[发明专利]基于CCD的刀具磨破损在线检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种基于CCD刀具磨破损在线检测装置，其特征是：包括采集箱、工控机和显示器，采集箱内设置有CCD工业相机、双远心镜头、环形光源和三棱镜，CCD工业相机、双远心镜头、工控机和显示器依次连接；

所述采集箱包括底座以及设置在底座上的箱体，箱体包括前后左右四个侧箱门和一个顶箱门，顶箱门上设置有刀具在线检测的入口，入口处装有毛刷；

所述采集箱的底座上设置有相机横向移动机构和三棱镜Y向移动机构，相机横向移动机构上设置有相机纵向移动机构，所述CCD工业相机安装在相机纵向移动机构上；三棱镜Y向移动机构上设置有三棱镜X向移动机构，三棱镜X向移动机构上设置有三棱镜Z向移动机构，所述三棱镜安装在三棱镜Z向移动机构上；

所述环形光源，与双远心镜头相连，利用前光源光照采集刀具表面磨损信息的图像，为后续图像处理做准备；

所述三棱镜，安装在三棱镜Z向移动机构的Z向滑块上，完成刀具底刃磨破损图像的采集，使刀具底刃和侧刃的采集集成在一个相机中，以减小了装置体积；

上述装置的检测过程，包括以下步骤：

(1)将整个装置安装在机床工作台上，使整个装置随机床X轴向和Y轴向运动；

(2)接通电源，将CCD工业相机与工控机和显示器连接，打开环形光源；

(3)调节机床抬起刀具，然后调节机床X轴工作台和机床Y轴溜板，使整个装置运行至刀具下方；调节机床，使刀具下降并穿过采集箱，停置在三棱镜上方，完成粗调；

(4)使CCD工业相机上下前后运动，标定完成后，固定住CCD工业相机，微调三棱镜，使CCD工业相机与三棱镜平齐，完成精调；

(5)调节完毕后采集图像，一次性采集全部底刃；调节三棱镜并使刀具下降，采集侧刃磨损图像，转动刀具，每刃连续采集4张不同位置的图像，根据转速和刃数设置旋转角度使各刃依次采集，直至完成所有侧刃图像的采集；

(6)工控机对采集的刃部图像进行数据处理；

所述步骤(6)中工控机对刃部图像进行数据处理的过程是：对刃部图像进行灰度变换和二值化预处理，然后对预处理图像采用自相匹配算法进行图像处理，自相匹配的图像处理算法是以刀具本身信息为参照，以各刃最大磨损量的最大值表征刀具最大磨损值。