹角为40°～60°，摄像机与计算机数据连接。

一种RCF型铣刀刃部崩缺在线检测方法，采用上述检测装置，包括以下阶段和步骤：

1)准备阶段

a)将待检的铣刀固于工作夹头；

b)调好摄像机对焦，保证铣刀的中轴方向与摄像机X轴方向平行，固定摄像机；

c)调节平面光源中垂面与摄像机光轴的夹角，使所采集图像中铣刀齿沟区域成像效果最佳，固定平面光源；

2)自动检测阶段

d)检测装置通电，包括电机、旋转编码器、摄像机和平面光源，打开计算机中的设定检测程序，检测装置进入自动检测环境；

e)在检测程序相应的人工交互界面中输入铣刀的标准几何参数并保存，包括左旋角、右旋角、相邻齿间距（坐标差）、齿宽、齿沟深；

f)打开平面光源、摄像机；

g)启动步进电机，使铣刀旋转，旋转编码器触发摄像机采集图像并传输到计算机处理器；

h)计算机处理器根据灰度信息提取铣刀所有齿沟区域，获得齿沟区域所有坐标，以列坐标最小的点作为铣刀最左端齿沟区域起始点；

i)根据铣刀已知的左旋角和右旋角，以最左端齿沟区域起始点为基准，做一条左旋线和一条右旋线；

j)根据铣刀相邻齿间距信息分别平移上述左旋线和右旋线，得到多条左旋线和右旋线，并计算其交点坐标，该交点坐标即为铣刀齿沟所在大致位置；

k)以交点坐标为基准做ROI，定位铣刀每个齿沟所张开角两条边的亚像素边缘的交点，即齿沟的前脚点；

l)以前脚点为基准，根据铣刀右旋角、齿宽、齿沟深信息做矩形定位铣刀刃部区域：向着铣刀柄部方向，沿铣刀右旋线搜索与齿沟前脚点距离为齿宽一半的点，以此为中心，右旋角为倾角，齿宽为长度，齿沟深为宽度做矩形，即铣刀刃部区域；