[发明专利]一种用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置及方法

权利要求书

1.一种用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置，其特征在于，包括：

数控机床主轴(1)；

刀具(2)，其为待检测对象并安装于所述数控机床主轴(1)上，所述刀具(2)具有侧刃和底刃，所述数控机床主轴(1)驱动所述刀具(2)旋转或在Z轴方向上往复直线运动；

远心镜头(6)和CCD工业相机(7)，其个数为两组并分别朝向所述刀具(2)的侧刃和底刃，用于对所述刀具(2)进行拍照，所述远心镜头(6)和CCD工业相机(7)还能够在X轴方向和Z轴方向上往复直线运动；

工控机(4)，其包含相机通讯模块、机床通讯模块、图像处理与磨损量计算模块，所述工控机(4)用于控制CCD工业相机(7)、数控机床主轴(1)的动作，并能够对CCD工业相机(7)拍摄的照片进行处理。

2.如权利要求1所述的用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置，其特征在于：两组所述的CCD工业相机(7)分别通过多自由度位置调整平台和姿态调整云台(8)安装于支架上；

所述多自由度位置调整平台包括多个伺服电机(9)，用于调整CCD工业相机(7)在X轴方向和Z轴方向上的位置；

所述姿态调整云台(8)用于调整并固定CCD工业相机(7)的姿态，同时降低振动所带来的影响；

所述伺服电机(9)通过伺服系统控制总线(10)与工控机(4)连接，所述CCD工业相机(7)通过相机通讯总线(11)与工控机(4)连接，所述数控机床主轴(1)通过机床通讯总线(12)与工控机(4)连接。

3.如权利要求2所述的用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置，其特征在于：每个所述的CCD工业相机(7)处还设置有环形LED光源(5)，所述环形LED光源(5)的照射方向与CCD工业相机(7)的朝向一致。

4.如权利要求3所述的用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置，其特征在于：还包括数控系统(3)，其用于连接所述工控机(4)与数控机床主轴(1)，接收工控机(4)的指令并控制数控机床主轴(1)动作。

5.如权利要求4所述用于制造物联网的切削刀具磨损在位测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下顺序步骤

S1.图像在位感知系统软硬件配置调整；

S2.调整位姿调整系统确定位置和姿态；

S3.采集刀具磨损图像并传输到工控机；

S4.刀具磨损图像处理，计算磨损值。

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于：步骤S1中

S11.分别标定两个CCD工业相机(7)的内外参数、两个远心镜头(6)的焦距以及两个环形LED光源(5)的强度和方向，确保能够得到清晰无畸变的图像；

S12.通过相机通讯总线(11)对两个CCD工业相机(7)的快门时间、分辨率等进行配置。

7.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于：步骤S2中

S21.通过伺服系统控制总线(10)控制多自由度位置调整平台做X轴和Z轴方向的运动，同时通过相机通讯总线(11)实时回传CCD工业相机(7)采集到的图像到工控机(4)，确保CCD工业相机(7)的位置不干涉机床本体运转，同时可拍摄清晰完整的刀具(2)刃口图像；

S21.通过姿态调整云台(8)控制CCD工业相机(7)的姿态，确保CCD工业相机(7)与刀具(2)磨损面满足平行度要求。